一种热轧带钢酸洗系统及方法与流程

本发明涉及轧钢技术领域，更具体地讲，涉及热轧带钢的酸洗系统及方法。

背景技术：

SAPH汽车结构用钢主要用于制造轻型车的横梁、纵梁以及角撑等结构件，也可用于制作对冷变形性能要求较高的成型结构件和车轮。该类产品基本上都是对铝镇静钢进行脱硫，再添加微量的铌、钛等合金元素强化，并将碳含量控制在较低范围，根据强度级别调整锰含量，必要时添加稀土或钙等硫化物形态控制元素。SAPH汽车结构用热轧带钢通常采用酸洗工艺去除表面的氧化铁皮，然而，现有的酸洗工艺所生产的带钢表面呈现黑褐色，部分呈现出“花斑”缺陷，影响板面质量。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种解决现有技术中带钢酸洗工艺和系统出现表面发黑、“花斑”等缺陷问题，提高产品表面质量。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种热轧带钢酸洗方法。所述热轧带钢酸洗方法包括以下步骤：在第一级酸槽内对带钢进行第一级酸洗；在第二级酸槽内对带钢进行第二级酸洗；采用挤干棍对带钢进行挤干；在漂洗槽内对带钢进行漂洗；其中，第一级酸洗和第二级酸洗的酸洗液包括质量分数为18～22％的盐酸和缓蚀剂，第一级酸洗的酸洗液温度为45～80℃，第二级酸洗的酸洗液温度为55～65℃。

根据本发明热轧带钢酸洗方法的一个实施例，优选地，正常运行时，控制所述第一级酸洗和所述第二级酸洗的运行速度＞15m/min，所述第二级酸洗的酸洗液温度为60～65℃；处理异常情况时，控制所述第一级酸洗和所述第二级酸洗的运行速度≤15m/min，所述第二级酸洗的酸洗液温度为55～60℃。进一步优选地，正常运行时，控制所述第一级酸洗和所述第二级酸洗的运行速度≥30m/min。

根据本发明热轧带钢酸洗方法的一个实施例，优选地，控制漂洗槽内与所述第二级酸槽最接近的漂洗水喷射梁的喷水角度为30～35°，漂洗水温度为45～50℃。

根据本发明热轧带钢酸洗方法的一个实施例，优选地，所述缓蚀剂的浓度可以为体积浓度0.25～1‰，所述缓蚀剂可以为NH-D型缓蚀剂。

根据本发明热轧带钢酸洗方法的一个实施例，优选地，所述第一级酸洗的酸洗液温度为70～80℃。

根据本发明热轧带钢酸洗方法的一个实施例，所述热轧带钢为SAPH系列汽车结构用钢。

本发明的另一方面提供了一种热轧带钢酸洗系统，所述热轧带钢酸洗系统包括按带钢前进方向依次设置的第一级酸槽、第二级酸槽、挤干辊和漂洗槽，其中，第一级酸槽和第二级酸槽内装有包括缓蚀剂和质量分数18～22％的盐酸的酸洗液，第一级酸槽的酸洗液温度为45～80℃，第二级酸槽的酸洗液温度为55～65℃。

根据本发明热轧带钢酸洗系统的一个实施例，优选地，正常运行时，第一级酸槽和第二级酸槽的运行速度＞15m/min，第二级酸槽的酸洗液温度为60～65℃；处理异常情况时，第一级酸槽和第二级酸槽的运行速度≤15m/min，第二级酸槽的酸洗液温度为55～60℃。进一步优选地，正常运行时，第一级酸槽和第二级酸槽的运行速度≥30m/min。

根据本发明热轧带钢酸洗系统的一个实施例，优选地，所述漂洗槽内与二级酸槽最接近的漂洗水喷射梁的喷水角度被设置为30～35°，漂洗水温度为45～50℃。

根据本发明热轧带钢酸洗系统的一个实施例，优选地，所述缓蚀剂的体积浓度0.25～1‰，所述缓蚀剂为NH-D型缓蚀剂。

根据本发明热轧带钢酸洗系统的一个实施例，优选地，所述第一级酸洗的酸洗液温度为70～80℃。

根据本发明热轧带钢酸洗系统的一个实施例，优选地，所述热轧带钢为SAPH系列汽车结构用钢。

与现有技术相比，本发明大幅度改善SAPH系列汽车结构用钢表面发黑、“花斑”等缺陷问题，提高产品表面质量，提高了SAPH系列汽车结构用钢板面质量

附图说明

图1示出了采用现有的酸洗工艺和酸洗系统进行酸洗后形成的SAPH系列汽车结构用钢酸洗板面。

图2示出了采用现有的酸洗工艺和酸洗系统进行酸洗后形成的SAPH系列汽车结构用钢酸洗板面。

图3示出了采用根据本发明示例性实施例的热轧带钢酸洗系统及方法进行酸洗后的SAPH系列汽车结构用钢酸洗板面。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的热轧带钢酸洗系统及方法。

