[發(fā)明專利]用于制造奧氏體不銹鋼冷軋鋼板的高速酸洗方法

有效

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• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN104520473B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 李龍憲;金鎮(zhèn)錫;金志熏
• 申請（專利權(quán)）人: POSCO公司
• 主分類號: C23G1/08
• 分類號: C23G1/08;C23G3/00
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11285
• 代理人: 王媛,鐘守期

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及用于制造具有所需表面質(zhì)量的冷軋奧氏體不銹鋼板的高速鋼板酸洗方法，并且更具體而言，涉及不使用硝酸的酸洗方法。

背景技術(shù)

在冷軋后，奧氏體不銹鋼板在100℃至1150℃的溫度下熱處理以獲得所需的機械特性。然而，在該熱處理過程中，鋼板的表面與爐中的熱氧反應并被氧化皮(例如SiO₂或(Cr,Mn)₃O₄)沾污。該氧化皮破壞外觀并且降低鋼板的質(zhì)量。此外，該氧化皮降低鋼板的耐腐蝕性，因為鋼板從氧化皮的存在開始腐蝕。

因此，為制備具有美觀的表面質(zhì)量和改進的耐腐蝕性的冷軋不銹鋼板，氧化皮通過各種方法被去除，例如：包括刷光或噴丸清理的物理除銹，使用硫酸鈉電解質(zhì)、硫酸電解質(zhì)或硝酸電解質(zhì)的電解質(zhì)除銹，以及使用鹽浴或酸混合物的化學除銹。

該除銹方法通常被稱為酸洗方法。不銹鋼通過酸洗方法被處理以獲得美觀的表面質(zhì)量，并在該表面上均勻地形成耐腐蝕的鈍化膜，并且，用于為不銹鋼除銹的酸洗方法包括：硝酸電解質(zhì)方法，其中電流被施加至硝酸溶液而鋼板自此通過，以及使用硝酸(80g/l至180g/l)和氫氟酸(2g/l至40g/l)的混合物的化學除銹方法。硝酸降低電解浴或酸洗浴的pH水平以提高氫氟酸的活性，并且將從鋼板表面溶解的Fe²⁺離子氧化為Fe³⁺離子以維持氧化-還原電勢(ORP)在適于酸洗的水平。

然而，用硝酸作為酸洗溶液導致受管控的空氣污染物NOx的排放和廢酸和洗滌水中的硝態(tài)氮(NO₃-N)。因此，有必要添加防止污染的設備至酸洗方法并操作該設備，從而滿足嚴格的國內(nèi)和國外的限制廢液中的氮的總允許量和從空氣污染物排放設備排放的NOx的濃度的環(huán)境條例。然而，該設備的安裝和運行成本顯著提高生產(chǎn)單元成本。

出于這些原因，開發(fā)了不使用硝酸的酸洗方法，其中使用鹽酸或硫酸以代替硝酸，并且，不充分的氧化能力通過過氧化氫、高錳酸鉀、Fe³⁺離子和空氣的注入得到補償。

具體地，德國專利第3937438號公開了使用包括硫酸、氫氟酸和硫酸鐵(Fe)的酸洗溶液的技術(shù)，并且將過氧化氫加入酸洗溶液以維持酸洗溶液的ORP等于或大于300mV。由該技術(shù)開始，自從20世紀90年代不斷提出了類似的技術(shù)，主要關注調(diào)節(jié)溶液中的合適量的氫氟酸、鐵離子、空氣和過氧化氫，或合適的ORP，如美國專利第5154774號和歐洲專利第236354號。然而，這類技術(shù)的大部分被用于制備有限種類的產(chǎn)品，如盤條、鋼條或具有容易滿足的質(zhì)量需求的鋼板。

美國專利第5908511號公開了用于實施酸洗方法的技術(shù)，其使用包括硫酸、氫氟酸和鐵鹽的酸洗溶液，同時定期加入過氧化氫并控制潤濕劑、拋光劑和腐蝕抑制劑的濃度，并且基于Fe(III)量與Fe(III)量相關的ORP自動管理酸洗溶液。所述酸洗溶液以CLEANOX352市售，并且已經(jīng)成為世界上最廣泛使用的鋼酸洗產(chǎn)品。該技術(shù)實踐中用于制備盤條和熱軋產(chǎn)品，但是提高生產(chǎn)中的單位成本20％或更多，并且需要復雜的溶液和控制方法。

美國專利第5908511號的高級版本被公開于歐洲專利第1040211號和美國專利申請公開第2000-560982號，其中將銅和氯離子加入酸洗組合物中以提高酸洗速率。然而，如果鐵素體不銹鋼板的表面的開放電路電勢(OCP)低于銅離子的ORP(0.1V)，則在酸洗過程中，銅顆粒可能沉積于鐵素體不銹鋼板的表面上，由此沾污鐵素體鋼板的表面。此外，如果酸洗溶液中的氯離子的濃度高于某一值，則可能出現(xiàn)點蝕腐蝕。

此外，如果在等于或高于一定溫度下將過氧化氫用于酸洗過程，則過氧化氫的量由于自分解而顯著降低。在該情況下，所需的額外的過氧化氫的量幾何級增加，并且因此，可能造成大的經(jīng)濟損失。

如以上所述，已經(jīng)介紹了許多不使用硝酸的酸洗技術(shù)。然而，仍未介紹適用于冷軋的高鉻奧氏體不銹鋼板的高速生產(chǎn)的酸洗技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明的多個方面提供通過使用不含硝酸但具有高等級的酸洗能力的電解質(zhì)以快速制造冷軋奧氏體不銹鋼板的酸洗方法，并且提供通過使用混合的酸溶液以快速去除硅(Si)氧化物的酸洗方法。

本發(fā)明的一個方面還提供即使在低溫下仍具有高等級的酸洗能力的用于快速制造冷軋奧氏體不銹鋼板的混合酸溶液。

本發(fā)明的一個方面還提供不含硝酸并適用于所述酸洗方法的混合酸溶液。