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1、-综述国内外不锈钢酸洗技术的进步与开展*颖 赵博 李慎松东北特殊钢集团*特殊钢丝*摘 要 介绍不锈钢氧化皮的组成和性能，以及国内外去除不锈钢氧化皮的方法碱浸和酸洗。关键词 不锈钢 氧化皮 碱浸 酸洗外表处理 Stainless steel pickling technology at home and abroad and the progress and development Zhangying zhaobo lishensongDongbei special steel group dalian special steel wire Co., LTD The Summary Introd
2、uce the stainless steel o*ide skin of ponent and performance, and to remove the stainless steel o*ide skin at home and abroad, the methods of alkali e*traction and pickling. Key wordstainless steelO*ide skin salt bath PicklingSurface treatment. z.-前言是20世纪重要创造之一，具有强度高、耐蚀性强、耐热性好等诸多优点，广泛应用于石化工业、电子机械、医疗
3、机械，住宅装饰等领域。但由于不锈钢在冶炼、热轧、热处理等过程中，外表易生成一层氧化皮，不仅给拉拔带来困难，而且对产品的性能也有极大的影响。为了得到较理想的不锈钢外表光洁度、光亮度，延长其使用寿命，必须在拉拔、钝化、电镀等工序前进展酸洗，酸洗是彻底去除氧化皮的有效方法。1不锈钢氧化皮的组成和性质1.1不锈钢氧化皮的组成氧化皮的组成不仅取决于钢号，而且取决于铁及合金元素对氧的亲和力，比铁容易氧化的元素有Si，Ti，Al，Cr，W，V，Mn；比铁难氧化的元素有Ni，Cu，Co，Mo。不锈钢氧化皮绝大多数是在轧制或热处理过程中形成，其组成见表1。1.2 不锈钢氧化皮的性质不锈钢氧化皮分为热轧氧化皮和退
4、火氧化皮，通常呈黑色，有时呈蓝绿色，密度3.55.21 g/cm3，莫氏硬度值7.58.5，热轧氧化皮厚为57 m，退火氧化皮厚为1525 m。以Cr2O3为主的不锈钢氧化皮性质稳定、构造致密、与基体附着结实，80也不溶于H2SO4，HCl，HNO3等无机酸，必须采用更富侵蚀性的混酸HNO3+HF或H2SO4+HNO3+HCl酸洗才能去除。但混酸酸洗基体损失较大，掌握不当容易过酸洗或点蚀，甚至产生废次品。因此为提高去除速度，保证产品外表质量，多在酸洗前进展碱浸。表1 不锈钢氧化皮的组成Table1 The position of the stainless steelo*ide skin 分子
5、式名称FeO氧化亚铁Fe2O3氧化铁Fe3O4四氧化三铁Cr2O3三氧化二铬NiO氧化镍SiO2二氧化硅Cr2O3FeO铬尖晶石NiOFe2O3镍尖晶石. z.-2 不锈钢氧化皮的去除不锈钢氧化皮去除分为化学酸洗法和机械除鳞法两大类，有时两类方法穿插复合使用。机械除鳞有抛丸、反复弯曲，轻拉破皮等。化学酸洗法是以*种酸为主体，参加适当的添加剂，由氧化剂、活化剂、缓蚀剂、渗透剂、抑雾剂等配成酸洗液。化学酸洗法有普通酸洗法、碱酸复合酸洗法、电解酸洗法等。现在广为应用的碱酸复合酸洗法又分为碱浸和酸洗两步。2.1不锈钢氧化皮预处理不锈钢氧化皮预处理也称为碱浸，是不锈钢在酸洗前进展的预处理，目的是使不锈钢
6、外表氧化皮疏松，酸洗时易于去除。碱浸可分为熔融碱浸和溶液碱浸2大类。熔融碱浸熔融碱浸分为氧化型碱浸和复原型碱浸。熔融碱浸是基于高温热腐蚀的原理，熔液是以氢氧化钠为根底，参加具有氧化性或复原性的盐类，加热至400 以上使之成为熔融物。当不锈钢盘条浸入其中，氧化皮中的Cr2O3在含有氧化剂或复原剂的苛性钠熔液中产生一系列化学反响，导致成分变质、构造破坏，以及体积膨胀、龟裂、起泡，从而使氧化皮变得疏松，局部氧化皮脱落成为渣泥沉入槽底；另一局部可溶的铬酸盐在淬水时被蒸汽和水洗去，残留的亚铬酸盐和氧化物，则在随后的酸洗中去除。.1氧化型碱浸.1.1氧化型碱浸原理及作用氧化型碱浸主要因硝酸钠的氧化作用而得
