一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法
【专利摘要】本发明适用于不锈钢生产【技术领域】，提供冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法，所述方法包括退火处理步骤、酸电解步骤以及酸洗步骤，在各个步骤中需要设置相应的工艺参数。而本发明通过控制退火炉各段过剩氧浓度，在中性盐溶液中添加硫酸和硝酸溶液，控制溶液PH值在3～4之间，可以提高电解酸洗效率，经过电解酸洗之后，可使带钢表面的铬氧化物、铁氧化物和贫铬层完全去除，退火酸洗后带钢表面足够平整。本发明与现有采用中性盐电解酸洗加混酸酸洗工艺相比，可以提高电解酸洗效率，节省混酸酸洗时间，缩短酸洗段的长度，节省设备投资和设备空间。
【专利说明】一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冷轧不锈钢生产【技术领域】，尤其涉及一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法。
【背景技术】
[0002]目前，冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火时，炉内各个加热段的过剩氧浓度基本一致，一般在3%~6%之间，但是，退火后带钢表面氧化皮的生成量较多，以至于后续所需的酸洗时间较长，而且也会降低带钢酸洗后表面的质量。
[0003]经过退火之后，一般采用中性盐电解酸洗加混酸酸洗工艺，其中中性盐电解酸洗的作用是把带钢表面氧化皮中的铬氧化物去除，同时，剩余氧化皮结构也会变得疏松且容易脱落；经过中性盐电解酸洗后，带钢表面剩余氧化皮的主要成分是铁氧化物，带钢表面剩余氧化皮通过混酸 酸洗去除；另外，在混酸酸洗之前金属基体表面也存在一层贫铬层，经过混酸酸洗之后，带钢表面的贫铬层和氧化皮会完全去除，带钢表面也会生成一层钝化膜。
[0004]但是，冷轧304奥氏体不锈钢带钢经过中性盐电解酸洗之后，只能去除带钢表面氧化皮中大部分的铬氧化物，而对氧化皮中的铁氧化物去除效果较差，同时中性盐电解酸洗过程也会使带钢表面贫铬层的厚度变厚，需要混酸酸洗将带钢表面贫铬层和剩余的氧化皮去除，从而需要的混酸酸洗时间较长。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法，旨在解决现有方法酸洗时间较长、效率不高的技术问题。
[0006]本发明采用如下技术方案:
[0007]一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法，包括下述步骤:
[0008]退火处理步骤，将带钢送入退火炉中退火处理，其中退火炉温度控制包括两个时段，第一时段中，退火炉出口带钢温度为750~790°C，过剩氧浓度为3%~5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1100~1140°C，过剩氧浓度为7%~9% ;
[0009]酸电解步骤，将经过退火处理的带钢送入电解酸洗溶液进行电解，所述电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸和硝酸，其中中性盐溶液浓度为150~220g/L，硝酸浓度为130~150g/L，并通过添加硫酸调节电解酸洗溶液的PH值，使得PH值控制在3~4，金属离子浓度I~10g/L，温度为60~70°C，电流密度为18~22A/dm3 ；
[0010]酸洗步骤，将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗，其中硝酸浓度为硝130~150g/L,金属离子浓度35~45g/L,温度为50~60°C。
[0011]本发明的有益效果是:发明方法通过有效调节退火温度、过剩氧浓度、退火时间，减少带钢表面氧化皮的生成，并在中性盐溶液中添加硫酸和硝酸溶液，控制溶液PH值在3~4之间，可使冷轧304奥氏体不锈钢带钢经过电解酸洗之后，带钢表面的贫铬层、铬氧化物和铁氧化物完全去除，然后经过较短的硝酸酸洗时间，使带钢表面生成一层钝化膜，退火酸洗后带钢表面足够平整，本发明与现有采用中性盐电解酸洗加混酸酸洗工艺相比，可以提高电解酸洗效率，节省混酸酸洗时间，缩短酸洗段的长度，节省设备投资和设备空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例提供的一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014]目前，冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗时，退火炉中各加热段过剩氧浓度基本一致，退火过程中带钢表面氧化皮生成较多；经过退火之后，再采用中性盐电解酸洗加混酸酸洗工艺将带钢表面氧化皮去除，一般经过中性盐电解酸洗之后，带钢表面的铬氧化物大部分被去除，而铁氧化物 去除效果较差，而且带钢表面贫铬层厚度也变厚，需要较长的混酸酸洗时间将带钢表面剩余的氧化皮去除和贫铬层去除。而本发明通过控制退火炉各段过剩氧浓度，在中性盐溶液中添加硫酸和硝酸溶液，控制溶液PH值在3~4之间，可以提高电解酸洗效率，经过电解酸洗之后，可使带钢表面的铬氧化物、铁氧化物和贫铬层完全去除，缩短了酸洗时间。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0015]图1示出了本发明实施例提供的一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0016]本实施例提供的一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法包括下述步骤:
