专利名称：钢材尤其不锈钢材料的酸洗方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种酸洗钢材尤其不锈钢材料的方法，其中带材通过至少一个容有至少一种浸蚀酸的酸洗池。本发明还涉及一种实现该方法的装置。
当以不锈钢生产扁钢产品时，一般在带钢表面生成一层氧化皮。这层氧化皮可经酸洗予以除去。通常，都用混合酸(氢氟酸和硝酸)作为酸洗介质。在大多数酸洗设备中，由于使用混合酸进行酸洗操作都形成酸泥，故而招致很大麻烦。由于酸洗体系只能渐渐适应待酸洗材料，工厂不得不以一定的先后次序来酸洗不同等级的需酸洗材料。这种生产中的延缓导致了很高昂的额外贮藏费用。为了将酸洗池的活性作用速度提高到符合要求的程度，现有的装置都通过温度控制来使酸洗池活生适应所要求的操作条件。这样就会带来一定的危险，因为温度控制范围相当狭窄，由于通常可能为30℃的温度变化，会使化学反应速度大约提高八倍。然而，由于所生产的不锈钢等级繁多，金属的腐蚀速度可相差100倍。易酸洗等级的材料通常就会酸洗过度。
因此，本发明的目的是，提供一种能对所有等级的不锈钢都能进行酸洗的方法。
为此，本发明建议，将酸的浓度和/或组成作为材料等级、预处理和酸洗装置中操作条件参数的函数加以选择。通过选择酸的浓度和/或酸的组成，就能使目前的操作条件范围，通过改变温度来显著扩大。
本发明一个改进的特征在于，从不同酸浓度和/或组成的贮罐中输送酸，来实现酸的调配。如果酸是从酸浓度和/或酸组分不同的贮罐中输送到酸洗池中，就能以适宜的方式达到要求的酸浓度和/或酸组成。
本发明一个有利改进的特征在于，酸洗池的温度也予以控制。由于另外对酸洗池温度进行控制，任何酸浓度和/或酸组成的酸洗池，都能有一个作用范围，从而使待酸洗的不锈钢等级有一个适用范围。如果温度达到极限值，就可简单地使用另外一个贮罐。
本发明一个有利改进的特征在于，控制供入酸的流速。适当控制供入酸的流速，就能简单地使酸洗池进一步适应要求。
本发明一个有利设计的特征在于，控制预处理阶段的操作参数。这是指，可以调节预酸洗段的电流密度和/或喷砂设备、碾磨刷或除鳞机的操作参数。通过控制预处理阶段的操作条件参数，就能相应地减小要求的酸洗池活性，因而能在酸的浓度、组成、酸洗池温度和供酸的流速的控制范围内获得合宜酸洗效果。
本发明另一个有利改进的特征在于，从相应的贮酸罐中选择酸的浓度和/或酸的组成，并作为酸洗池中废酸电导率的函数供入酸洗池。测量废酸密度，就能根据酸泥的形成量来确定酸洗效果，并能相宜地控制酸洗效果。这样，就能以简单的方式，避免令人讨厌的酸泥产生。
本发明一个有利改进的特征在于，从相应的贮酸罐中选择酸的浓度和/或酸的组成，并作为酸洗池中废浸蚀酸电导率的函数供入酸洗池。废浸蚀酸电导率是酸中金属含量的量度，以此也能防止过多的酸泥产生。用一种适当的控制方法，将密度和电导率的测量结合起来是尤为有利，因为密度主要受金属含量的影响，但也受硝酸含量的影响。有利的是，另外再考虑电导率，就可抵消硝酸含量的影响。
本发明一个有利改进的特征在于，对用过的浸蚀酸进行再生。为了维持低运行成本，可将浸蚀酸送到合适的再生装置中。
本发明一个有利设计的特征在于，按其组成，将再生的废浸蚀酸与新浸蚀酸进行混合，并被送回贮酸罐中。通过与新酸适当混合，各贮酸罐中就能保持恒定的酸浓度和/或酸组成。
本发明进一步涉及一种钢制带材，尤其不锈钢带材的酸洗装置，其中带钢从至少一个容有至少一种浸蚀酸的酸洗池中通过，其特征在于，设置至少两个容有不同酸浓度/或酸组成的循环罐。该设计允许快速改变酸浓度和/或酸组成，因而快速改变酸洗效果，以符合要求。
