本发明涉及一种钢卷的防锈方法，确切地属于适用于冷硬钢卷的防锈方法。
背景技术
冷硬卷通常是指仅完成冷轧轧制，还未进行任何后续工序(包括脱脂、退火、涂镀、精整、平整、纵剪等)处理，处于初始状态的半成品冷轧钢卷。一般来说，在生产节奏不是特别紧凑的情况下，冷硬卷作为原料要在仓库内存放一段时间后，才会进入下道工序。在此期间，受某些因素影响，冷硬卷可能会产生锈蚀，给后续工序带来很多麻烦。特别是，如果冷硬卷要通过长途运输发往客户，其锈蚀情况往往更为严重。因此，冷硬卷必须具备较长的耐蚀周期以充分适应仓储和物流的需要。从理论上来说，在普通环境(温度为20~30℃，相对湿度为40~60%)下，冷硬卷的耐蚀周期最好不少于30天。
为防止冷硬卷锈蚀，常用的做法有两种：一种是利用钢板表面残存的轧制油进行防护。冷轧必须在润滑条件下才能进行，轧制时要在轧辊表面涂覆一些轧制油。轧制完成后，会有少量的轧制油残存于钢板表面，可以起到临时的保护作用。这种方式虽然简单，但其致命缺陷在于：轧制油的主要功能是润滑，防锈作用倒是其次，并且残存的轧制油非常少，导致钢板的耐蚀周期极其有限，正常情况下最多能坚持3~5天。如果钢卷长时间暴露于空气中，任其发展，表面将会加速锈蚀，以致整卷报废，不仅严重影响产品质量，更是一种巨大的成本浪费。
另一种是轧制完成后，钢板表面通过辊涂方式再涂覆一薄层普通防锈油。这在一定程度上可以提高钢卷的耐蚀周期，一般可延长至15天左右。不过，其也存在两个问题：一是如果轧制前工序(如热轧卷取、冷轧酸洗等)处理不当、轧辊存在表面缺陷或轧制油品质不良，那么钢板在冷轧轧制过程中，表面依然会产生肉眼难以分辨的微小锈点或残留少量有害杂质。此后即使再涂覆薄层防锈油，只会将这些锈点或杂质掩盖。随着时间的推移，钢板仍会在一段时期内发生锈蚀。二是轧制后钢板表面残存的轧制油与后续涂覆的防锈油不一定能彼此兼容形成稳定、均相的分散体系，因而防锈油的防护效果要打一定折扣。
就防锈油本身而言，其品类繁多。由于冷硬卷仅是初始状态的半成品钢卷，本质上只是一种原料。因此，从控制生产成本的角度考虑，所使用的防锈油必须具有较高的性价比，即在能保证防锈性能的前提下，配方要尽量容易获取，不能过于复杂和高端。涂油方式最好是简单、高效的辊涂，而不是先进的静电涂油。
经检索：
公开号为cn107937918a的中国专利文献，公开了一种防锈剂及其制备方法和其对酸轧中间库冷硬钢卷的防锈应用。该防锈剂由主缓蚀剂、辅助缓蚀剂和去离子水组成。其中，主缓蚀剂成分为植酸、单宁酸、六次甲基四胺和三乙醇胺。将酸轧中间库的冷硬钢卷浸渍于该防锈剂中，处理3~10min，然后取出置于模拟的酸轧机工作环境中，观察到经防锈剂处理后的冷硬钢卷具备较好的缓蚀效果。不过，经过该防锈剂处理后的冷硬钢卷，在温度为(50±2)℃，相对湿度≥95%±2%，ph=6(盐酸酸雾)的环境下，10min后就开始出现锈蚀，显然无法满足冷硬卷长时间防锈的需要。
公开号为cn107904580a的中国专利文献，公开了一种防锈添加剂及其对连续退火后的冷轧卷的防锈用途。该防锈剂由植酸、单宁酸、十八胺、钼酸钠、钨酸钠组成。将连续退火后的冷轧卷浸渍于加入有该防锈添加剂的漂洗液中处理，与未经该漂洗液漂洗的冷轧卷相比，漂洗处理后的冷轧卷延迟了开始锈蚀的时间并减小了锈蚀程度。不过，该防锈剂只适用于退火之后的冷轧钢卷，且在室温下，10min后就开始出现锈蚀，显然无法满足冷硬卷长时间防锈的需要。
公开号为cn102899669a的中国专利文献，公开了一种冷轧工序间冷轧钢板用防锈剂。该防锈剂由苯甲酸单乙醇胺、三乙醇胺、缓释剂、ph值调整剂、十八胺、甘油、硅酸钠和水组成。实验表明，在温度为50℃，湿度大于95%的高温高湿条件下用于冷轧钢板防锈，72h后钢板表面没有锈蚀出现，而且具有安全环保、易挥发以及易清洗等优点。不过，该防锈剂只适用于罩式退火后—平整前工序间的冷轧钢板，且耐蚀周期只有72h，显然无法满足冷硬卷长时间防锈的需要。
公开号为cn103305856a的中国专利文献，公开了一种退火前防锈冷轧钢板清洗剂。该清洗剂由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、苯甲酸钠、乙二胺四乙酸二钠、正十四烷基聚氧乙烯醚组成。使用时，将所述退火前防锈冷轧钢板清洗剂按照3~5%的重量百分比添加至水中制成清洗溶液，在70~85℃的清洗溶液中清洗退火前的冷轧钢板。该清洗剂无强烈刺激性气味，可以直接添加在冷轧带钢再结晶退火前清洗水段中，方便易用，清洗效果好，清洗效率99%以上，并具有优良的防锈性，适用于冷轧钢板、合金化镀锌板及热镀锌板等钢种的清洗，使钢板在中间工序防锈期达15天以上。不过，15天左右的耐蚀周期显然无法满足冷硬卷长时间防锈的需要。