[0017]S101、退火处理步骤，将带钢送入退火炉中退火处理，其中退火炉温度控制包括两个时段，第一时段中，退火炉出口带钢温度为750~790°C，过剩氧浓度为3%~5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1100~1140°C，过剩氧浓度为7%~9% ;优选的，退火时间为20~52s。一般情况下，第一时段和第二时段退火时间比为1:2。
[0018]本步骤中，在退火过程中，分成两段温度控制。首先控制温度使得退火炉出口带钢温度为在750~790°C之间，过剩氧浓度控制在3%~5%之间时，304奥氏体不锈钢带钢表面生成的氧化膜不容易被破坏，可以较好的防止带钢表面进一步被氧化。当温度在790~1140°C之间时，304奥氏体不锈钢带钢表面生成的氧化膜很容易被破坏，这时如果过剩氧浓度较低，会增加燃烧气体中水蒸气的含量，加速带钢表面的氧化，因此在第二时段中，将过剩氧浓度提高到7%~9%之间，可以减少燃烧气体中水蒸气的含量，减缓带钢表面的氧化。
[0019]S102、酸电解步骤。将经过退火处理的带钢送入电解酸洗溶液进行电解，所述电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸和硝酸，其中中性盐溶液浓度为150~220g/L，硝酸浓度为130~150g/L，并通过添加硫酸调节电解酸洗溶液的PH值，使得PH值控制在3~4，金属离子浓度I~10g/L，温度为60~70°C，电流密度为18~22A/dm3 ;优选的，电解时间为30~40s。所述中性溶液一般可以选用Na2S04。所述金属离子一般为Cr6+。[0020]原来生产冷轧304奥氏体不锈钢时，中性盐溶液PH值控制在6左右，通过中性盐电解酸洗可将带钢表面氧化皮中的大部分铬氧化物去除，但是对铁氧化物的去除效果较差，而当电解溶液PH值较低时，可以很好的去除铁氧化物，但是，电解溶液PH值也不能过低，否则会加速溶液对金属基体的侵蚀，导致带钢酸洗后表面粗糙度增加。
[0021]本步骤中，通过添加硫酸和硝酸溶液，控制溶液PH值在3~4之间，这时冷轧304奥氏体不锈钢带钢表面的铬氧化物、铁氧化物和贫铬层都可以较好的去除，同时，硝酸溶液也可以防止溶液PH值较低时对金属基体的侵蚀。
[0022]S103、酸洗步骤，将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗，其中硝酸浓度为硝130~150g/L，金属离子浓度35~45g/L，温度为50~60°C。优选的，酸洗时间为5~15s所述金属离子一般为Fe3+、Cr3+或Ni2+等，或者三者之间的任意组合。
[0023]步骤S102中，带钢表面氧化皮和贫铬层完全去除，本步骤硝酸酸洗主要作用是使带钢表面生成一层钝化膜。
[0024]作为一种具体优选实施方式，上述步骤S101，第一时段中，退火炉出口带钢温度为760~780°C，过剩氧浓度为3.5%~4.5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1100~1130°C，过剩氧浓度为7.5%~8.5%。优选的，带钢退火时间为22.6~49.5s。
[0025]作为一种具体优选实施方式，上述步骤S102中，所述中性盐溶液浓度为180~200g/L，硝酸浓度为135~145g/L，通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的PH值在3.3~3.7，金属离子浓度6~10g/L，温度为63~67°C，电流密度为19~21A/dm3。优选的，电解时间为33~37s。
[0026]作为一种具体优选实施方式，上述步骤S103中，所述硝酸浓度为135~145g/L，金属离子浓度38~42g/L，温度为52~57°C。优选的，酸洗时间为10~12s。
[0027]下面列举三个具体实施例。
[0028]实施例一:
[0029]本实施例提供的冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法如下:
[0030]Al、将带钢送入退火炉中退火处理，其中退火炉温度控制包括两个时段，第一时段中，退火炉出口带钢温度为760°C，过剩氧浓度为3.5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1100°C，过剩氧浓度为7.5%，带钢退火时间为22.6s ；
[0031]A2、将经过退火处理的带钢送入电解酸洗段，其中中性盐溶液浓度180g/L，硝酸浓度为135g/L，电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节，PH值控制在3.3，金属离子浓度6g/L，温度为63°C，电流密度为19A/dm3，电解时间为33s。
[0032]A3、将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗，其中硝酸浓度为135g/L，金属离子浓度38g/L，温度为52°C，酸洗时间为10s。
[0033]实施例二:
[0034]本实施例提供的冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法如下:
[0035]B1、将带钢送入退火炉中退火处理，其中退火炉温度控制包括两个时段，第一时段中，退火炉出口带钢温度为790°C，过剩氧浓度为4.5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1130°C，过剩氧浓度为8.5% ，带钢退火时间为49.5s ；
