浙江至德鋼業有限公司對300系不銹鋼管連續酸洗線單混酸段酸洗機理研究、生產工藝過程質量控制及生產中存在的問題進行了闡述、分析及注意事項。


  酸洗是不銹鋼管生產過程中的關鍵工序，酸洗質量直接關系到產品的外觀質量和耐蝕性能。許多300系不銹鋼管酸洗工藝大多采用硫酸+混酸酸洗，其工藝流程為：預清洗→硫酸酸洗→硫酸段水清洗→混酸酸洗→混酸段水清洗→最終水清洗→熱風烘干。


 浙江至德鋼業有限公司不銹鋼管生產車間也是采用以上酸洗工藝，由于設備出現故障，在連續酸洗線只有混酸段可生產的情況下生產普通的300系不銹鋼管，通過實驗室試驗，對比不同濃度下酸洗質量，制定了連續酸洗線HNO3+HF混酸段工藝規范；300系不銹鋼管連續酸洗線HNO3+HF混酸段酸洗后的不銹鋼管表面質量滿足標準要求，酸洗效率比H2SO4+(HNO3+HF)酸洗效率還高，酸洗溶蝕率是H2SO4+(HNO3+HF)酸洗的一半，金屬損耗較小。


1. 單(dan)混酸段(duan)酸洗(xi)機(ji)理


 300系不銹鋼管形成的氧化鐵皮Fe2O3、Fe3O4、FeO、FeO·Cr2O3、NiO·Cr2O3、Cr2O3都是不溶解于水的堿性氧化物，當把它們在其表面上噴灑酸液時，這些堿性氧化物就可與酸發生一系列化學變化。以及部分金屬鐵，等物質發生化學反應，生成各種溶解性的金屬鹽類：


 a. 氧化鐵皮(pi)與酸發生化學(xue)反(fan)應而被溶解（溶解作用）。


 b. 金屬鐵與(yu)酸作用生(sheng)成(cheng)氫氣，機械地(di)剝落(luo)氧化鐵皮（機械剝離作用）。


 c. 生成的(de)原(yuan)子氫使鐵的(de)氧(yang)(yang)化(hua)物還原(yuan)成易于酸(suan)作用的(de)亞鐵氧(yang)(yang)化(hua)物，然后與酸(suan)作用而被去除(chu)（還原(yuan)作用）。


Fe2O3+HNO3+HF=FeF×(NO3)y+H2O


HNO3+HF混酸酸洗機理


Metal(=Me):表示(shi)金(jin)屬


Me+4NHO3=Me(NO3)2+NO+2HO2


Me(NO3)3+3HF=MeF3+3NHO3


Me+4NHO3+3HF=MeF3+NO+2HO2


  300系(xi)不銹鋼管(guan)酸洗機理主要是通過硝酸HNO3的氧化性與氧化鐵皮發生化學反應，氧化產品表面不均勻的金屬層；通過添加氫氟酸HF來促進其硝酸的氧化性，使金屬離子沉淀，特別是與鉻的反應較快，提高酸洗效率，并為300系不銹鋼管鈍化提供輔助處理。



2. 300系不銹鋼(gang)管連續酸(suan)(suan)洗線單混酸(suan)(suan)段酸(suan)(suan)洗過程控制


 a. 混酸(suan)連續酸(suan)洗(xi)線(xian)酸(suan)洗(xi)過程工藝參數控制(zhi)


 b. 酸洗時配好新酸后，由于氫氟酸濃度較高，氧化反應強烈，單混酸段酸洗溶液中鐵離子的含量迅速升高，金屬損耗過大，而單混酸段混酸的濃度迅速降低，金屬損耗較大。特別注意的是，300系不(bu)銹鋼管此時通過單混酸段酸洗可能會出現過酸洗的現象，中厚板表面表現為酸印。當300系不銹鋼管洗到一定量時，酸液濃度下降，化學反應進入了一個相對穩定的階段，鐵離子含量與酸液濃度變化幅度不大，酸洗反應充分，不銹鋼管表面氧化鐵皮和貧鉻層被酸洗掉，鋼板表面質量均勻。連續酸洗線單混酸段酸洗300系不銹鋼管時最好先酸洗316不銹鋼，當鐵離子達到10g/l的情況下再酸洗304不銹鋼，321不銹鋼鐵離子達到15g/l時酸洗最好，避免不銹鋼下表面由于過酸洗出現酸印缺陷。


 c. 在(zai)(zai)連續酸洗(xi)線混(hun)酸段酸洗(xi)中(zhong)，厚度≥30mm的不銹(xiu)鋼(gang)貫溫度加熱較慢，與酸反(fan)應不夠充分，在(zai)(zai)酸洗(xi)中(zhong)輥(gun)(gun)速(su)按1.5m/min控制，避免鋼(gang)板(ban)下(xia)表(biao)面出(chu)現由(you)于輥(gun)(gun)速(su)過快，酸洗(xi)反(fan)應不完全(quan)出(chu)現黑沫缺陷。


3. 結論


a. 通過連續線混酸段酸洗不銹鋼管實踐，只用混酸段酸洗常規的300系不銹鋼(gang)管(guan)是可行的。通過批量生產，連續酸洗線單混酸段酸洗300系不銹鋼管表面色澤均勻，顏色發白，和H2SO4+(HNO3+HF)酸洗后的表面顏色略有不同，表面的鈍化質量和耐蝕性沒有明顯差異。


b. 300系不銹鋼管HNO3+HF混酸連續線酸洗表面質量滿足標準要求，酸洗效率比H2SO4+(HNO3+HF)酸洗效率高，酸洗溶蝕率是H2SO4+(HNO3+HF)酸洗的一半，金屬損耗較小。


c. 通過批量HNO3+HF混酸連續線酸洗300系(xi)不銹鋼管，HNO3+HF混酸連續線工藝參數易于控制，獲得良好且穩定的產品表面質量，使公司在只有HNO3+HF混酸段的情況下可正常生產，即保證了產品質量，又完成了不銹鋼管合同交付。