一种不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法与流程

本发明涉及不锈钢的退火酸洗方法，具体涉及一种不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法。

背景技术：

1、不锈钢因具有光亮洁净的表面以及较好的耐腐蚀性能，在工业机械领域和日常生活中得到广泛应用。不锈钢在生产成型过程中因高温和含氧环境表面会生成一层氧化皮，常用的硝酸基酸洗液在酸洗过程中会有大量的氮氧化物产生，对周围环境造成严重污染。但选用单一的有机酸清洗，容易使得带钢表面会有氧化皮残留，不锈钢酸洗不到位，进而会对后续冷轧造成影响，比如产生类似小白线的麻点等；氧化皮的残留也会对不锈钢的耐腐蚀性产生一定影响。因此，酸洗对不锈钢的质量具有重要影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，不添加硝酸和氢氟酸等安全性和环保性不佳的酸洗成分，先采用柠檬酸和醋酸复合的酸洗液进行酸洗，再加入缓蚀剂，能够在退火酸洗过程中有效去除氧化层的同时避免不锈钢腐蚀，对环境友好。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，包括以下步骤：

4、s1、退火：对开卷后的不锈钢带进行退火处理；

5、s2、酸洗：将退火处理后的不锈钢带采用酸洗液进行酸洗5~10min，当酸洗2~3min时加入缓蚀剂进行清洗；其中，所述酸洗液包括以下按质量百分比计的组分：柠檬酸10~15%、醋酸5~10%、酒石酸和维生素c包裹的纳米氧化铁2~5%，由水补足100%；所述缓蚀剂包括以下按质量百分比计的组分：苯甲酸钠2~5%、龙葵提取物1~2%，由水补足100%。

6、本发明采用柠檬酸、醋酸的复合有机酸作为酸洗液去除金属表面氧化层的。酒石酸和维生素c包裹的纳米氧化铁能增加酸洗与金属表面的接触面积，其在清洗过程中提供了物理摩擦作用，帮助去除氧化层，酒石酸和维生素c的包裹还改善了氧化铁颗粒在溶液中的润湿性，使清洗液更容易接触并渗透到不锈钢表面的氧化层中。酒石酸和维生素c包裹的纳米氧化铁在酸洗液中具有良好的分散性，从而增加了与不锈钢表面氧化层的接触面积，提高了清洗效果和清洗效率。酒石酸和维生素c都是多羟基有机酸，具有很强的螯合金属离子的能力，这种螯合作用有助于稳定氧化铁颗粒，防止其在酸性溶液中的聚集或沉淀。其中，维生素c还是一种还原剂，有助于转化不锈钢表面的氧化物，使其更容易被柠檬酸和醋酸溶解。而且酒石酸和维生素c的包裹优化了这种摩擦效果，而且包裹层可能为氧化铁颗粒提供了一定程度的保护，防止其在酸性环境中过度反应，从而减少对不锈钢基材的潜在腐蚀风险。

7、最重要的是，酸洗液中的酒石酸、维生素c、柠檬酸和醋酸都是可生物降解的有机酸，这种组合提供了一种环境友好的清洗方案，减少了对环境的影响。

8、因为本发明中主要都是有机酸作为酸洗液，为保证酸洗效果，所以酸洗时长会稍长，但为了避免不锈钢腐蚀所以在酸洗过程中加入缓蚀剂。

9、缓蚀剂中的苯甲酸钠作为主要缓蚀成分，龙葵提取物为表面活性剂，能有效降低不锈钢的腐蚀性能。苯甲酸钠的加入可以减少点蚀和应力腐蚀开裂的风险，因为它能在不锈钢表面形成均匀的保护层，防止酸与金属直接接触，从而降低酸洗过程中的腐蚀速率。而且苯甲酸钠在酸性溶液中会分解产生苯甲酸，这是一种较弱的酸，它可以与不锈钢表面的金属离子形成络合物，进一步提供保护。龙葵提取物含有皂苷，皂苷的作用原理是其极性糖头亲水，非极性的甾体或三萜核疏水，这种两亲性质使得皂苷分子在水的表面排列，形成一层覆盖膜，从而降低水分子之间的相互吸引力，导致表面张力的降低，所以其作为表面活性剂可以增加酸洗液与不锈钢表面的接触面积。本发明选用龙葵提取物和苯甲酸钠复合，具有协同作用，使得更多的金属表面被吸附阻碍，导致不锈钢表面的腐蚀速率大幅降低。本发明所用的缓蚀剂相对于某些传统的缓蚀剂，如含氮类有机缓蚀剂‌和含硫类缓蚀剂，苯甲酸钠和天然来源的龙葵提取物更为环境友好，减少了对环境的影响。