[0036]B2、将经过退火处理的带钢送入电解酸洗段，其中中性盐溶液浓度200g/L，硝酸浓度为145g/L，电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节，PH值控制在3.7，金属离子浓度1g/L，温度为67°C，电流密度为21A/dm3，电解时间为37s。
[0037]B3、将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗，其中硝酸浓度为145g/L，金属离子浓度42g/L，温度为57°C，酸洗时间为12s。
[0038]实施例三:
[0039]本实施例提供的冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法如下:
[0040]Cl、将带钢送入退火炉中退火处理，其中退火炉温度控制包括两个时段，第一时段中，退火炉出口带钢温度为770V，过剩氧浓度为4 % ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1120°C，过剩氧浓度为8%，带钢退火时间为37.2s ；
[0041]C2、将经过退火处理的带钢送入电解酸洗段，其中中性盐溶液浓度190g/L，硝酸浓度为140g/L，电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节，PH值控制在3.5，金属离子浓度8g/L，温度为65°C，电流密度为20A/dm3，处理时间为35s ；
[0042]C3、将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗，其中硝酸浓度为140g/L，金属离子浓度40g/L，温度为55°C，酸洗时间为11s。
[0043]经实验验证，采用上述三个实施例方法将冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗后，带钢表面没有剩余的氧化铁皮，而且带钢表面平整度较高，符合表面等级要求。
[0044]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任 何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种冷轧304奥氏体不锈钢带钢退火酸洗生产方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: 退火处理步骤，将带钢送入退火炉中退火处理，其中退火炉温度控制包括两个时段，第一时段中，退火炉出口带钢温度为750~790°C，过剩氧浓度为3%~5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1100~1140°C，过剩氧浓度为7%~9% ; 酸电解步骤，将经过退火处理的带钢送入电解酸洗溶液进行电解，所述电解酸洗溶液包括中性盐溶液、硫酸和硝酸，其中中性盐溶液浓度为150~220g/L，硝酸浓度为130~150g/L，并通过添加硫酸调节电解酸洗溶液的PH值，使得PH值控制在3~4，金属离子浓度I~10g/L，温度为60~70°C，电流密度为18~22A/dm3 ； 酸洗步骤，将经过电解处理后的带钢进行硝酸酸洗，其中硝酸浓度为硝130~150g/L，金属离子浓度35~45g/L，温度为50~60°C。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述退火处理步骤中，带钢退火时间为20~52s0
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述酸电解步骤中，电解时间为30~40s。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述酸洗步骤中，酸洗时间为5~15s。
5.如权利要求1-4任一项所述方法，其特征在于，第一时段中，退火炉出口带钢温度为760~780°C，过剩氧浓度为3.5%~4.5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为1100~1130°C，过剩氧浓度为7 .5%~8.5%。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述退火处理步骤中，带钢退火时间为22.6~49.5s。
7.如权利要求1-4任一项所述方法，其特征在于，所述酸电解步骤中，所述中性盐溶液浓度为180~200g/L，硝酸浓度为135~145g/L，通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的PH值在3.3~3.7，金属离子浓度6~10g/L，温度为63~67°C，电流密度为19~21A/dm3。
8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述酸电解步骤中，电解时间为33~37s。
9.如权利要求1-4任一项所述方法，其特征在于，所述酸洗步骤中，所述硝酸浓度为135~145g/L,金属离子浓度38~42g/L,温度为52~57°C。
10.如权利要求9所述方法，其特征在于，所述酸洗步骤中，硝酸酸洗时间为10~12s。
【文档编号】C23F17/00GK104032122SQ201410269512
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】李勇华 申请人:中冶南方工程技术有限公司