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)境的要求越來越高，高效無污染質(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。
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酸洗涂油來完成，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)，亦通過裂縫與孔隙而與鋼鐵的基體鐵起反應(yīng)。也就是說，在酸洗一開始就同時(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)上來說，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，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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