10、其中，所述酒石酸和维生素c包裹的纳米氧化铁的制备方法，包括以下步骤：

11、将纳米氧化铁分散在酒石酸和维生素c的混合溶液中，在150~200℃下进行水热反应10~15h，冷却后，通过磁铁收集金属成分，洗涤干燥后，得到所述酒石酸和维生素c包裹的纳米氧化铁。

12、本发明通过水热反应将酒石酸和维生素c附着在纳米氧化铁表面，能使得氧化铁颗粒在酸洗液介质中具有良好的分散性，减少团聚现象。

13、优选地，所述步骤s1中，退火处理依次包括预热、加热、均热、缓冷、快冷步骤；其中，所述预热的温度为500~600℃，时间为20~30min；加热的温度为700~1000℃，时间为1~2h；均热的温度为700~1000℃，时间为2~3h；快冷的参数为：将温度降至30~50℃，时间为10~30min。

14、预热段的作用：预热不锈钢材料，减少热应力，避免快速加热引起的材料损伤。

15、加热段的作用：加热至高于不锈钢的再结晶温度，促进晶粒的再结晶，消除加工硬化，恢复材料的塑性。

16、均热段的作用：确保材料在炉内各部分达到热平衡，为后续的冷却做准备。

17、缓冷段的作用：控制冷却速率，减少热应力和内应力，避免材料开裂或变形。

18、快冷段的作用：快速通过再结晶和相变温度范围，防止碳化物析出和相变，保持材料的微观结构和性能。

19、更优选地，若所述不锈钢为奥氏体不锈钢，其加热和均热温度均为900~1000℃；若所述不锈钢为铁素体不锈钢，其加热和均热温度均为700~900℃。这是因为奥氏体不锈钢具有面心立方（fcc）晶体结构，而铁素体不锈钢具有体心立方（bcc）晶体结构。fcc结构通常需要更高的温度来促进原子运动和再结晶过程。而且奥氏体不锈钢通常含有较高的铬和镍含量，这些元素在fcc结构中具有较高的固溶度。高温退火有助于铬和镍等合金元素在奥氏体基体中的均匀分布。

20、优选地，所述步骤s2中，酸洗的参数为：温度为70~75℃，钢带速度为15~20m/min，酸洗时间为5~10min。

21、优选地，所述酒石酸和维生素c的混合溶液中酒石酸的质量浓度为60~70%，维生素c的浓度为1~5%；所述酒石酸和维生素c的混合溶液与纳米氧化铁的质量比为（5~6）：1。

22、优选地，所述纳米氧化铁的制备方法，包括以下步骤：

23、将氢氧化铵、氯化铁、氯化亚铁和水混合，得到混合溶液，然后进行共沉淀反应，洗涤反应物后进行干燥，得到所述纳米氧化铁；其中，所述混合溶液中氢氧化铵的质量浓度为20~30%，氯化铁的质量浓度为4~5%，氯化亚铁的质量浓度为4~5%。

