抑制剂对氧化铁皮去除的改善效果研究

2020-08-04卢学蕾杨德伦

安徽冶金科技职业学院学报 2020年2期

关键词：酸液氧化铁酸洗

卢学蕾，杨德伦

（马钢股份公司制造部安徽马鞍山 243002）

热轧酸洗板表面出现氧化铁皮缺陷，且难以消除。为了消除或改善该缺陷，初步在实验室分析抑制剂对钢板的表面改善效果，再进一步将抑制剂应用到酸洗生产线以验证工业使用效果。从而明确了添加抑制剂可改善氧化铁皮，并固化了工艺要求。

1 实验室分析抑制剂作用

1.1 实验方案

在马钢技术中心家电板研究所实验室进行了热轧钢板模拟酸洗实验，验证抑制剂对热轧钢板酸洗的作用和钝化剂对漂洗的作用，具体实验方案和实验结果如下。

实验采用马钢加磷强化钢M170P1和高牌号硅钢的热轧钢板，酸液浓度为17%，酸液温度为75℃，模拟酸洗产线酸液浓度和温度，验证抑制剂对热轧钢板酸洗的作用和钝化剂对漂洗的作用，具体实验设备，见表1。实验方案，见表2。实验流程：酒精清洗→称重→酸洗→漂洗→水清洗→热风吹干→称重→袋装封样。

表1 实验设备与材料

表2 实验方案及结果

1.2 实验结果分析

实验室分析结果：表2为热轧钢板模拟酸洗实验结果，可以看出，在本次实验条件下，M170P1热轧试样在未添加抑制剂时酸洗后的失重率约为1.2%，在添加抑制剂时酸洗后的失重率约为0.5%；高牌号硅钢热轧试样在未添加抑制剂时酸洗后的失重率约为1.4%，在添加抑制剂时酸洗后的失重率约为0.3%。

模拟酸洗生产现场停机实验中，经过20 min酸洗的结果显示，M170P1热轧试样在未添加抑制剂时酸洗后的失重率约为13.3%，在添加抑制剂时酸洗后的失重率约为2.1%。

对M170P1热轧试样在相同酸液或漂洗液相同酸洗时间的情况下，分别进行未添加抑制剂和添加抑制剂酸洗的实验，观察酸洗后的宏观形貌，可以看出，未添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色发暗；添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色发亮均匀。观察漂洗后的漂洗液，可以看出，未添加抑制剂时，漂洗液颜色浅，瓶底残渣少；添加抑制剂时，漂洗液颜色深，瓶底残渣多，说明添加抑制剂酸洗后的漂洗效果更好。

进一步分析可以看出，酸洗板面发暗后，表面粗糙度变大，同时影响漂洗效果，导致板面容易较多的残留物（Fe2+、Cl-和H+），对轧机工序和乳化液系统造成不良影响，严重时直接影响轧后板面质量。

对高牌号硅钢热轧试样在相同酸液或漂洗液相同酸洗时间的情况下，分别进行未添加抑制剂酸洗和添加抑制剂酸洗的实验，观察酸洗后的宏观形貌，可以看出，未添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色不均匀，产生过酸洗；添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色相对均匀，没有过酸洗。

对M170P1热轧试样分别在未添加抑制剂和添加抑制剂的酸液中酸洗20 min清洗后的宏观形貌。从实验结果可以看出，未添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色发暗；而添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色发亮。

观察M170P1热轧试样在模拟停机实验过程表现，未添加抑制剂时反应剧烈，表面泡沫较多；添加抑制剂时反应相对平稳，表面泡沫很少。观察未添加抑制剂和添加抑制剂的酸液试验后的颜色，可以看出，未添加抑制剂的酸液颜色浑浊，添加抑制剂的酸液颜色相对清澈。

1.3 实验室分析小结

在本次实验条件下，M170P1热轧试样在未添加抑制剂时酸洗后的失重率约为1.2%，在添加抑制剂时酸洗后的失重率约为0.5%。未添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色发暗；添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色发亮均匀。

硅钢热轧试样在未添加抑制剂时酸洗后的失重率约为1.4%，在添加抑制剂时酸洗后的失重率约为0.3%。未添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色不均匀，产生过酸洗；添加抑制剂时，酸洗后的表面颜色相对均匀，没有过酸洗。

模拟酸洗生产现场停机实验中，经过20 min酸洗的结果显示，M170P1热轧试样在未添加抑制剂时酸洗后的失重率约为13.3%，在添加抑制剂时酸洗后的失重率约为2.1%。未添加抑制剂时反应剧烈，表面泡沫较多；添加抑制剂时反应相对平稳，表面泡沫很少。未添加抑制剂时，漂洗液颜色浅，瓶底残渣少；添加抑制剂时，漂洗液颜色深，瓶底残渣多，说明酸洗后的漂洗效果更好。未添加抑制剂的酸液颜色浑浊，添加抑制剂的酸液颜色相对清澈。

2 抑制剂酸洗线工业试用

根据实验室分析结果，表明抑制剂对酸洗表面有较大的改善，因此，决定在酸洗线上正式投入抑制剂的试生产。试验使用IB45型号的抑制剂（生产产家为北京路宝利，属进口产品），使用量为2 t，合计1800 l，除了初始化量为150 l、连续添加量1450 l，剩余200升为抑制剂储罐底部残留量，抑制剂浓度为千分之一。总添加比例相当于三个循环系统总酸容量的0.12%，1#、2#、3#酸循环系统添加的具体量分别为500 l、600 l、700 l；首次添加后按每小时添加一次的方式对3#酸储罐进行生产连续添加，添加比例按3#酸循环系统补酸量的0.12%进行。试验耗时198小时，期间1680酸洗机组生产产量为49755 t。生产钢种包括含磷钢、低合金高强、双相钢、汽车外板等，由于大多钢种的表面质量改善情况。因氧化铁皮缺陷改判比例大幅度下降约80%。

新酸浓度按32%进行计算，损失新酸约99.77 t，根据试验期间带钢产量49755 kg/t，吨钢消耗新酸2.0 kg/t；采用同样方法计算2018年吨钢新酸酸耗为2.52 kg/t，对比可知采用进口IB45抑制剂后新酸酸耗降低，降低幅度为0.52 kg/t，见表3。

表3 酸系统数据

试验期间从酸轧线回废酸量为1194 m3，废酸中Fe的平均浓度为120.2 g/l，铁损为143.76 t，根据试验期间带钢产量49755 t折算成吨钢成材率损失为0.289%；采用同样方法计算2016年全年吨钢酸洗成材率损失为0.306%，对比可知采用进口IB45抑制剂后酸洗成材率损失降低，降低幅度为0.017%。根据上述试验结果，制定了酸洗须添加IB45抑制剂的工艺制度。