[发明专利]一种300系列不锈钢管材的室温低损型酸洗液及其酸洗方法

说明书

本发明公开了一种300系列不锈钢管材的室温低损型酸洗液及其酸洗方法，属于钢铁表面处理技术领域。该酸洗液以质量百分比计，其配方为：浓硫酸10‑20，过硫酸铵3.0‑5.0，氟化钾3.0‑4.0，8‑羟基喹啉1.0‑1.5，酸雾抑制剂为0.1‑0.3硫脲+0.3‑0.5NaCl+0.05‑0.1十二烷基苯磺酸钠，余量为水。酸洗方法为：将配制好的酸洗液注入酸洗槽中，将300系列不锈钢管材直接浸入酸洗液中进行酸洗。酸洗温度为室温，酸洗时间为30‑60分钟。酸洗结束之后，取出300系列不锈钢管材，用水冲洗即可。通过酸洗去除钢铁表面的氧化铁皮，并在钢铁表面形成一层钝化层，以达到防止钢铁腐蚀的目的。本发明能够高效去除300系列不锈钢表面的氧化铁皮，且成本低廉。

技术领域

本发明属于钢铁表面处理技术领域，具体涉及一种针对300系列不锈钢管材的室温低损型酸洗液配方及其酸洗方法。

背景技术

300系列不锈钢在从钢坯经热轧制成板材、线材或管材的过程中，由于不锈钢中除铁之外一般还含有铬、镍、硅、钛、钼、铝等合金元素，这些元素在高温下氧化后生成的氧化物的性质与铁的氧化物性质不同，使得不锈钢氧化后表面氧化皮的成分与结构变得复杂。如存在尖晶石型的FeO·Cr₂O₃(FeCr₂)或Fe₂O₃·Cr₂O₃等，氧化铁皮厚度和层数也比普通碳钢多。传统不锈钢氧化铁皮的去除主要有化学除锈和机械除锈两种。

化学除锈通常是是将不锈钢管放入配制好的酸洗液中进行常温或控温酸洗，国内外传统酸洗工艺多为硝酸加氢氟酸的混合酸洗。如国内某不锈钢管厂生产的300系列不锈钢产品，采用的酸洗液配方为硝酸7-15％，氢氟酸3-5％，酸洗时间为12h。采用硝酸加氢氟酸酸洗工艺，具有酸洗效果好、酸洗量大、成本低等优点，但是该技术有以下缺点：

1)采用硝酸加氢氟酸酸洗液进行酸洗时，不锈钢会与酸液发生剧烈的化学反应，产生NOx等酸性气体，气体在上升的过程中会携带酸液，造成酸雾。不仅污染生产车间的空气，对操作工人产生身体伤害，而且腐蚀生产车间的仪器设备。如果将酸雾外排，则会对厂区周围环境和人民群众的身体健康造成严重影响。

2)不锈钢管经过多次酸洗之后，酸洗液中的金属离子增加到一定浓度，酸洗液中酸的浓度下降到一定程度就会失去酸洗效果而成为酸洗废液。废液中不仅有相当高浓度的酸，还有金属铁、铬、镍等盐类。硝酸和氢氟酸是腐蚀强度很大的酸类，而铬是剧毒物质。对此酸洗废液的处理不但难度大，而且处理成本很高。

3)硝酸氢氟酸酸洗后的不锈钢管失重率超过1％，不仅给企业带来巨大的经济损失，同时也使大量金属离子进入酸洗液，从而对后续废酸处理过程产生严重影响。

目前一些在传统酸洗液的基础上进行改良的专利也有很多的局限性。专利申请号为201410098104.0的专利提到一种不含硝酸的不锈钢酸洗液配方，以过氧化氢代替硝酸作为氧化剂。其缺点为过氧化氢非常不稳定，容易分解，酸洗液和钢铁表面进行反应后生成的三价铁离子又是过氧化氢分解的催化剂。所以这种酸洗液酸洗次数受到很大限制，从而增加了酸洗成本。专利申请号为2015101138 23.X的专利提供的酸洗液配方中，钝化剂中含有剧毒的重铬酸钠，酸洗液所产生的污水也难以处理，将对环境产生较大影响。

不锈钢棒材、管材、厚板和异型断面的轧材，还可采用喷砂对表面进行除锈，这种方法解决了酸洗工艺产生的废水和酸雾污染问题，但设备投资大，能耗高，噪音大且粉尘严重，影响操作工人的身心健康，应用有局限性。对卷带和盘条这类不锈钢产品机械除锈不适用，原因是其表面生成的氧化皮很薄且具有黏附性，起不到破碎剥离的效果。

发明内容

为了克服以上弊端，本发明基于传统酸洗工艺，开发了一种低损型室温氧化铁皮剥离技术，并提供一种更加环保，工艺更简单，成本更低的针对300系列不锈钢的室温酸洗液配方和酸洗方法。