侯俊卿

摘要 介紹了幾種冷軋不銹鋼退火酸洗線的工藝流程及特點(diǎn)，并對(duì)幾種工藝進(jìn)行了簡要對(duì)比分析對(duì)于今后不銹鋼退火酸洗工藝的選擇有一定參考作用。

關(guān)鍵詞 不銹鋼 退火 酸洗 節(jié)能

一、前言

不銹鋼經(jīng)冷軋成薄板后，強(qiáng)度和硬度大大提高，成型性能差，無法直接進(jìn)入市場中使用，需要進(jìn)行后續(xù)處理。冷軋不銹鋼退火酸洗線的作用是對(duì)冷軋薄板進(jìn)行加工退火，消除帶鋼應(yīng)力，將加工退火過程中產(chǎn)生的銹皮去除，最后經(jīng)精整矯直處理，提高鋼帶的表面質(zhì)量，得到最終產(chǎn)品。不銹鋼退火酸洗工藝如何做到低成本，低排放，節(jié)能環(huán)保，成為當(dāng)前我們的重點(diǎn)關(guān)注問題。

二、冷軋不銹鋼退火酸洗線的幾種工藝及特點(diǎn)

（一）傳統(tǒng)工藝

傳統(tǒng)的冷軋不銹鋼退火酸洗機(jī)組工藝布置主要由以下幾部分組成：（1）入口區(qū)：由開卷機(jī)，矯直機(jī)，剪切機(jī)等組成，主要負(fù)責(zé)開卷。（2）焊機(jī)：一般采用窄搭接縫焊機(jī)，采用“先縫焊、后滾壓”的工藝進(jìn)行焊接。（3）脫脂段：一般分為噴洗區(qū)，刷洗區(qū)，清洗段，干燥區(qū)四個(gè)功能區(qū)段。脫脂介質(zhì)為堿液或漂洗段熱水，采用氣刀干燥。（4）活套：入口活套和出口活套都是水平活套。（5）退火爐：一般采用水平懸索式燃?xì)馔嘶馉t，將鋼帶加熱到1050～1150℃，消除鋼帶軋延過程中產(chǎn)生的加工硬化和內(nèi)應(yīng)力。主要由預(yù)熱段+加熱段+空氣冷卻段+水霧冷卻段+熱風(fēng)干燥段組成。（6）酸洗段：目的是去除鋼帶表面在爐區(qū)退火過程中產(chǎn)生的銹皮。按照功能區(qū)段可以劃分為中性鹽電解區(qū)、刷洗區(qū)、混酸酸洗區(qū)、最終清洗段和干燥機(jī)。酸洗工藝采用“中性鹽電解+混酸酸洗”工藝。（7）出口段：主要由平整機(jī)，卷取機(jī)，剪切機(jī)等組成，完成鋼卷的分卷收卷功能。

（二）德國漢高環(huán)保型不銹鋼酸洗技術(shù)（無硝酸酸洗）

該技術(shù)與傳統(tǒng)工藝的區(qū)別僅在酸洗段不同：

機(jī)理：此工藝是在硫酸中加入氫氟酸、過氧化氫、穩(wěn)定劑、濕潤劑，從而組成H₂SO₄、HF、H₂O₂體系的混合酸洗液，初配時(shí)還需加入Fe³⁺，依靠Fe³⁺的氧化性來誘發(fā)硫酸與氧化鐵皮反應(yīng)，借助于氫氟酸的活化作用，使酸液透過氧化皮的裂隙，進(jìn)入氧化皮下最易反應(yīng)的貧鉻層。使酸很易與Cr、Fe反應(yīng)并產(chǎn)生大量氫氣，靠氫的剝離作用，將氧化皮撕裂、脫落。

工藝流程：預(yù)熱—堿浸—淬水—漂洗—H₂SO₄預(yù)酸洗—漂洗——Cleanox酸洗—高壓水噴淋—HNO₄鈍化—高壓水噴淋—中和。

主要優(yōu)點(diǎn)：（1）技術(shù)先進(jìn)環(huán)保，酸洗時(shí)不產(chǎn)生氮氧化物，廢氣、廢水、廢酸、廢渣中的有害物少，不含難于處理的硝酸鹽，三廢處理費(fèi)用低；（2）適用性廣，可處理奧氏體、馬氏體、鐵素體等任何鋼種的管材、線材、板材；（3）工藝自動(dòng)控制，酸洗過程中只溶解氧化皮，不溶解基體，金屬損失少；（4）酸洗效率高、表面質(zhì)量好；（5）酸液壽命長，節(jié)省化學(xué)品。

（三）DalnoxBrightTM技術(shù)

