鋼材及鋼管的酸洗分類及簡(jiǎn)介
一、酸洗定義及分類
1、酸洗定義：酸類按照一定的濃度、溫度、速度，用化學(xué)的方法去除氧化鐵皮，稱為酸洗。
2、酸洗分類：
按酸的種類分：硫酸酸洗、鹽酸酸洗、硝酸酸洗、氫氟酸酸洗。酸洗必須根據(jù)鋼材的材質(zhì)選用不同的介質(zhì)，例如用硫酸和鹽酸酸洗碳素鋼，硝酸加氫氟酸的混合酸酸洗不銹鋼等。
按鋼材的形狀分：線材酸洗、鍛件酸洗、鋼板酸洗、帶鋼酸洗等。
按酸洗設(shè)備類型分：槽式酸洗、半連續(xù)酸洗、全連續(xù)酸洗、塔式酸洗
二、氧化鐵皮的去除方法
氧化鐵皮的去除方法：機(jī)械法、化學(xué)法和電化學(xué)法三大類
機(jī)械法：拋光法、滾磨法、高壓水沖洗法、刷光法、噴（拋）丸法、噴砂法、破鱗法等。
化學(xué)法：即采用酸、堿等化學(xué)物質(zhì)與鋼材表面的氧化鐵皮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而去除氧化鐵皮。
電化學(xué)法：酸洗時(shí)將浸入酸溶液中的鋼材的兩邊通過(guò)電極通上直流電以加速氧化鐵皮的去除。
三、酸洗的主要形式
目前，世界上采用的鋼材鋼酸洗方法主要有三種：即單件鋼材酸洗法（鋼板酸洗法、單卷酸洗法、單捆線材酸洗法）、連續(xù)酸洗法和半連續(xù)酸洗法。
單件酸洗法是一種最原始、最簡(jiǎn)單的酸洗方法，其特點(diǎn)是不需開(kāi)卷，將整卷線材或松卷后的帶鋼鋼卷進(jìn)行酸洗，然后再吊放到水池中沖洗。由于酸洗質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，尤其對(duì)環(huán)境的污染很大，目前被大力淘汰。
連續(xù)式酸洗是一種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，發(fā)展較快的酸洗方法，它是通過(guò)在機(jī)組上設(shè)置焊機(jī)和活套裝置，使工藝段在換卷時(shí)不停機(jī)，保證機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，但機(jī)組長(zhǎng)，設(shè)備復(fù)雜，投資較高。連續(xù)式酸洗線主要有兩種形式，分別是連續(xù)臥式酸洗機(jī)組和連續(xù)塔式酸洗機(jī)組。
半連續(xù)式酸洗是相對(duì)于單件式和連續(xù)式而言的，由于它不需設(shè)置焊機(jī)(或設(shè)置簡(jiǎn)易焊機(jī)如縫合機(jī)等)和大容量活套，因此，在換卷時(shí)要停機(jī)，這種方法最適合于產(chǎn)量在20～90萬(wàn)t/a的生產(chǎn)。
圖1 推拉式酸洗機(jī)組生產(chǎn)線布置簡(jiǎn)圖
圖2 全連續(xù)酸洗機(jī)組生產(chǎn)線布置簡(jiǎn)圖
隨著人民生活水平的提高，對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，高效無(wú)污染質(zhì)量好的去除氧化鐵皮的新技術(shù)新產(chǎn)線不斷涌現(xiàn)出來(lái)。
2013年7月20日，隨著一卷卷免酸洗的鋼卷在太原鋼鐵集團(tuán)公司熱連軋廠順利下線，我國(guó)首條鋼卷表面免酸洗處理線正式投產(chǎn)。
據(jù)介紹，以往處理鋼卷表面要通過(guò)酸洗涂油來(lái)完成，生產(chǎn)成本高，又對(duì)環(huán)境造成一定污染，且廢酸的處理也成為很大難題。
新研發(fā)的免酸洗處理線，采用了EPS處理新技術(shù)，取消了鋼卷的酸洗環(huán)節(jié)，杜絕了廢棄物的產(chǎn)生，介質(zhì)全部循環(huán)利用，鋼卷表面更為清潔，且具有更強(qiáng)的抗腐性能。
EPS專利技術(shù)是在SCS技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而成，其基本原理是在密閉的空間內(nèi)，采用特殊的裝置，進(jìn)行EPS處理，即由EPS工作介質(zhì)即鋼砂和水的混合物對(duì)板巻鋼板上下表面進(jìn)行噴射處理，在一定噴射力的作用下去除鋼板表面的氧化物或氧化鐵皮，不殘留任何氧化物，因此，能使鋼板表面成為光滑，清潔的表面即所謂綠色表面。
四、酸洗的原理
酸洗是用化學(xué)方法除去金屬表面氧化鐵皮的過(guò)程，因此也叫化學(xué)酸洗。
帶鋼表面形成的氧化鐵皮（Fe203、 Fe304、Fe0）都是不溶解于水的堿性氧化物，當(dāng)把它們浸泡在酸液里或在其表面上噴灑酸液時(shí)，這些堿性氧化物就可與酸發(fā)生一系列化學(xué)變化。
圖3 氧化鐵皮結(jié)構(gòu)圖
由于碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金鋼鋼材表面上的氧化鐵皮具有疏松、多孔和裂縫的性質(zhì)，加之氧化鐵皮在酸洗機(jī)組上隨同帶鋼一起經(jīng)過(guò)矯直、拉矯、傳送的反復(fù)彎曲，使這些孔隙裂縫進(jìn)一步增加和擴(kuò)大，所以，酸溶液在與氧化鐵皮起化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，亦通過(guò)裂縫與孔隙而與鋼鐵的基體鐵起反應(yīng)。也就是說(shuō)，在酸洗一開(kāi)始就同時(shí)進(jìn)行著3種氧化鐵皮和金屬鐵與酸溶液之間的化學(xué)反應(yīng)。
⑴ 氧化鐵皮與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被溶解（溶解作用）。
⑵ 金屬鐵與酸作用生成氫氣，機(jī)械地剝落氧化鐵皮（機(jī)械剝離作用）。
⑶ 生成的原子氫使鐵的氧化物還原成易于酸作用的亞鐵氧化物，然后與酸作用而被去除（還原作用）。
五、鹽酸酸洗和硫酸酸洗比較
酸洗介質(zhì)應(yīng)用最為廣泛的是鹽酸和硫酸，但在實(shí)際生產(chǎn)上使用鹽酸酸洗占有更大的比例。從兩種介質(zhì)的特點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，鹽酸能溶解全部氧化鐵皮，而不產(chǎn)生酸洗殘?jiān)２⑶饮}酸基本上不腐蝕基體金屬，故酸洗后板面平滑、銀亮。
所以鹽酸酸洗法具有產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)能力高、金屬和酸的損失少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。另外鹽酸酸洗的鐵損比硫酸酸洗低～20 % ，鹽酸酸洗鐵損量為酸洗帶鋼量的0.4%～0.5%，硫酸為0.6%～0.7%。鹽酸酸洗速率較高，為硫酸酸洗速率的2倍。
近年來(lái)，由于鹽酸廢酸回收處理技術(shù)的發(fā)展（也就是酸再生技術(shù)的發(fā)展），鹽酸酸洗法得到了較為廣泛的應(yīng)用。
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