一种金属带酸洗预处理工艺

一、技术领域

本发明涉及一种金属带酸洗预处理工艺。具体地说，通过预热或利用金属带热轧后的余热，使金属带具有较高温度后，对金属带进行酸洗生产，从而进一步提高洗速度、酸洗质量，同时平衡酸洗生产流程中的热负荷，甚至可以利用金属带热轧后的余热达到节能效果。 二、背景技术

金属带在生产过程中表面会生成轧制状态的氧化皮。去除氧化皮的方法多采用酸洗法。金属带连续酸洗生产已广泛应用。

在现有技术中，提高酸洗速度、酸洗质量的酸洗预处理工艺主要是：在金属带酸洗前，采用常规的张力开卷、多辊校直等工艺来破碎金属带表面氧化皮，提高酸洗速度、酸洗质量。

在连续酸洗时，按酸洗先后次序，一般分低、中、高酸浓度的多级酸槽。常规酸洗工艺条件下，金属带一般在低于20℃条件下，特别在北方或冬季时，金属带温度更低，然后开始依次进入低、中、高酸浓度的酸槽进行酸洗。

文献《轧钢》2006年第23卷第1期“推拉式酸洗线设计参数分析” 一文中，按带钢宽B=1200mm、厚度h=2.75mm、最高运行速度V = 3m／s、带钢密度P =7800kg／m3、带钢初始温度T0=20℃(293K)、初始酸洗槽长度为13.5m，其酸液温度T1=84℃(357K)计，经过初始酸槽后带钢的温升为74℃。如果带钢初始温度为5℃ ，同样可算出经过初始酸槽后带钢的温升为72℃。该文献从理论上说明，现有酸洗工艺并没有充分发挥初始酸槽的酸洗能力。

文献《河北冶金》2005年第5期“推拉式带钢酸洗线的特点及其技术发展”一文中，目前许多推拉式酸洗机组在酸洗段前面设置了预清洗段，其结构与漂洗段一样，即用热水向带钢表面进行喷淋。预清洗段的作用主要有：清洗带钢表面的污物；预热带钢，提高带钢进入1#酸循环段的温度；事故状态下倒车时清洗带钢表面从酸槽中带出的酸液，避免造成污染。该文献介绍了酸洗线的预清洗段作用，也说明预热对酸洗的有益作用，但现有文献、技术并未对酸洗前金属的温度值进行说明。

中国实用新型专利“一种冷轧带钢电热酸洗器(申请号:CN95243934.4)”涉及一种冷轧带钢电热酸洗器，包括酸洗槽、石滚轮、刷洗刷、中和槽、滚轮，其特征是在酸洗槽上有一对导电轧辊，导电轧辊上接有低压电源，中和槽中的滚轮上接有低压电源，带钢连接导电轧辊和滚轮构成回路，电流流过带钢，带钢自身的电阻产生热量，使带钢表面的盐酸溶液活化，除去带钢表面的氧化层，该专利的优点是耗能低，节省盐酸，减少环境污染。该专利在现有酸洗技术基础上设计了酸洗过程中对酸洗金属的电加热的装置，可提高酸洗效率。

现有技术的不足之处是：

1、由于初始级酸槽中的酸浓度低，金属带温度低，大量消耗的初始级酸槽的酸液热量，初始阶段的酸洗效果较差，金属带最终的酸洗速度、酸洗质量主要依赖于后续的中、高酸浓度的酸槽。

2、尽管目前许多推拉式酸洗机组在酸洗段前面设置了预清洗段，其结构与漂洗段一样，即用热水向带钢表面进行喷淋，其主要功能是预清洗，由于预清洗段一般较短，约1~3m，其预热作用并不明显。要达到本发明的效果，预清洗段长度须延长至约13m以上，热水温度约85℃以上。

3、一般来说，在连续酸洗机组中，低酸浓度的初始级酸槽酸液具有85~95℃的温度，该部位的能介设备的热负荷也很高，这使得整个酸洗机组中的热负荷分配不均，同时初始级酸槽酸温太高，酸液的挥发也增加。