24、优选地，所述共沉淀反应的参数为：温度为20~40℃，搅拌转速为600~800rpm/min，时间为5~7min。

25、优选地，所述氯化铁和氯化亚铁的来源为不锈钢酸洗废液。为了减少资源浪费，氯化铁和氯化亚铁的来源为不锈钢酸洗废液，具体包括以下步骤：

26、ph调节：调整废液的ph值至接近中性或略偏碱性，以促使铁离子形成沉淀。这可以通过加入碱性物质如氢氧化钠(naoh)或碳酸钠(na2co3)来实现。

27、沉淀：在适当的ph值下，铁离子会与氢氧根离子反应生成沉淀，如fe(oh)3或feco3。通过沉淀过程，可以将铁从溶液中分离出来；

28、固液分离：使用过滤或离心等方法将沉淀物从废液中分离出来；

29、洗涤：将收集到的沉淀物用去离子水洗涤，以去除残留的酸和其他可溶性杂质；

30、干燥：将洗涤后的沉淀物干燥，可以采用烘干或喷雾干燥等方法。

31、煅烧：将干燥后的沉淀物进行煅烧处理，以分解有机物质并氧化铁的氢氧化物，生成氧化铁。

32、氯化：将氧化铁与氯化剂（如氯化氢hcl或氯化钠nacl）反应，生成氯化铁和氯化亚铁。

33、溶解与分离：将氯化铁和氯化亚铁溶解在适当的溶剂中，然后通过结晶或蒸发等方法进行分离。

34、纯化：对得到的氯化铁和氯化亚铁进行进一步的纯化处理，如通过重结晶或离子交换。

35、优选地，所述酸洗液和所述缓蚀剂的质量比为（3~4）：1。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

37、（1）本发明采用柠檬酸、醋酸的复合有机酸作为酸洗液去除金属表面氧化层的。酒石酸和维生素c包裹的纳米氧化铁能增加酸洗与金属表面的接触面积，氧化铁颗粒在清洗过程中提供了物理摩擦作用，帮助去除氧化层。酒石酸和维生素c包裹的纳米氧化铁在酸洗液中具有良好的分散性，从而增加了与不锈钢表面氧化层的接触面积，提高了清洗效果和清洗效率。酸洗液中的酒石酸、维生素c、柠檬酸和醋酸都是可生物降解的有机酸，这种组合提供了一种环境友好的清洗方案，减少了对环境的影响。因为本发明中主要都是有机酸作为酸洗液，为保证酸洗效果，酸洗时长会稍长，但为了避免不锈钢腐蚀所以在酸洗过程中加入缓蚀剂。所以本发明的退火酸洗方法能够在退火酸洗过程中有效去除氧化层的同时避免不锈钢腐蚀。

38、（2）缓蚀剂中的苯甲酸钠作为主要缓蚀成分，龙葵提取物为表面活性剂，能有效降低不锈钢的腐蚀性能。选用龙葵提取物和苯甲酸钠复合，具有协同作用，使得更多的金属表面被吸附阻碍，导致在所有浓度下的腐蚀速率大幅降低。本发明所用的缓蚀剂相对于某些传统的缓蚀剂，如含氮类有机缓蚀剂‌和含硫类缓蚀剂，苯甲酸钠和天然来源的龙葵提取物更为环境友好，减少了对环境的影响。

技术特征：

1.一种不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，所述步骤s1中，退火处理依次包括预热、加热、均热、缓冷、快冷步骤；其中，所述预热的温度为500~600℃，时间为20~30min；加热的温度为700~1000℃，时间为1~2h；均热的温度为700~1000℃，时间为2~3h；快冷的参数为：将温度降至30~50℃，时间为10~30min。

3.如权利要求2所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，若所述不锈钢为奥氏体不锈钢，其加热和均热温度均为900~1000℃；若所述不锈钢为铁素体不锈钢，其加热和均热温度均为700~900℃。

4.如权利要求1所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，所述步骤s2中，酸洗的参数为：温度为70~75℃，钢带速度为15~20m/min，酸洗时间为5~10min。

5.如权利要求1所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，所述纳米氧化铁的制备方法，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，所述共沉淀反应的参数为：温度为20~40℃，搅拌转速为600~800rpm/min，时间为5~7min。

8.如权利要求6所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，所述氯化铁和氯化亚铁的来源为不锈钢酸洗废液。

9.如权利要求1所述的不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，其特征在于，所述酸洗液和所述缓蚀剂的质量比为（3~4）：1。

技术总结
本发明涉及一种不锈钢带钢表面过烧后的退火酸洗方法，属于不锈钢的退火酸洗方法技术领域。本发明采用柠檬酸、醋酸的复合有机酸作为酸洗液去除金属表面氧化层的。酸洗液中的酒石酸、维生素C、柠檬酸和醋酸都是可生物降解的有机酸，这种组合提供了一种环境友好的清洗方案，减少了对环境的影响。因为本发明中主要都是有机酸作为酸洗液，为保证酸洗效果，酸洗时长会稍长，但为了避免不锈钢腐蚀所以在酸洗过程中加入缓蚀剂。所以本发明的退火酸洗方法能够在退火酸洗过程中有效去除氧化层的同时避免不锈钢腐蚀。

技术研发人员：郁建璜
受保护的技术使用者：广东甬金金属科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5