公开号为cn103290421a的中国专利文献，公开了一种退火后镀锡前处理钢板清洗剂。该清洗剂由氢氧化钠、磷酸三钠、正十四烷基聚氧乙烯醚、油酸钠、三乙醇胺组成。使用时，将所述退火后镀锡前处理钢板清洗剂按照3~5%的重量百分比添加至水中制成清洗溶液，在70~85℃的清洗溶液中清洗退火后镀锡前的冷轧钢板。该清洗剂无强烈刺激性气味，可以直接添加在镀锡前清洗水段中，方便易用，清洗效果好，清洗效率99%以上，清洗后的钢板具有优良的防锈性，钢板表面残留物小于6mg/m2。该清洗剂还具有较好缓冲ph值，在一定清洗温度和浓度范围内，仍具有好的清洗性能。不过，该清洗剂只适用于退火后镀锡前的冷轧钢板，且主要用于去除油污，防锈并非其主要目的。
公开号为cn102851107a的中国专利文献，公开了一种普碳钢冷轧板防锈油组合物。该防锈油由石油磺酸镁、环烷酸锌、n-油酰基胺酸十八胺、壬基酚聚氧乙烯醚、天然动植物油脂、2，6-二叔丁基对甲酚、2，6-二叔丁基酚、矿物油组成，并且矿物油在45℃下运动粘度为33~35m2/s。经实验验证，该防锈油组合物的湿热试验可以长达60天，叠片试验可以长达90天，防锈性能好。不过，该防锈油存在两个问题：一是只适用于冷轧精整工序中的钢卷；二是防锈油配方过于复杂，且采用静电涂油方式，是一种专用的静电喷涂防锈油。对于冷硬卷来说，该防锈油的使用成本太高，很不经济，难以推广。
公开号为cn103980993a的中国专利文献，公开了一种普碳钢冷轧板防锈油。该防锈油由46#机械油、肉豆蔻酸异丙酯、n-油酰基胺酸十八胺盐、羊毛脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、2-氨乙基十七烯基咪唑啉、硬脂酸、油酸三乙醇胺、石油磺酸钙、天然动植物油脂、成膜助剂组成。该防锈油不仅具有良好的润滑性能，还具有良好的防锈性能。在温度为50℃的情况下进行湿热试验，700h后无锈蚀现象发生。不过，700h的耐蚀周期显然无法满足冷硬卷长时间防锈的需要。此外，该防锈油配方过于复杂，对于冷硬卷来说，该防锈油的使用成本太高，很不经济，难以推广。
综上所述，现有技术均不能较好地解决冷硬卷的锈蚀问题。因此，有必要发展出新的适用于冷硬卷的防锈方法。
技术实现要素：
本发明在于克服现有技术存在的问题：即冷硬卷出现锈蚀时间短，一般不超过一个月，且通常涂覆的防锈材料经济性欠佳。旨在提供一种在温度为20~30℃，相对湿度为40~60%的环境下，存放120天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过2%；在温度为40~50℃，相对湿度为90~100%的环境下，120天后锈蚀面积比率不超过5%，且防护材料廉价、环保的适用于冷硬钢卷的防锈方法。
实现上述目的的措施：
一种适用于冷硬钢卷的防锈方法，其步骤：
1)经对钢卷开卷后，使冷硬钢带以全浸没方式在预处理液中进行预处理，预处理液温度控制在30~40℃，预处理时间控制在3~5min；
2)采用去离子水漂洗干净；
3)进行烘干，在温度为100℃下将钢卷表面烘干至无水渍；
4)采用辊涂方式对钢板进行双面涂覆防锈油，油膜的厚度控制在4~8g/m2；
5)经卷取后存储备用。
其在于：所述预处理液的组分及重量百分比含量为：柠檬酸：10~20%，乙二胺四乙酸：3~10%，十六烷基三甲基溴化铵：2~8%，曲拉通x-100：2~8%，其余为水。
其在于：所述防锈油的组分及重量百分比含量为：凡士林：69~80%，十六烯基丁二酸：3~5%，n-椰子油基-β-氨基丙酸：3~5%，吐温-20：4~6%，正丁醇：10~15%。
优选地：所述预处理液温度在33~38℃。
优选地：所述防锈油层的厚度在4.8~7.6g/m2。
本发明主要工序的作用及机理：
