【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 率，而 Fe203層和 Fe304層是致密的，它們會(huì)把鐵皮中其他氧化層內(nèi)的氣孔全部堵死，從而阻礙了酸液的滲入。帶鋼在冷卻過程中雖然會(huì)形成一些裂紋，但也不能保證酸液滲入氧化鐵皮的深處。特別是現(xiàn)代化軋機(jī)生產(chǎn)的熱軋帶鋼，鐵皮的厚度是相當(dāng)穩(wěn)定的，致密度相當(dāng)高，因此，為了提高氧化鐵皮的可酸洗性，采用破鱗設(shè)備增加裂紋仍然是十分必要的。 在酸洗時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，帶鋼尾部（酸洗卷頭部）表面上的氧化鐵皮較容易洗掉。這是因?yàn)閹т撐膊康能堉茰囟纫话惚戎胁亢皖^部低 30～ 50℃ ，并在卷取時(shí)受到從卷取機(jī)上落下來的水的強(qiáng)化冷卻，因此，帶鋼尾部鐵皮形成的過程結(jié)束得較早，氧化鐵皮較薄，而 Fe0來不及轉(zhuǎn)化。 最難酸洗的帶鋼頭部（酸洗帶卷尾部）的氧化鐵皮，這是因?yàn)閹т擃^部氧化鐵皮的形成過程比尾部結(jié)束得緩慢，而使氧化鐵皮層增厚的緣故。此外，氧化鐵皮的緩冷促使 Fe0分解成 Fe203或 Fe304也是難洗的原因之一。 在帶鋼酸洗時(shí)還會(huì)發(fā)現(xiàn)，帶鋼的邊緣上會(huì)出現(xiàn)未洗掉的黑邊，這是因?yàn)樵趲т撻L(zhǎng)度的中部邊緣上，氧化鐵皮冷卻的比較緩慢，而周圍的氧氣到帶鋼表面上的通路較通暢，使這里的氧化鐵皮中 Fe203層明顯增加所致。3. 酸洗原理與影響酸洗的因素 酸洗是用化學(xué)方法除去金屬表面氧化鐵皮的過程，因此也中化學(xué)酸洗。酸洗按其生產(chǎn)方法通常分為：酸法、堿－酸法、氫化物法、電解法等。本酸洗機(jī)組使用鹽酸的酸洗方法。 鹽 酸 鹽酸在化學(xué)工業(yè)中通常與硫酸、硝酸并列為化學(xué)工業(yè)三大強(qiáng)酸，并是化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品之一，廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。 在化學(xué)工業(yè)中鹽酸是用純凈氫氣在氯氣中燃燒并生成氯化氫，再用水吸收即為鹽酸?；瘜W(xué)反應(yīng)式為： H2+Cl2 2HClA. 鹽酸的性質(zhì) 純凈的鹽酸是無(wú)色透明的液體，有刺激性氣味，濃鹽酸中約含有 37％的氯化氫，比重約為，工業(yè)用鹽酸由于含有雜質(zhì)（主要是 FeCl3）而帶有黃色。 濃鹽酸在空氣中經(jīng)常會(huì) “ 冒煙 ” ，這是因?yàn)閺柠}酸里跑出來的氯化氫遇到空氣里的水蒸汽凝結(jié)成小滴的鹽酸而產(chǎn)生的。象鹽酸這樣沸點(diǎn)較低，在常溫下就能較顯著地蒸發(fā)出酸分子的酸，通常稱之為揮發(fā)性酸。 鹽酸具有酸的一切化學(xué)性質(zhì)，它可與金屬或金屬的氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成鹽、氫氣或水。例如： Fe+2HCl FeCl2 + H2 Fe+2HCl FeCl2 + H2O 鹽酸對(duì)皮膚或某些織物也有一定的腐蝕作用，在使用時(shí)應(yīng)該注意，不要把鹽酸滴在皮膚或衣服上。 由于鹽酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出來的 HCL氣體對(duì)人、金屬和建筑物都有較大的損害作用，如空氣中 HCL含量達(dá)到百萬(wàn)分之一，即 1ppm，就能使光潔的金屬變暗，因此，在鹽酸酸洗車間內(nèi)或使用鹽酸的地方都必須嚴(yán)格地控制空氣中 HCL含量，不得超過 5mg/m3。 