本发明涉及钢铁表面清洗剂，尤其是一种可除锈除氧化皮的环保钢铁表面清洗剂。
背景技术
钢在加热时，铁与氧或铁与燃料燃烧时的生成物co2和汽化水等的化学作用，而形成一层氧化层，称为氧化皮。在被加热坯料表面分布成三层；最内层由细小颗粒的feo组成，占氧化层全厚的40％；中间层由粗大颗粒的fe3o4组成，占其厚度的50％左右；最外层由fe2o3组成，占10％左右。氧化皮的产生，除造成钢材大量损失外，还将引起许多不良后果，主要有：(1)氧化皮使锻件表面粗糙。锻造时，如果将氧化皮压入锻件内，严重的会成为废品；(2)清除氧化皮需要增加一些额外的辅助工序及设备；(2)氧化皮有较高的硬度，锻造时不但增加了变形能量的消耗，而且会加速锻模的磨损，降低使用寿命；(3)氧化皮对耐火砖起化学腐蚀作用，使加热炉炉底过早损坏。
为去除氧化皮，以往都采用盐酸、硫酸、氢氟酸等作为清洗剂，但是这些清洗剂对氧化皮的去除能力仍然较弱且速度较慢，满足不了生产应用的需要。现有的产品还存在以下技术缺陷：(1)现有技术产品的配方中由于含有部分盐酸或氢氟酸，所以生产应用中仍有酸雾产生。(2)现有技术产品的应用浓度高，通常要求浓度为40％甚至原液使用，温度在60℃或以上条件时的清洗除皮速度才能达到生产需要，在常温下对氧化皮的清洗几乎无效，致使生产成本高，能耗高。(3)没有防锈功能，清洗后暴于空气中立刻生锈。
技术实现要素：
本发明目的之一旨在提供一种可快速除锈除氧化皮的环保钢铁表面清洗剂。
为了实现上述技术目的，本发明提供的方案是这样的：一种可除锈除氧化皮的环保钢铁表面清洗剂，由以下质量百分比组分制成：10～50％磷酸，1～30％羟基亚乙基二膦酸，1～10％酒石酸，0.1～2％乙二胺四乙酸四钠，0.1～2％硫代硫酸钠，0.1～2％六亚甲基四胺，0.1～2％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，0.1～2％添加剂，余量为水。
优选地，由以下质量百分比组分制成：20～40％磷酸，10～20％羟基亚乙基二膦酸，1～5％酒石酸，0.5～1.5％乙二胺四乙酸四钠，0.5～1.5％硫代硫酸钠，0.1～1％六亚甲基四胺，0.5～1.5％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，0.5～1.5％添加剂，余量为水。
优选地，由以下质量百分比组分制成：30％磷酸，15％羟基亚乙基二膦酸，3.5％酒石酸，1.0％乙二胺四乙酸四钠，1.0％硫代硫酸钠，0.5％六亚甲基四胺，1.0％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，0.5％添加剂，余量为水。
优选地，所述的添加剂为氯化钾。
本发明目的之二在于提供一种如上所述的可除锈除氧化皮的环保钢铁表面清洗剂的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：
步骤1：将六亚甲基四胺、添加剂、硫代硫酸钠和椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物加至部分水中溶解并混合均匀，得a液；
步骤2：将酒石酸、乙二胺四乙酸四钠、磷酸、羟基亚乙基二膦酸加至剩余的水中溶解并混合均匀，得b液，所述b液与所述a液混合均匀，即得。
本发明目的之三在于提供上述的可除锈除氧化皮的环保钢铁表面清洗剂的应用。具体地，该应用中，所述环保钢铁表面清洗剂的使用浓度为15％～30％，使用温度为25～50℃，使用时ph为1～2.5。
本发明推荐的使用方法包括以下步骤：
(1)配制工作液：根据钢铁氧化皮厚薄程度选定钢铁表面清洗剂的使用浓度，计算需加入的水量a和需加入的钢铁表面清洗剂剂量b，在清洗槽内加入2/3a的水，然后加入剂量b的钢铁表面清洗剂，加入剩余水量即1/3a的水，搅拌均匀后，得除皮清洗工作液。
(2)清洗工艺：将工件于除皮清洗工作液内浸泡，开启空气搅拌，使工作液处于湍流流动状态，至氧化皮和铁锈彻底清除后进行水洗、中和、水洗，以除去工件表面的余酸，最后取出干燥。
(3)工作液的维护：除皮清洗一段时间后除皮清洗工作液有效成份被消耗，当ph≧2.5时，需添加补充钢铁表面清洗剂至ph为1～2.5便可继续使用。
(4)工作液的净化：当除皮清洗工作液ph为1～2.5，而不再具有清洗效果时，说明除皮清洗工作液已经老化报废，这时的溶液已变成绿色。采用现有的废酸再生技术对报废的除皮清洗工作液进行废酸再生处理，再生获得的液体继续作为清洗工作液使用。
本发明与传统方法相比，具有以下优点：