在一个示例性实施例中，根据本发明的一方面的热轧带钢酸洗系统为半连续或者连续酸洗机组，具体包括按带钢前进方向依次设置的第一级酸槽、第二级酸槽、挤干辊和漂洗槽。

根据本发明另一方面的一种热轧带钢酸洗方法包括以下步骤：在第一级酸槽内对带钢进行第一级酸洗；在第二级酸槽内对带钢进行第二级酸洗；采用挤干棍对带钢进行挤干；在漂洗槽内对带钢进行漂洗。

其中，第一级酸槽和第二级酸槽内装有酸洗液，酸洗液中包括缓蚀剂和质量分数18～22％的盐酸，第一级酸洗的酸洗液温度为45～80℃，正常运行时，第一级酸洗和第二级酸洗的运行速度＞15m/min，第二级酸洗的酸洗液温度为60～65℃；处理异常情况时，第一级酸洗和第二级酸洗的运行速度≤15m/min，第二级酸洗的酸洗液温度为55～60℃；漂洗槽内第二级酸槽最接近的漂洗水喷射梁的喷射角度被设置为30～35°，漂洗水温度为45～50℃。

带钢在经过以盐酸为介质的酸洗槽后，表面的氧化铁皮被去除，为避免板面残留酸液造成带钢的二次锈蚀，带钢出酸槽后经过挤干辊的挤干作用，减少表面的残留酸液。然后，带钢进入漂洗槽进行漂洗，进一步减少板面残留的酸液。

锰在钢铁中主要以固溶体和硫化锰状态存在，盐酸酸液温度达到60℃以上时，单质锰和硫化锰会与盐酸反应，生成红褐色的锰盐附着在带钢表面，主要为氯化锰。为防止带钢表面酸液残留，带钢出酸槽时，须通过双挤干辊辊系统(即出最末一级酸槽后面设置两个挤干辊)，以保证对带钢表面残留酸液的清除效果。酸槽内的酸液(酸洗液)温度须满足75±5℃的要求，浸没在酸液中的带钢在热传递作用下，同样被加热至70℃左右。加之，带钢中的锰对酸洗速率具有促进作用，当酸槽温度都为75±5℃时，酸液对带钢基体金属的腐蚀程度加重，锰盐的生成量大大增加。由此，带钢酸洗后进入漂洗槽时，表面酸液通过漂洗槽内挤干辊的挤干作用后，残留酸液在带钢自身温度的作用下蒸发。此时，带钢表面呈干燥状态，锰盐附着在带钢表面。以这种状态附着在带钢表面的锰盐，即使进入漂洗槽，也不能被漂洗干净，造成带钢表面呈现黑褐色(如图2所示)，部分呈现出“花斑”缺陷(如图1所示)，影响板面质量。为此，本申请将最末一级酸槽的温度必须设定为55～65℃。

为保证带钢表面酸洗效果的均匀性，控制反应程度，根据缓蚀剂对盐酸酸洗的作用机理，在酸液中添加缓蚀剂，可降低酸液对基体金属的腐蚀，减少Mn盐的形成。因此，酸洗时需加入NH-D型缓蚀剂(该缓蚀剂为市售的日本朝日化学缓蚀剂，具体成分为亚甲基胺类和表面活性剂等)，加入缓蚀剂的体积浓度为0.25～1‰，但本发明不限于此，还可以加入浓度和比例相当的其它缓蚀剂(例如，市售的湖北仙桃、德国KEBO、美国奎克和台企北杉化学等同类型产品)。

在酸液温度、浓度一定的情况下，当机组运行速度过低时，易出现过酸洗，造成酸洗带钢表面粗糙。粗糙带钢表面附着的金属盐增加，易产生发黑等色差缺陷。酸洗机组应保证机组速度稳定，正常运行状态时，控制机组工艺段运行速度＞15m/min，优选地控制运行速度≥30m/min，最末一级酸槽酸液温度控制范围为60～65℃。当处理异常问题时，机组工艺段运行速度降至15m/min以下，应将最末一级酸槽酸液温度控制为55～60℃。

通常情况下，带钢出酸槽后，经过挤干辊的挤干作用，带钢表面以干燥状态进入漂洗槽，造成漂洗难度加大，为提高漂洗效果，最靠近酸洗槽的漂洗槽漂洗水喷射梁喷水角度为30～35°，控制漂洗水温度为45～50℃。

