一种409l冷轧带钢退火酸洗生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明适用于不锈钢生产技术【技术领域】，提供一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺，所述生产工艺包括退火处理步骤、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3.5～4.5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，同时，也可使原来只能生产FeCrNi系冷轧不锈钢的退火酸洗线可以生产冷轧409L超纯铁素体不锈钢。
【专利说明】-种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于不锈钢生产【技术领域】，尤其涉及一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工 艺。
【背景技术】
[0002] 目前，冷轧409L超纯铁素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%?8%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，409L冷轧不锈钢一般采用中性盐电解酸洗加硝酸电解酸洗工艺； 因为409L冷轧不锈钢带钢表面一般以铁氧化物为主，铬氧化物含量较少，而中性盐电解酸 洗对铬氧化物的去除效果较好，对铁氧化物去除效果较差，所以铬系不锈钢经过中性盐电 解酸洗之后，还需要经过硝酸电解酸洗将其表面剩余铁氧化物去除，并使带钢表面生成一 层钝化膜。但是，原来一些工厂建设的冷轧不锈钢退火酸洗线中，酸洗工艺为中性盐电解酸 洗加混酸酸洗工艺，只能生产FeCrNi系冷轧不锈钢，不能生产409L冷轧不锈钢。
[0004] 现在市场上Ni的价格越来越高，导致FeCrNi系冷轧不锈钢的生产成本越来越高， 为了降低生产成本，越来越多的生产厂家通过降低409L不锈钢中碳和氮元素的含量，添加 一些合金元素 Ti和Nb等，改善409L不锈钢的性能，使成本较低的409L不锈钢可以替代成 本较高的FeCrNi系不锈钢。
[0005] 但是，原来只能生产FeCrNi系冷轧不锈钢的退火酸洗线不能生产409L不锈钢，只 能通过建设新的生产线，或者在原来老线的基础上进行改造，在中性盐电解酸洗和混酸酸 洗之间添加硝酸电解酸洗设备，这样就需要增加建设成本和改造成本，同时还需要很长一 段建设时间和改造时间。
【发明内容】
[0006] 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺，旨 在解决现有方法需要额外设置硝酸电解酸洗设备、增加了生产成本的技术问题。
[0007] 本发明采用如下技术方案：
[0008] 一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺包括下述步骤：
[0009] 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650?690°C，过剩氧浓度为7%?9% ;第二时段 中，退火炉出口带钢温度为940?980°C，过剩氧浓度为7%?9% ;
[0010] 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?200g/L，硝酸浓度为 125?145g/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. 5?4. 5,金 属离子浓度〇?l〇g/L，温度为60?70°C，电流密度为5?18A/dm3 ;
[0011] 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125? 145g/L，金属离子浓度1?10g/L，温度为35?40°C。
[0012] 本发明的有益效果是：本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，并且通过酸电解，有效控制电解酸洗溶液浓度、PH值、温 度、金属离子浓度、电流密度、电解时间，然后经过硝酸酸洗，可使409L带钢不经过硝酸电 解酸洗工艺，直接将409L冷轧带钢在FeCrNi系冷轧不锈钢退火酸洗线上进行退火酸洗，并 且退火酸洗后带钢表面足够平整。因此通过本发明方法，可以在FeCrNi系冷轧不锈钢的退 火酸洗线上生产409L冷轧带钢，节约投资和降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明实施例提供的一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺的流程图。
【具体实施方式】
[0014] 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。
[0015] 目前，409L冷轧带钢退火酸洗时，一般是退火过程中，各个加热段的过剩氧浓度基 本一致，带钢经过退火之后，表面氧化皮生成较多，然后采用中性盐电解酸洗加硝酸电解酸 洗工艺，将带钢表面氧化皮去除；另外，由于现在有的FeCrNi系冷轧不锈钢退火酸洗线不 包括硝酸电解酸洗设备，因此无法将现有FeCrNi系冷轧不锈钢退火酸洗线用于处理409L 带钢。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. 5?4. 5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，同时，也可使原来只能生产FeCrNi系冷轧不锈 钢的退火酸洗线（中性盐电解酸洗+混酸酸洗）可以生产冷轧409L超纯铁素体不锈钢。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。
[0016] 图1示出了本发明实施例提供的一种409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺的流程，为 了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0017] 本实施例提供的409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺包括下述步骤：
[0018] 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650?690°C，过剩氧浓度为7%?9% ;第二 时段中，退火炉出口带钢温度为940?980°C，过剩氧浓度为7%?9% ;优选的，退火时间 为20?47s。一般情况下，第一时段和第二时段退火时间比为1:2。
[0019] 本步骤中，在退火过程中，过剩氧浓度控制在7%?9%之间时，409L不锈钢带钢 表面生成的氧化膜不容易被破坏，减少带钢表面的氧化。
[0020] 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?200g/L，硝酸浓度为 125?145g/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. 5?4. 5,金 属离子浓度〇?l〇g/L，温度为60?70°C，电流密度为5?18A/dm3。优选的，电解时间为 30?40s。所述中性溶液一般可以选用Na 2S04。所述金属离子一般为Cr6+。
[0021] 原来生产FeCrNi系不锈钢时，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。
[0022] 本步骤中，通过添加硫酸和硝酸溶液，控制溶液PH值在3. 5?4. 5之间，这时冷轧 409L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。
[0023] 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 125?145g/L，金属离子浓度1?10g/L，温度为35?40°C。所述金属离子一般为Fe 3+、Cr3+ 或Ni2+等，或者三者之间的任意组合。