7、名。一般由质量分数为75%80%的氢氧化钠和质量分数为20%25%的硝酸钠，再加质量分数为5%的氯化钠组成，碱浸时各成分的作用如下。1氢氧化钠能使三氧化铬变成易溶于酸的亚铬酸钠，其反响方程式为Cr2O3+2NaOH =2NaCrO2+H2O2硝酸钠能使亚铬酸盐迅速氧化成可溶于水的铬酸钠，同时将低价铁的氧化物转化为高价铁的氧化物，使铬、镍尖晶石的构造和成分发生变化，易于去除，其反响方程式为2NaCrO2+3NaNO3+2NaOH=2Na2CrO4+3NaNO2+H2O2FeO+NaNO3=Fe2O3+NaNO22Fe3O4+NaNO3=3Fe2O3+NaNO22FeOCr2O3+NaNO3=Fe
8、2O3+2Cr2O3+NaNO23氯化钠起活化剂的作用，并可降低熔液黏度，在同一温度下减少碱液附着量，从而减少消耗。.1.2氧化型碱浸工艺氧化型碱浸工艺见表2。. z.-表2 氧化型碱浸工艺Table2O*idationsalt bathprocess 碱液成分质量分数/%处理温度/处理时间/minNaOHNaNO3NaCl758020255450650450650450650306030603060. z.-.2 复原型碱浸.2.1复原型碱浸原理及作用复原型碱浸是采用氢化钠的熔融盐进展预处理，由质量分数为0.16%0.30% 的NaH，加余量的NaOH组成。复原型碱浸是利用NaH的复原熔解作
9、用，将氧化皮中Fe，Ni，Cr等难溶性金属氧化物复原为金属或低价氧化物，并且使氧化皮爆裂脱落，缩短酸洗时间，提高效率。复原型碱浸主要化学反响式FeO+NaH=Fe+NaOHFe3O4+4NaH=3Fe+4NaOHCr2O3+NaH=2CrO+NaOHNiO+NaH=Ni+NaOH 。复原产物CrO及 Fe，Ni等易用稀酸和水洗去，氢化物去除氧化皮的效率高，但氢化钠遇水能产生剧烈反响，并发生氢气爆炸，使用时必须小心慎重。.2.2复原型碱浸工艺复原型碱浸工艺见表3。.3 氧化型和复原型碱浸工艺比照氧化型和复原型碱浸工艺比照见表4。从表4看出，氧化型碱浸将三价铬氧化成有毒的六价铬。复原型碱浸技术先进
10、环保，不产生氮氧化物、硝酸根和六价铬，同时酸耗少，效率高，是一种很有应用前景的不锈钢除氧化皮技术。.4熔融碱浸工艺流程熔融碱浸工艺流程：预热氧化型或复原型碱浸淬水水洗。溶液碱浸国内常用的是高锰酸钾碱浸。溶液碱浸的工作原理和熔融碱浸一样，但使用温度接近水溶液的沸点，碱浸时间相应要加长。溶液碱浸工艺配方见5。. z.-表3 复原型碱浸工艺Table3Reduction salt bath process碱液成分碱液质量分数/%处理温度/处理时间/minNaHNaOH0.160.30余量3904101416. z.-表4 氧化型和复原型碱浸工艺比照Table4 O*idation andReduct
11、ion salt bathprocess contrast 工程熔液成分预热温度/碱浸温度/碱浸时间/min酸洗时间酸耗废水和废酸槽底沉渣生产本钱氧化型NaOHNaNO3NaCl3004004506503060长大含NO3-和Cr6+等有害物质。高价铁的氧化物、镍的氧化物及Cr2O3和SiO2。材料国产，生产本钱低。复原型NaHNaOH2803303904101416短小不含NO3-和Cr6+产物是NaOH。金属和少数水溶性氧化物，不含Cr6+。NaH依赖进口，生产本钱高。. z.-表5 高锰酸钾碱洗工艺Table5 Potassium permanganate salt bath proce
12、ss 配方碱液成分质量浓度/gL-1处理温度/处理时间/h1KMnO4NaOH8010010012090100242KMnO4KOH6080901001.54. z.-溶液碱浸普遍使用1号配方,主要用于沉淀硬化型不锈钢、高铬铁素体钢、精细合金等易产生氢脆的钢碱洗，也可用于去除酸洗残渣和黑灰。溶液中的高锰酸钾是一种强氧化剂，氢氧化钠的作用是促进高锰酸钾的分解，释放出氧原子，且随着氢氧化钠含量的增加，分解加快。但如果KMnO4分解太快，氧原子不能充分利用，产生的氧气跑掉, KMnO4消耗量增大，碱浸速度并不能加快。因此溶液中氢氧化物消耗少,高锰酸钾消耗量大。溶液碱浸疏松不锈钢氧化皮的反响方程为Cr2O3+2KMnO4+2NaOH =K2CrO4+Na2CrO4+2MnO2+H2O碱性高锰酸钾处理效果不如熔融盐处理的效果好，而且效率低。但对于产量不大，不能连续生产的厂家多项选择用碱性高锰酸钾预处理。溶液碱浸工艺流程：硫酸预酸洗水洗高锰酸钾碱浸高压水冲洗。2.2 不锈钢的酸洗酸洗分为预酸洗和最终酸洗。预酸洗是根据氧化程度去除或局部去除不锈钢外表氧化皮，最终酸