4、由于酸洗前金属带温度低，特别在北方或冬季时，金属带温度更低，金属带与酸液界面存在动态的热平衡，在初始级酸槽中，金属带氧化皮与酸液界面的温度是梯度升温过程，因金属带温度低，初始级酸槽的酸洗能力并未充分发挥。

5、当金属带在酸液中的温度接近酸液酸液温度时，中国实用新型专利“一种冷轧带钢电热酸洗器(申请号:CN95243934.4)”的效果不明显。 三、发明内容

本发明的目的是：

通过预热或利用金属带热轧后的余热，使金属带具有较高温度后，对金属带进行酸洗生产，在金属带进入低酸浓度的初始级酸槽时，金属带与初始级酸槽中酸液的温度相同或接近，金属带不吸收或少吸收初始级酸槽中酸液热量，提高初始级酸槽中低浓度酸液的酸洗效果。

本发明是通过以下技术方案实现：

由于金属氧化皮与酸液的反应溶解速度与温度有关，所以，高温可以促进酸洗速度提高。

金属带在开卷前或酸洗前均匀预热，或者利用金属带热轧后的余热，使金属带在较高温度条件下，在传统酸洗生产线上酸洗去除表面氧化皮。

进入初始级酸槽前的金属带温度在50~85℃时为最佳。 本发明的有益效果是：

1、金属带与酸液界面能很快达到热平衡，金属带不吸收或少吸收初始级酸槽中酸液热量，使初始级酸槽中低浓度酸液的酸洗能力明显提高。进入初始级酸槽前的金属带温度达到50~85℃，将极大发挥初始级酸槽中低浓度酸液的酸洗效果。

2、初始级酸槽的能介设备的热负荷明显降低，使得整个酸洗生产流程中的热负荷分配较均匀，从而提高连续酸洗生产线的酸洗工艺调节能力、酸洗速度、酸洗质量。

3、如果利用金属带热轧后的余热，将达到节能效果。 四、附图说明

图1所示为酸液温度对金属带表面氧化皮酸洗时间的影响。 图2所示为实现本发明的酸洗生产线实例示意图。图中：1-酸洗前的金属带；2-矫直或破鳞装置；3-预热装置；4-预清洗段；5-初始级酸槽；6-中浓度级酸槽；7-高浓度酸槽；8-漂洗烘干段；9-酸洗后的金属带。 五、具体实施方式

具体实施方式如下：

图1是酸液温度对金属带表面氧化皮酸洗时间的影响，显然，酸液温度在25℃以下时，氧化皮与酸液的反应速度极其缓慢；酸液温度在75~85℃时，氧化皮与酸液的反应速度几乎达到饱和值，再升高酸液温度，能耗显著增加，而反应速度的提高将越来越有限。

在实际生产中，金属带在初始级酸槽中时，金属带与低浓度酸液温差大，金属带氧化皮与酸液界面温度是“梯度式”升温过程，而氧化皮与酸液的反应速度决定于氧化皮与酸液界面的温度。减小或基本消除金属带氧化皮与酸液的温差，便可快速提高界面温度，从而提高酸洗反应速度、酸洗质量。

金属带在开卷前或酸洗前均匀预热，金属带的除可以利用金属带热轧后的余热外，预热方式可以通过热水（汽）浴、热空气烘烤、远红外辐射等方式，使金属带在较高温度条件下进入低酸浓度的初始级酸槽时，金属带与初始级酸槽中酸液的温度相同或接近，金属带不吸收或少吸收初始级酸槽中酸液热量。

酸洗前，金属带自身温度在50~85℃时效果最佳。 下面结合典型实例进一步说明本发明的具体实施：

如图2，酸洗前的金属带1经矫直或破鳞装置2预处理，进入预清洗段4前经过预热装置3处理，处理后，金属带自身温度在50~85℃时，依次通过预清洗段4、初始级酸槽5、中浓度级酸槽6、高浓度酸槽7、漂洗烘干段8，最后卷取成酸洗后的金属带9。

附图：

图1

图2