第二级酸槽酸液温度按低温(本发明酸液温度控制工艺为：高于15m/min时，速度为60～65℃，低于15m/min时，速度为55～60℃，而常规酸洗工艺为75±5℃)可以有效防止带钢过最末一级酸槽后的两根挤干辊后，带钢表面在自身温度作用下，将表面的液体烘干。低温有助于带钢以湿润的状态进入漂洗槽，从而提高漂洗效率。而当酸液温度大于65℃时，带钢被酸液温度加热，加热后的带钢经过挤干后，表面残留液体将被烘干。而如果酸液温度低于55℃，酸液(酸洗液)对带钢的酸洗作用将大大降低，导致出现欠酸洗缺陷。通常是运行速度越快，所需温度越高，速度越低，温度可低些，低速情况下，酸洗时间增加，而温度越高，则酸洗效果越高，所以在低速酸洗时间增长的情况下，需降低酸洗效果，即降低酸洗温度。

而漂洗角度保证30～35℃可以保证带钢表面的润湿和漂洗效果。盐酸浓度控制为18～22％是因为若大于22％将产生过酸洗几率增加，低于18％将产生欠酸洗几率增加。

SAPH汽车结构钢的成分中较常规钢种相比，Mn含量较高，随着牌号的升高，Mn含量越高，而酸洗后板面质量提升难度逐步加大，以SAPH440牌号为例，Mn含量≥1.4％，而SAPH370牌号Mn含量为≥0.4％，SAPH440牌号的酸洗后板面质量提升难度高于SAPH370牌号。

本发明通过控制盐酸酸洗时的酸液浓度、温度、酸洗速度、漂洗喷射梁角度和漂洗温度，采取加入缓蚀剂的手段，提高SAPH汽车结构钢酸洗板面质量，其中，最末一级酸槽的温度控制(本机组为二号酸槽)、加入缓蚀剂和盐酸浓度是解决花斑问题的必要参数，漂洗角度、机组运行速度等是获得更佳技术效果的优选参数，如图3所示，采用根据本发明示例性实施例的热轧带钢酸洗系统及方法进行酸洗后的SAPH系列汽车结构用钢酸洗板面没有出现黑褐色和“花斑”缺陷，产品表面质量好。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。

以下示例和对比例均采用两级酸槽的连续酸洗机组，进行SAPH系列汽车结构用钢酸洗。

示例1

1#酸槽(即第一酸槽)酸液温度为80℃，2#酸槽(即第二酸槽)酸液温度为65℃，机组运行速度为90m/min，带钢通过机组的时间为30s。

酸槽内加入缓蚀剂浓度为0.4‰，漂洗槽的喷射梁喷射角度为35℃，控制漂洗水温度为48℃，以该工艺进行酸洗，酸洗板面无花斑缺陷，带钢表面呈白亮的金属色。

示例2

1#酸槽酸液温度为75℃，2#酸槽酸液温度为65℃，机组运行速度为50m/min时，带钢通过机组的时间为54s。

酸槽内加入缓蚀剂浓度为0.3‰，漂洗槽的喷射梁喷射角度为30℃，控制漂洗水温度为45℃，以该工艺进行酸洗，酸洗板面无花斑缺陷，带钢表面呈白亮的金属色。

示例3

1#酸槽酸液温度为70℃，2#酸槽酸液温度为55℃，机组运行速度为15m/min时，带钢通过机组的时间为180s。

酸槽内加入缓蚀剂浓度为0.5‰，漂洗槽的喷射梁喷射角度为35℃，控制漂洗水温度为50℃，以该工艺进行酸洗，酸洗板面无花斑缺陷，带钢表面呈白亮的金属色。

对比例1

1#槽酸洗温度75℃，2#槽酸洗温度75℃，酸洗机组速度为50m/min，不加入缓蚀剂，漂洗角度为45°，漂洗温度为75℃时的酸洗表面质量，该工艺情况下，如图1所示，酸洗板面密布花斑，花斑数量约2-3个/平方厘米。

对比例2

1#槽酸洗温度80℃，2#槽酸洗温度70℃，酸洗机组速度为90m/min，不加入缓蚀剂，漂洗角度为50°，漂洗温度为65℃时的酸洗表面质量，该工艺情况下，如图2所示，酸洗板面发黑严重，无金属光泽。

可以看出，采用本发明之后，酸洗板面无花斑缺陷，带钢表面呈白亮的金属色。

综上所述，本发明通过控制盐酸酸洗时的酸液浓度、温度、酸洗速度、漂洗喷射梁角度和漂洗温度，采取加入缓蚀剂的手段，可大幅度改善SAPH系列汽车结构用钢表面发黑、“花斑”等缺陷问题，提高产品表面质量。该SAPH系列汽车结构用钢酸洗板面质量提升工艺可以推广到其它盐酸酸洗机组。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。