冷轧不锈钢退火酸洗线的重要性及处理工艺研究

1.冷轧不锈钢、退火、酸洗

热轧不锈钢带在热区退火、酸洗后，还要进行冷轧，才能达到相应的性能和厚度要求。不锈钢在冷轧过程中，会产生加工硬化现象，而且加工硬化的程度随冷轧程度的提高而提高。如果将加工硬化材料的温度提高到900～1100℃，可以消除变形应力，而后继续升高温度又会发生再结晶，使材料软化[2]。冷轧后退火按退火方式分为连续水平退火和垂直光亮退火；按退火工艺分为中间退火和最终退火。

2、冷轧不锈钢退火酸洗生产线工艺对比

2.1 传统工??艺

传统的冷轧不锈钢退火酸洗生产线包括以下几个方面：①入口区，由开卷机、剪切机、矫直机等组成，主要用于开卷。②焊接机，通常选用窄搭接缝焊机，焊接工作选用缝焊-轧制工艺。③脱脂段，由喷淋段、刷洗段、清洗段、烘干段四个功能段组成。脱脂介质主要为碱溶液、漂洗段热水，选用风刀吹干。④活套，卧式活套包括出口活套、入口活套等。⑤退火炉，通常选用卧式缆式燃气退火炉，将钢带温度升至1050～1150℃之间，消除钢带在轧制过程中形成的加工硬化和内应力。组成包括预热段、加热段、风冷段、水雾冷却段。 ⑥酸洗段，主要用于消除钢带在炉区退火过程中表面形成的锈蚀。组成部件包括中性盐电解区、刷洗区、酸洗区、清洗段和烘干机等。不锈钢退火酸洗时，常采用HF+HNO3混合酸进行酸洗。混合酸洗是为了除去热轧机退火过程中钢带表面产生的氧化层。同时，通过酸洗使不锈钢表面钝化，增强钢板的抗腐蚀性能。⑦出口段，包括剪切机、卷取机、矫直机等，主要用于卷取和收卷。

2.2 无需硝酸酸洗

该技术与传统工艺的区别主要在于酸洗阶段，无硝酸酸洗是将HF、H2O2、润湿剂、稳定剂加入H2SO4中，配制成H2SO4、HF、H2O2的混合酸洗液，配制时需加入适量的Fe3+，利用Fe3+的氧化性，引导H2SO4与氧化铁皮发生反应，通过HF的活化性，使酸液渗透氧化铁皮的缝隙，进入氧化铁皮下的贫铬层，该层极易发生反应，酸极易与Fe、Cr发生反应，生成大量的H2，借助H2的剥离作用，将氧化铁皮去除。

无硝酸酸洗主要工艺流程为：预热→碱浸→淬火→漂洗→硫酸预酸洗→漂洗→酸洗→高压水喷淋→过硝酸钝化→高压水喷淋→中和。

无硝酸酸洗技术具有多方面优势：①该技术环境友好，酸洗过程中不形成氮氧化物，可有效减少废酸中的“三废”和有害物质，且不含极难处理的硝酸盐；②适用性非常广泛，可处理铁素体、马氏体等一系列钢种的板材、管材等；③工艺流程自动调节，酸洗时仅溶解氧化铁皮，对母材影响不大；④酸洗效率好，表面质量优异，酸液使用寿命长。

2. 技术

与传统工艺相比，该技术的主要区别在于大大减少了退火工序中的氧化。在此基础上，可以省略或以少量进行酸洗工序，进一步提高表面质量，避免酸洗，减少废液中和量。选择特殊的带钢加热循环，在各个加工步骤中严格控制退火加热和冷却，实现对氧化膜的控制，尤其注重温度过高的工序[3]。

该技术主要工艺流程为：①在可控的氧化性气氛中开始的快速加热段，在此过程中氧化物聚集并生成氧化膜；②退火段，为了限制氧化层的发展，在非氧化性气氛中实现金相变化；③冷却段，冷却速度防止碳化物的析出，非氧化性气氛；④科学规范地调整点除鳞段；⑤少量的化学酸洗段，减少表面钝化和环境影响。

该技术具有多方面优点：①生产水平与传统退火酸洗线大致相同；②柔性好，既适用于2D产品表面的生产，也适用于类似2R表面的生产；③可减少或省略酸洗工序冷轧酸洗，进一步降低管理费用和投资费用；④减少对生态环境的污染，进一步降低生产排放处理费用；⑤无论是现有工厂的改造，还是新建工厂的建设，均可应用。就工厂改造而言，只需改造炉段，酸洗段无需改变，具有良好的经济效益。

2.4 三者比较

将传统工艺、无硝酸酸洗与技术从技术成熟度、运行成本、环境保护等方面进行比较：①技术成熟度方面，传统工艺经过长时间的发展，已经比较成熟完善，所有设备我国均可独立生产，产品质量均能达标；无硝酸酸洗近几年在国内大力推广，结合生产实践可以看出该项技术十分可靠、成熟，产品质量符合要求；该技术目前还处于设备实验阶段，即使实验生产产品能达到2R水平，其成熟度还有待进一步验证。②运行成本方面，将传统工艺与无硝酸酸洗的运行成本进行比较，后者的运行成本比前者高5元/吨左右。该技术的运行成本目前尚无明确的数据，但根据相关成本研究，该技术的生产和运行成本较传统工艺可降低约3～4个层级[4]。 ③环保方面，传统工艺采用中性盐电解结合混酸酸洗工艺，在酸洗过程中会形成较多的氮氧化物，处理这些有害物质需要较高的环保成本。而本技术在酸洗过程中不会形成氮氧化物，可以有效减少废酸中的“三废”和有害物质，且不含极难处理的硝酸盐，对生态环境不会造成太大的危害，环保成本较低。该技术通过减少氧化层可以在一定程度上节省酸洗工序，因此对环境的影响也较小。