與傳統(tǒng)CAPL相比，DaInoxBright的關(guān)鍵在于大大降低了退火過程中的氧化。因此，省去或減少了化學(xué)酸洗處理，從而使得表面質(zhì)量提高，避免酸洗處理并減少廢液中和量。采用特殊的帶鋼熱循環(huán)和在每個(gè)處理工序嚴(yán)格控制退火氣氛（加熱和冷卻）實(shí)現(xiàn)氧化膜形成的控制，特別注意溫度較高的工序。

DaInox Bright工藝技術(shù)的基本工序有：（1）在受控氧化氣氛中最初的快速加熱段，在該段氧化物集結(jié)和氧化薄膜形成；（2）第二退火段，為了限制氧化層長大，在非氧化氣氛（N2）中完成金相轉(zhuǎn)變（達(dá)到所要求的力學(xué)性能、晶粒尺寸、碳化物溶解等等）；（3）冷卻段，避免碳化物析出的冷卻速度，非氧化性氣氛；（4）電解除鱗段合理設(shè)置；（5）輕微化學(xué)酸洗段，降低環(huán)境沖擊和表面鈍化。

主要優(yōu)點(diǎn)：（1）具有和傳統(tǒng)退火酸洗線相同的生產(chǎn)能力；（2）高的靈活性，無論是生產(chǎn)2D產(chǎn)品的表面還是接近于2R的表面；（3）減少甚至取消化學(xué)酸洗，從而節(jié)約了設(shè)備投資和管理成本；（4）減輕對(duì)于環(huán)境的影響，從而降低了排放和廢物中和處理的費(fèi)用；（5）更好的產(chǎn)品表面質(zhì)量，接近2R；（6）該技術(shù)對(duì)新建工廠和現(xiàn)有工廠改造都適合。對(duì)于改造，只需改造爐子段，而無需對(duì)酸洗段做任何改變，僅由于減少了帶鋼的氧化，從而提高了產(chǎn)量而獲得盈利。

三、對(duì)比分析

（1）技術(shù)成熟度。傳統(tǒng)的冷軋不銹鋼退火酸洗線發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟，所有設(shè)備均可國內(nèi)制造，產(chǎn)品質(zhì)量完全可以滿足要求；德國漢高環(huán)保型不銹鋼酸洗技術(shù)（無硝酸酸洗）近些年也在國內(nèi)上馬了好多套，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)證明，技術(shù)成熟可靠，產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求；DaInox Bright工藝技術(shù)尚在設(shè)備實(shí)驗(yàn)階段，雖說實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)品表面可達(dá)2R等級(jí)（介于2B-2D與BA之間），但目前國內(nèi)沒有相關(guān)產(chǎn)線的報(bào)道，成熟性有待考證。

（2）環(huán)保角度。由于漢高采用的是無硝酸酸洗技術(shù)，酸洗時(shí)不產(chǎn)生氮氧化物，廢氣、廢水、廢酸、廢渣中的有害物少，不含難于處理的硝酸鹽，對(duì)環(huán)境的危害最小，環(huán)保成本低；Dalnox Bright工藝技術(shù)由于減少了氧化層，可適當(dāng)減少或取消酸洗段，對(duì)環(huán)境的影響次之；傳統(tǒng)工藝酸洗采用“中性鹽電解+混酸酸洗”工藝，在混酸酸洗過程中有大量NO和NO₂產(chǎn)生，統(tǒng)稱為NOx氣體。這些NOx氣體都是有害的，不能直接排放到大氣中，必須經(jīng)由脫硝系統(tǒng)處理后轉(zhuǎn)化成無害的N₂排放，因此環(huán)保成本最高。

（3）運(yùn)營成本。就現(xiàn)有的無硝酸酸洗生產(chǎn)線與傳統(tǒng)工藝成本對(duì)比，無硝酸酸洗成本比傳統(tǒng)工藝高約5元/噸，DaInoxBright工藝目前沒有確切數(shù)據(jù)，但經(jīng)過大概成本評(píng)估，DaInoxBright工藝與傳統(tǒng)退火酸洗工藝相比，生產(chǎn)AISI 304成本可以降低35%～40%左右。

四、結(jié)語

目前國內(nèi)的冷軋不銹鋼退火酸洗線大部分采用的是傳統(tǒng)工藝路線。隨著居民對(duì)環(huán)境關(guān)注度的持續(xù)提升，國家狠抓環(huán)保以及各不銹鋼企業(yè)對(duì)于低成本，高質(zhì)量的追求，隨著新工藝技術(shù)的逐步完善，預(yù)計(jì)今后無硝酸酸洗技術(shù)和Dalnox Bright工藝技術(shù)將會(huì)得到快速發(fā)展。