酸 洗 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（ Fe20 Fe30 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。 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)，所以酸洗機(jī)理可以概括為以下 3個(gè)方面： ⑵機(jī)械剝離作用 ⑶還原作用 ⑴溶解作用酸洗機(jī)理 酸洗原理　 　 帶鋼表面氧化鐵皮中各種鐵的氧化物溶解于酸溶液內(nèi)，生成可溶解于酸液的正鐵及亞鐵氯化物，從而把氧化鐵皮從帶鋼表面除去。這種作用，一般叫做溶解作用?！　?其反應(yīng)為：　　　　　 Fe203＋ 6HCl＝ 2FeCl3＋ 3H2O　　　　 ⑴ 　　　　 Fe304+8 HCl= FeCl2+2 FeCl3+4 H2O　　 ⑵ 　　　　 Fe0+2 HCl=FeCl2+ H2O　　　　　　　 ⑶　　 在酸溶液中反應(yīng)，第三個(gè)方程式的反應(yīng)速度最大，第一、二次之。 Fe304 、Fe203在酸溶液中溶解的較慢，因此，氧化鐵皮的去除還需要借助于機(jī)械剝離和還原作用。 溶解作用　　　　　 帶鋼表面氧化鐵皮中除鐵的各種氧化物之外，還夾雜著部分金屬鐵，如下圖所示。而且氧化鐵又具有多孔性，那么酸溶液就可以通過氧化鐵皮中的孔隙和裂縫與、氧化鐵皮中的鐵或基體作用，并相應(yīng)產(chǎn)生大量的氫氣。由這部分氫氣產(chǎn)生的膨脹壓力，就可以把氧化鐵皮從帶鋼表面剝離下來。這種通過反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣的膨脹壓力把氧化鐵皮剝離下來的作用，我們把它叫機(jī)械剝離作用。其化學(xué)反應(yīng)為： Fe+2 HCl=FeCl2+ H2 ⑷ 金屬鐵在酸溶液中的溶解速度大于鐵的各種氧化物的溶解速度，所以機(jī)械剝離在酸洗過程中起著很大的作用。據(jù)資料顯示，由 33％的氧化鐵皮是由機(jī)械剝離作用去除的。 在酸洗過程中，要避免酸與基鐵發(fā)生反應(yīng)，以免酸和基鐵的損鐵過多。同時(shí)反應(yīng)中產(chǎn)生的一部分氫將擴(kuò)散到基鐵中去而發(fā)生氫脆現(xiàn)象，以至于造成酸洗不均勻和質(zhì)量缺陷。 機(jī)械剝離作用　　在反應(yīng)式（ 4）中，金屬鐵與酸作用時(shí)，首先產(chǎn)生氫原子。一部分氫原子相互結(jié)合成為氫分子，促使氧化鐵皮的剝離。另一部分氫原子靠其化學(xué)活潑性及很強(qiáng)的還原能力，將高價(jià)鐵的氧化物和高價(jià)鐵鹽還原成易溶于酸溶液的低價(jià)鐵氧化物及低價(jià)鐵鹽，其反應(yīng)為：　　在鹽酸酸洗中的反應(yīng)： 　　　 Fe203＋ 2[H]＝ 2FeO ＋ 2H2O　　　 　　 Fe304+ 2[H] = 3FeO + 2H2O　 　　 FeCl3+ [H] = FeCl2 + HCl 分析使用過的酸洗溶液會(huì)發(fā)現(xiàn)酸液中只含有極少量的三價(jià)鐵離子（例如在鹽酸酸洗中，總酸度為 200g/L,廢酸中含有二價(jià)鐵離子 120 g/L,三價(jià)鐵離子只有 5～ 6 g/L）。這是因?yàn)樗嵯磿r(shí)生成的初生氫使三價(jià)鐵的化合物還原成亞鐵化合物。 還原作用　 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）。酸洗原理溶解作用 機(jī)械剝離作用 還原作用綜上所述，帶鋼表面上的氧化鐵皮是通過以下 3種作用而被清除的： 影響酸洗的因素 氧化鐵皮厚度與結(jié)構(gòu)的影響 酸洗過程就是去掉帶鋼表面氧化鐵皮的過程。