本发明之所以选用由柠檬酸、乙二胺四乙酸(edta)、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、曲拉通x-100(tritonx-100)以及水组成的预处理液，在于其与酸洗常用的hcl、h2so4、h3po4相比，柠檬酸属于有机酸，酸性不太强，作为酸洗剂，正好对微小锈点进行清除，而不会对钢板本身产生较大影响。edta则是一种常用的金属络合剂，可以和一些有害金属离子发生螯合作用，除去存在于钢板表面的金属化合物垢。与常用的碱性脱脂剂相比，ctab和tritonx-100作为中性的液态阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，不会腐蚀钢板。它们还能够有效溶解油污，具有很强的乳化、增溶等功能，起到较好的脱脂作用。两者在一起复配使用，去污效果更好。此外，预处理剂中的柠檬酸、edta、ctab、tritonx-100等物质都属于常用化工产品，廉价无毒，水溶性好，容易去除，适合大批量使用，且使酸洗与除油在预处理液中同时进行，减少工艺环节。
本发明中，之所以采用浸洗方式清洗钢板，是为了使钢板能全部充分浸入到溶液中，这样除锈去污效果更好，钢板表面就更清洁。浸洗时，要控制温度和时间。温度太低或时间太短，清洗效果变差；温度太高或时间太长，则会对钢板表面产生不利影响。
本发明之所以对钢板进行漂洗，是因为钢板在浸洗过后，表面可能会残留少量预处理剂，必须要通过后续漂洗予以去除，使其清洁无污。采用去离子水，是因为相对于普通的自来水，去离子水纯度更高，所含杂质更少，更有利于保证钢板表面的清洁度。之所以漂洗过后要进行烘干，是为了防止去离子水混入后续的防锈油中，影响防锈效果。
本发明之所以采用由凡士林，十六烯基丁二酸，n-椰子油基-β-氨基丙酸，吐温-20(tween-20)，正丁醇组成的防锈油，其中凡士林作为基础油脂，是由于：凡士林具有良好的化学稳定性和抗氧化性；十六烯基丁二酸和n-椰子油基-β-氨基丙酸作为优良的油溶性缓蚀剂，与fe材料的亲和性较强，前者是高分子脂肪羧酸，后者属于酰基取代肌氨酸，两者都具长烷基链，疏水性很强，可以快速定向吸附在钢板表面，使吸附层致密、稳定，起到防护作用，两者配合使用缓蚀效果更好；吐温-20是一种非离子型表面活性剂，作为乳化剂和增溶剂，可以使整个防锈油脂形成均匀稳定的分散体系，使缓蚀剂能更好地溶解于基础油脂中，增强防锈功能；正丁醇作为稀释剂，降低油脂黏度，保证油脂层能具有较薄的厚度以免影响后续工序。此外，本发明中防锈油的成分都很容易获得，因而整个防锈油脂的使用成本较低，适合大批量使用，并且都属于无毒或低毒产品，易溶于普通有机溶剂，清洗方便，因而有利于环保。另外，本发明在涂覆防锈油时要控制油膜厚度，是因为油层过厚，生产成本上升，且增加后续工序的处理难度。油层太薄，防锈效果又会减弱。之所以采用辊涂方式，是因为相对于先进的静电涂油，辊涂简单、高效、成本低、完全满足生产要求。
本发明与现有技术相比，为一种新的防锈方法，能解决冷硬卷短期内易锈蚀的问题，即在温度为20~30℃，相对湿度为40~60%的环境下，存放120天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过2%；在温度为40~50℃，相对湿度为90~100%的环境下，120天后锈蚀面积比率不超过5%，达到显著延长其耐蚀周期的目的。并且在保证防护效果的前提下，所采用的预处理剂和防锈油脂均为廉价环保的常用化学物质，适合大范围推广。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例及对比例的预处理(酸洗、除油)工艺参数列表；
表2为本发明各实施例及对比例的涂油工艺参数列表；
表3为本发明各实施例及对比例的冷硬卷的防锈情况列表。
本发明各实施例均按照以下步骤进行生产：
1)经对钢卷开卷后，使冷硬钢带以全浸没方式在预处理液中进行预处理，预处理液温度控制在30~40℃，预处理时间控制在3~5min；
2)采用去离子水漂洗干净；
3)进行烘干，在温度为100℃下将钢卷表面烘干至无水渍；
4)采用辊涂方式对钢板进行双面涂覆防锈油，油膜的厚度控制在4~8g/m2；
5)经卷取后存储备用。
表1本发明各实施例及对比例的预处理(酸洗、除油)工艺参数
表2本发明各实施例及对比例的涂油工艺参数
表3本发明各实施例及对比例中冷硬卷的防锈性能
从表3可以看到，按照本发明提出的防锈方法进行处理，冷硬卷在普通环境下(温度为20~30℃，相对湿度为40~60%)，120天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过2%；在高温高湿环境下(温度为40~50℃，相对湿度为90~100%)，120天后锈蚀面积比率不超过5%。冷硬卷的耐蚀周期显著延长，完全满足其长时间防锈的需要。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。