[0024] 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。
[0025] 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660?680°C，过剩氧浓度为7. 5%?8. 5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为950? 970°C，过剩氧浓度为7. 5%?8. 5% ;优选的，带钢退火时间为21?46. 5s。
[0026] 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130?140g/L，通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的PH值在3. 8?4. 2， 金属离子浓度6?10g/L，温度为63?67°C，电流密度为10?14A/dm3 ;优选的，电解时间 为33?37s。
[0027] 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130?140g/L，金 属离子浓度6?10g/L，温度为36?38°C。优选的，酸洗时间为22?26s。
[0028] 下面列举三个具体实施例。
[0029] 实施例一:
[0030] 本实施例提供的409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺如下：
[0031] A1、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660°C，过剩氧浓度为7. 5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度 为950°C，过剩氧浓度为7. 5%，带钢退火时间为21s ;
[0032] 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130g/L，电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节，PH值控制在3. 8,金属离子浓度6g/L， 温度为63°C，电流密度为10A/dm3,电解时间为33s。
[0033] 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130g/L，金属离子浓 度6g/L，温度为36°C，酸洗时间为22s。
[0034] 实施例二:
[0035] 本实施例提供的409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺如下：
[0036] 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680°C，过剩氧浓度为8.5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度 为970°C，过剩氧浓度为8. 5%，带钢退火时间为46. 5s ;
[0037] 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140g/L，电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节，PH值控制在4. 2,金属离子浓度10g/ L，温度为67°C，电流密度为14A/dm3,电解时间为37s。
[0038] 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140g/L，金属离子浓 度l〇g/L，温度为38°C，酸洗时间为26s。
[0039] 实施例三:
[0040] 本实施例提供的409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺如下：
[0041] C1、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670°C，过剩氧浓度为8 % ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为 957°C，过剩氧浓度为8%，带钢退火时间为39s ;
[0042] 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135g/L，电解酸溶液PH值通过添加硫酸来调节，PH值控制在4. 0,金属离子浓度8g/L， 温度为65°C，电流密度为12A/dm3,处理时间为35s ;
[0043] 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135g/L，金属离子浓 度8g/L，温度为37°C，酸洗时间为24s。
[0044] 经实验验证，采用上述三个实施例方法将409L冷轧带钢退火酸洗后，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。
[0045] 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409L冷轧带钢退火酸洗生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括下述步骤： 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650?690°C，过剩氧浓度为7%?9% ;第二时段中，退 火炉出口带钢温度为940?980°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?200g/L，硝酸浓度为125? 145g/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. 5?4. 5,金属离子 浓度〇?l〇g/L，温度为60?70°C，电流密度为5?18A/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125?145g/L， 金属离子浓度1?l〇g/L，温度为35?40°C。
2. 如权利要求1所述生产工艺，其特征在于，所述退火处理步骤中，带钢退火时间为 20 ?47s。
3. 如权利要求1所述生产工艺，其特征在于，所述酸电解步骤中，电解时间为30? 40s〇
4. 如权利要求1所述生产工艺，其特征在于，所述酸洗步骤中，酸洗时间为20?30s。
5. 如权利要求1-4任一项所述生产工艺，其特征在于，第一时段中，退火炉出口带钢 温度为660?680°C，过剩氧浓度为7. 5%?8. 5% ;第二时段中，退火炉出口带钢温度为 950?970°C，过剩氧浓度为7. 5%?8. 5%。
6. 如权利要求5所述生产工艺，其特征在于，所述退火处理步骤中，带钢退火时间为 21 ?46. 5s〇
7. 如权利要求1-4任一项所述生产工艺，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130?140g/L，通过添加硫酸控制电解酸洗溶液的 PH值在3. 8?4. 2,金属离子浓度6?10g/L，温度为63?67°C，电流密度为10?14A/dm3。
8. 如权利要求7所述生产工艺，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任一项所述生产工艺，其特征在于，所述酸洗步骤中，所述硝酸浓度 为130?140g/L，金属离子浓度6?10g/L，温度为36?38 DC。
10. 如权利要求9所述生产工艺，其特征在于，所述酸洗步骤中，硝酸酸洗时间为22? 26s〇
【文档编号】C23G1/08GK104047001SQ201410269534
【公开日】2014年9月17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, 胡斯尧, 陈连龙 申请人:中冶南方工程技术有限公司