因此，酸洗時(shí)間主要取決于氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)和厚度。當(dāng)終軋溫度大約為 850℃ ，而卷取溫度在 550℃ ～ 590℃ ，帶鋼上氧化鐵皮層最薄，其中富氏體層較厚，富氏體轉(zhuǎn)化最少，出現(xiàn) Fe203的可能性最小，因而這種氧化鐵皮最容易酸洗。 鹽酸酸洗特點(diǎn)，特別使 Fe304 、 Fe203在鹽酸溶液中溶解速度很大。，鹽酸酸洗主要靠溶解作用去除氧化鐵皮。，提高溫度或濃度都可以提高酸洗速度。但是鹽酸溶液中，提高濃 度的效果比提高溫度效果好。4. 鹽酸對(duì)基鐵的溶解能力低于對(duì)氧化鐵皮的溶解能力，因此鹽酸酸洗時(shí)鐵的損失（鐵損）較低。據(jù)奧地利魯茲納公司資料介紹，鹽酸酸洗時(shí)鐵的損失量為酸洗帶鋼量的 ％～ ％。5. 鹽酸酸洗帶鋼表面質(zhì)量好，帶鋼表面無(wú)壓入鐵皮（即使有鐵皮也可以被洗掉）及未被洗凈的氧化鐵皮（包括大塊鐵皮及黑邊），酸洗后表面光潔。6. 鹽酸腐蝕性較高，對(duì)防腐材料的耐蝕性有特殊要求，貯存運(yùn)輸不是很方便。 廢酸處理不方便。 酸溶液濃度與溫度的影響 酸中的游離酸濃度越高，氧化鐵皮溶解越快，然而由于酸再生過程的特性，HCL的濃度被限制為大約 200 g/L（理論上可能：最大 220 g/L），為了使再生過程盡可能的經(jīng)濟(jì)，鐵的濃度應(yīng)盡可能的高，在多級(jí)酸洗系統(tǒng)中必須如此做。 HCL濃度并不是在很大的程度上影響酸洗時(shí)間，和溫度一樣，通常不得不估計(jì)事實(shí)，酸洗速度將加倍或者酸洗時(shí)間將被二等分，隨著每增加 12℃ （在 20℃ ～ 70℃ 之間），這種影響在超過 70℃ 依然很強(qiáng)，可是達(dá)到 90℃ 以后將會(huì)可觀的下降。 提高鹽酸酸洗溫度和濃度皆能增加帶鋼的酸洗速度。對(duì)鹽酸來說，提高濃度對(duì)酸洗速度的影響更大。例如，當(dāng)酸濃度從 2％增大到 25％時(shí)，鹽酸酸洗速度增加十倍。因此在酸洗過程中，應(yīng)該采用增大濃度而不過分提高溫度的辦法 。 酸溶液中鐵鹽含量的影響 在鹽酸酸洗中，當(dāng)酸含量增加和溫度升高時(shí)酸洗時(shí)間減少。且隨著 FeCl2含量的增加，酸洗時(shí)間急劇減少到最小，此時(shí) FeCl2的濃度比飽和濃度的４％～８％。以后酸洗時(shí)間又急劇增加，一直到 FeCl2達(dá)到飽和，酸洗時(shí)間最長(zhǎng)。酸溶液溫度越低，酸洗時(shí)間的最小值也就越明顯。最短的酸洗時(shí)間是在FeCl2最佳含量的情況下得到的，即 FeCl2的濃度低于飽和濃度４～８％。 酸溶液攪拌的影響 在連續(xù)酸洗機(jī)組中，酸槽內(nèi)的酸溶液同時(shí)被直接吹入槽內(nèi)的過熱蒸汽所攪拌，以及受到在酸溶液中運(yùn)動(dòng)著的帶鋼和酸洗中生成的氫氣攪動(dòng)。因此，凝聚在帶鋼表面上的蒸汽及附著在表面上的氫氣泡會(huì)被及時(shí)除掉，也會(huì)使鋼材附近的酸溶液不斷更新，酸液成分保持均勻，同時(shí)能更好地讓酸與帶鋼表面接觸，這樣可以使酸洗過程進(jìn)行得更好更快，從而提高了酸洗速度?？傊芤旱臄嚢枋怯欣谒嵯吹?。 鋼鐵成份的影響 鋼鐵中除了鐵原子之外，還含有其它元素的原子。這些元素中有些會(huì)使氧化鐵皮變得很疏松（如鎂、鈣等），酸溶液很容易滲入到氧化鐵皮內(nèi)部與富氏體的氧化鐵或基體鐵接觸。因此，酸洗變得比較容易。還有些元素會(huì)使氧化鐵皮變得比較致密，酸洗變得困難。 另外，鋼中的含碳量對(duì)酸洗速度也有較明顯的影響，且酸洗速度隨著含碳量的增加加快。這是因?yàn)殇撝泻剂吭黾訒r(shí)，氧化鐵皮有著向薄的方面