本发明一个有利改进的特征在于，从一个循环罐切换到另一个循环罐，来改变向酸洗池中供给的酸。这是指再生装置在恒定的入口浓度下，从而在恒定的初始条件下工作。此外，还避免了分析误差和手工配酸的误差，因而提高了产品质量和装置的效率。
本发明一种有利设计的特征在于，对废浸蚀酸进行密度测量。通过测量废浸蚀酸密度，就能简单地确定酸洗池中酸泥的形成，并通过适当的控制，将之减少到最小程度。
本发明装置一种有利设计的特征在于，至少设置两个酸洗池，每个酸洗池至少附设两个循环罐。如果该酸洗装置包括两级，而在每个循环罐中装以不同浓度和/或组成的酸，就能使酸洗处理的变化范围更大。
本发明一个有利改进的特征在于，循环回路中配设数个换热器，供控制浸蚀酸温度之用。
本发明装置一个有利设计的特征在于，在循环回路中，配设数个可控制流速的泵。
本发明装置的一种有利设计的特征在于，设有一个控制装置，该控制装置同各供酸泵管路的阀门、各换热器的控温器、各循环泵的流速控制器以及相应各上游单元操作参数控制装置相连，从而使该控制装置能与密度计相连。该控制装置使酸洗装置能在很大的变化范围内，有利地随着待酸洗材料及任何预处理的改变而调整酸洗效率。
下面，以附图为例来阐明本发明，其中
图1示出本发明酸洗装置的结构，图2示出本发明装置的不同切换的选择。
图1所示的酸洗装置1包括了两个酸洗池2、2′，金属带材3输经此两池。酸经由管路4、4′供给。此供酸管路4、4′中装有换热器5、5′以及循环泵6、6′。浸蚀酸经由阀门7、7′从循环罐T1、T2、Ts、T4供入酸洗池2、2′中。浸蚀酸从酸洗池2、2′经由阀门8、8′在循环罐始端9、9′和循环罐末端10、10′处输回循环罐。为了按所需的浓度和/或组成向酸洗池2、2′中充注浸蚀酸，设置了氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、水和不同等级的、不同浓度和/或组成的再生浸蚀酸(再生酸1、再生酸2)的输送管道。或者反过来，这些管道也能向各个循环罐中充注酸。管道4、4′各装设密度计11、11′和电导率仪12、12′，以供控制之用。
各个循环罐T1、T2、T3、T4盛装不同组成和/或浓度的酸。第一酸洗池2使用例如来自第一循环罐T1、适用于某一等级待酸洗材料的浸蚀酸。控制循环泵6的流速和/或用换热器5控制温度，以此将酸洗效果调节得符合需要。如果预处理或者，举例来说，金属带的生产速度发生变化，酸洗效果可通过改变流速和/或温度来进行适应性调整。这同样也适用于酸洗池2′中进行的酸洗。
如果变更待酸洗金属带材的等级，就需从根本上改变酸洗效果。这种改变不能再通过变化循环流速和/或温度而实现。根据本发明，此时需进行切换，并使用循环罐2中的浸蚀酸。与之类似，对于酸洗池2′，可从循环罐T3切换到循环罐T4。如果只有一个酸洗段用酸进行操作，就可将第二酸洗池装满水。为了实现更大的酸洗效果可变性，可在酸洗池2中使用来自循环罐T3或T4的酸。与之类似，可以将循环罐T1或T2中的酸用于酸洗罐2′。如果循环罐足够大，则来自同一循环罐T1、T2、T3或T4的酸就能用于酸洗池2和2′，并有可能通过调节循环泵6、6′的流速或换热器5、5′的供热，就能对两个酸洗池2、2′的酸洗效果进行各不相同的调整。而且，可在酸洗罐2、2′的排酸管路中，例如在排酸阀8、8′的区域内安装一个密度计11、11′，以此可测量废浸蚀酸的密度和酸泥的量。还可用安装一个电导率仪12，12’来补偿硝酸含量的影响。有利的是所有阀门7、7’、8、8′，换热器5、5′的温度调节，循环泵6、6′的流量调节器，密度计11、11′以及还有电导率仪12、12′、各供酸管路上的阀门和预处理段的合宜控制参数，都与控制单元连接，该控制单元根据所输入的相关材料参数来控制酸洗效果。