1.清洗效率高：可同时除锈、除氧化皮，且去除能力强、去除速度快。是由于发明中的酒石酸、乙二胺四乙酸四钠与部分铁锈中的三价铁离子形成了铁络合物，部分铁锈中的三价铁离子被硫代硫酸钠还原成溶于水的二价铁化合物。
2.配方环保：现有技术产品的配方中由于含有部分盐酸或氢氟酸，所以生产应用中仍有酸雾产生。而本发明的产品环保，配方中不含盐酸等挥发性及有毒、有害物质，所以生产应用中无酸雾及有害成份产生。
3.成本低，经济效益高：现有技术产品的应用浓度高，通常要求浓度为40％甚至原液使用，要求使用温度最低为60℃，若在常温下对氧化皮进行清洗几乎无效；而本发明产品的使用浓度低，是现有技术产品的1/3，且在常温下即可满足生产所需的清洗速度及程度，大大地降低生产成本，提高经济效益。
4.节能减排：本发明产品在常温下使用即可达到目的，比现有技术要求的60℃使用温度更加节能减排。
5.防锈功能：现有技术产品没有防锈功能，清洗后的钢板暴于空气中立马生锈；而本发明提供的钢铁表面清洗剂中含有六次甲基四胺，具有极性，在清洗工作过程中可被钢的表面电荷吸附，在钢的表面得到整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜，从而阻止或减缓相应电化学的反应，使得钢板在清洗后不易生锈。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求保护范围内所做的有限次修改，仍在本发明的权利要求保护范围内。
实施例1
10％磷酸，30％羟基亚乙基二膦酸，1％酒石酸，2％乙二胺四乙酸四钠，0.1％硫代硫酸钠，2％六亚甲基四胺，0.1％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，2％添加剂，余量为水。
实施例2
50％磷酸，1％羟基亚乙基二膦酸，10％酒石酸，0.1％乙二胺四乙酸四钠，2％硫代硫酸钠，0.1％六亚甲基四胺，2％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，0.1％添加剂，余量为水。
实施例3
20％磷酸，20％羟基亚乙基二膦酸，1％酒石酸，1.5％乙二胺四乙酸四钠，0.5％硫代硫酸钠，1％六次甲基四胺，0.5％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，1.5％添加剂，余量为水。
实施例4
40％磷酸，10％羟基亚乙基二膦酸，5％酒石酸，0.5％乙二胺四乙酸四钠，1.5％硫代硫酸钠，0.1％六次甲基四胺，1.5％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，0.5％添加剂，余量为水。
实施例5
30％磷酸，15％羟基亚乙基二膦酸，3.5％酒石酸，1.0％乙二胺四乙酸四钠，1.0％硫代硫酸钠，0.5％六次甲基四胺，1.0％椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物，0.5％添加剂，余量为水。
实施例1～5的可除锈除氧化皮的环保钢铁表面清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将六亚甲基四胺、添加剂、硫代硫酸钠和椰油烷基二羟基甲基氯化季铵盐乙氧基化合物加至部分水中溶解并混合均匀，得a液；
步骤2：将酒石酸、乙二胺四乙酸四钠、磷酸、羟基亚乙基二膦酸加至剩余的水中溶解并混合均匀，得b液，所述b液与所述a液混合均匀，即得。
实施例1～5的可除锈除氧化皮的环保钢铁表面清洗剂的使用浓度为15％～30％，使用温度为25～50℃，使用时ph为1～2.5。
本发明推荐的使用方法包括以下步骤：
(1)配制工作液：根据钢铁氧化皮厚薄程度选定钢铁表面清洗剂的使用浓度，计算需加入的水量a和需加入的钢铁表面清洗剂剂量b，在清洗槽内加入2/3a的水，然后加入剂量b的钢铁表面清洗剂，加入剩余水量即1/3a的水，搅拌均匀后，得除皮清洗工作液。
(2)清洗工艺：将工件于除皮清洗工作液内浸泡，开启空气搅拌，使工作液处于湍流流动状态，至氧化皮和铁锈彻底清除后进行水洗、中和、水洗，以除去工件表面的余酸，最后取出干燥。
(3)工作液的维护：除皮清洗一段时间后除皮清洗工作液有效成份被消耗，当ph≧2.5时，需添加补充钢铁表面清洗剂至ph为1～2.5便可继续使用。
(4)工作液的净化：当除皮清洗工作液ph为1～2.5，而不再具有清洗效果时，说明除皮清洗工作液已经老化报废，这时的溶液已变成绿色。采用现有的废酸再生技术对报废的除皮清洗工作液进行废酸再生处理，再生获得的液体继续作为清洗工作液使用。