不同的操作模式和各循环罐中酸的相应使用，示如图2。
权利要求
1.一种带钢尤其不锈钢带材的酸洗方法，其中带材通过至少一个容有至少一种浸蚀酸的酸洗池，其特征在于，将酸的浓度和/或组成作为材料等级、预处理和酸洗装置中操作条件参数的函数加以选择。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，从不同酸浓度和/或组成的贮罐中输送酸，来实现酸的调配。
3.权利要求1或2所述的方法，其特征在于，酸洗池的温度也予以控制。
4.权利要求1至3中任何一项所述的方法，其特征在于，控制供入酸的流速。
5.权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，控制预处理阶段的操作参数。
6.权利要求5所述的方法，其特征在于，在预酸洗段控制电流密度。
7.权利要求5或6所述的方法，其特征在于，控制喷砂设备、碾磨刷或除鳞机的操作参数。
8.权利要求1至7中任何一项所述的方法，其特征在于，所述酸浓度和/或酸组成由相应的贮酸罐中加以选择，并作为所述酸洗池中废浸蚀酸密度的函数供入酸洗池。
9.权利要求1至8中任何一项所述的方法，其特征在于，所述酸浓度和/或酸组成由相应的贮酸罐中加以选择，并作为废浸蚀酸电导率的函数供入酸洗池。
10.权利要求1至9中任何一项所述的方法，其特征在于，对用过的浸蚀酸(废浸蚀酸)进行再生。
11.权利要求10所述的方法，其特征在于，根据其组成，使再生后的废浸蚀酸与新的浸蚀酸混合，并将之循环到贮酸罐中。
12.一种酸洗钢制带材，尤其酸洗不锈钢带材用的装置，其中带材行经至少一个容有至少一种浸蚀酸的酸洗池，其特征在于，设有至少两个装有不同酸浓度和/或酸组成浸蚀酸的循环罐。
13.权利要求12的装置，其特征在于，供给酸洗池的酸经从一个循环罐切换到另一个循环罐来加以改变。
14.权利要求12或13所述的装置，其特征在于，设有废浸蚀酸密度测量计。
15.权利要求12至14中任何一项所述的装置，其特征在于，设有至少两个酸洗池，每个酸洗池各备设至少两个循环罐的。
16.权利要求12至15中任何一项所述的装置，其特征在于，在循环回路中设有换热器，用来控制浸蚀酸温度。
17.权利要求12至16中任何一项所述的装置，其特征在于，在循环回路中设有多个附设流速控制器的泵。
18.权利要求12至17中任何一项所述的装置，其特征在于，控制单元与供酸管线上的阀门、换热器控温器，循环泵流速控制器和相应各上游单元操作参数的控制单元相联。
19.权利要求18所述的装置，其特征在于，控制单元与密度计相联。
全文摘要
本发明涉及一种钢制带材尤其不锈钢带材的酸洗方法，其中带材通过至少一个容有至少一种浸蚀酸的酸洗池。该方法的主要特征在于，将酸的浓度和/或组成作为材料等级、预处理和酸洗装置中操作条件参数的函数加以控制。此外，本发明还涉及一种实现该方法的装置，其中至少设有两个容有不同酸浓度和/或组成的循环罐。
文档编号C23G3/02GK1143691SQ9610734
公开日1997年2月26日 申请日期1996年2月14日 优先权日1995年2月15日
发明者J·施塔塞维克, E·马尔 申请人:安德里茨-专利管理有限公司