硫酸溶液中为什么要加缓蚀剂。为什么加食盐?

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硫酸溶液中为什么要加缓蚀剂。为什么加食盐?

硫酸溶液中为什么要加缓蚀剂。为什么加食盐?
  由于氧化铁皮的结构、厚度和性质不同，带钢表面各部位氧化铁皮的酸洗时间也不同，在难溶层完全除掉的时间里，会有80％裸露的金属表面被酸腐蚀着。同时酸通过氧化铁皮的孔隙和裂纹进入内层与金属基体起作用，这样不仅金属损失增加，而且生成的氢原子在一定条件下有一部分结合成氢分子从酸溶液中逸出，并将酸滴带到空气中，使车间工作环境恶化。氢原子又能往钢中扩散，使带钢产生气泡，降低带钢的力学性能。
  往硫酸溶液中加适量的缓蚀剂，一是能保护金属基体不被腐蚀和防止氢往钢中扩散，二是在酸溶液面上形成一层泡沫，阻止氢的逸出，改善工作条件。因此，在硫酸酸洗液中需加缓蚀剂。
  常用的缓蚀剂有“氯化柴油废酸水”和PD-A型缓蚀剂两种。
  (1)“氯化柴油废酸水”是洗涤页岩柴油所得的废酸水，用盐酸处理制成。对“氯化柴油废酸水照质量的要求是：取50mL试样于直径为20～22mm的100mL试管中，在高温下静置一昼夜，液体表面与管壁不得有焦油出现。在90℃士10℃的25%(质量分数)硫酸溶液中，当缓蚀剂含量为10mL／L时，其缓蚀效率(即加和不加缓蚀剂时金属质量损失差与不加缓蚀剂时金属质量损失之比)不得低于97％。缓蚀剂中的粗吡啶盐基含量不得低于14%(质量分数)。在25％(质量分数)的硫酸液中酸洗带钢时，“氯化柴油废酸水”加入量为10mL／L最适宜(约占纯硫酸含量的4％)。
  (2)PD-A型缓蚀剂，是煤焦油经脱酚后的剩余物，用硫酸处理所得的重吡啶残渣为原料，经蒸馏取230～290℃温度区间的馏分，再经氯化除油而制得。
  使用PD-A型缓蚀剂，酸洗后的带钢表面呈灰白色，对普碳钢在硫酸溶液中停留30min，其表面也没有过酸洗现象。但是，这种缓蚀剂不能在酸液面上形成泡沫，不能防止酸汽扩散，故需加泡沫剂。
  硫酸溶液浓度为25％(质量分数)，温度95℃土1℃，加入2％(按浓硫酸的质量分数计)PD-A型缓蚀剂，酸洗普碳钢时，其缓蚀效率达99％以上。
硫酸溶液中随着盐浓度的增加，促使酸溶液导电性增加或SO42-离子增加，加速溶解氧化铁皮。实际应用中，酸溶液中加入5％～6％(按硫酸的质量分数计)的食盐较为适宜，这样，不仅能够加速酸洗过程，还能使带钢表面光洁。

28．酸溶液怎样进行加热?
  酸溶液的温度是影响酸洗速度的主要因素。酸溶液加热通常采用以下两种方法：
  (1)蒸汽直接加热。采用蒸汽直接加热酸溶液，是在酸洗槽4个角处各设一直径50mm的垂直插入的铅管。使用的蒸汽有过热蒸汽和饱和蒸汽两种。过热蒸汽较饱和蒸汽在相同压力下温度高且冷凝水也少。因此，通常使用过热蒸汽加热酸溶液。
  用蒸汽直接加热酸溶液的优点是升温快，时间短，方法简单，操作容易。在加热过程中由于蒸汽的对流作用，酸溶液得到搅拌而增加其活性，从而加快了酸洗速度。但蒸汽冷凝水稀释酸溶液浓度而不利于酸洗，同时使废酸大量增加(1t蒸汽就是1t水)，导致废酸回收机组的负荷增加。蒸汽直接加热会产生较多酸气。增加排风系统的负荷。在酸洗槽盖密封不良的情况下，会污染环境。
  (2)石墨热交换器间接加热。石墨热交换器加热酸溶液是通过蒸汽热交换间接加热的。酸溶液自酸洗槽一端流出，经过滤器过滤，由泵送入热交换器，通过热交换获得热量，由酸洗槽另一端输入。酸溶液不断循环，保持酸液工作温度
bebe03182006-12-0121:49(1)酸洗气泡。酸洗气泡是由于酸与裸露的金属作用生成氢气所造成的。它在冷轧时会发生噼啪的爆炸声，它的外观特征是呈条状的小鼓泡，破裂后呈黑色细裂缝。经过轧制后，气泡裂缝会延伸扩大，致使产品的力学性能(冲击韧性)降低。
  酸洗气泡产生的机理是：金属和酸产生化学反应时，生成了部分氢原子，它渗透到金属的结晶格子中，并使其变形，变形后使氢更向金属内扩散，其中一部分氢原子穿过金属并分子化，从酸液中逸出，部分氢原子的分子化在晶格变形产生的“显微空孔”边界上，或金属的夹杂及孔隙中进行，氢在空孔中的压力可达到很大值(几十兆帕)，使金属中产生了引起氢脆的内应力。
  防止产生气泡的措施是：调整酸液的浓度；控制酸洗时溶液的温度和带钢表面平直状态等。
  (2)过酸洗。金属在酸溶液中停留时间过长，使其在酸溶液作用下，表面逐渐变成粗糙麻面的现象称为过酸洗。
  过酸洗的带钢延伸性大大降低，在轧制过程中，很容易断裂和破碎，并且造成粘辊。过酸洗的带钢即使轧制成材也不能作为成品，因为它的力学性能大大降低了。
  产生过酸洗的原因是：机组连续作业中断，使酸洗失去连续性，或因带钢断带处理时间过长等。防止措施是尽量密切全机组的操作配合，保证生产正常进行。
  (3)欠酸洗。钢带酸洗之后，表面残留局部未洗掉的氧化铁皮时称为欠酸洗。欠酸洗的带钢(或钢板)，轻者在轧制之后产品表面呈暗色或花脸状；严重时氧化铁皮被压人呈黑斑。此外，氧化铁皮的延伸性较差，故在轧制后因延伸不均使产品出现浪形或瓢曲等缺陷。有时铁皮可能牢固地贴附在轧辊表面，直接造成轧制废品增多等。
  造成欠酸洗的原因是：氧化铁皮厚度不匀，较厚部分的氧化铁皮需要较长酸洗时间，同时其中的Fe0分解成了较难溶解的Fe2O3(Fe3O4)；带钢波浪度和镰刀弯较大，在酸洗过程中，起浪部分或弯起部分没有浸泡在酸液中通过，造成漏酸洗；酸洗前机械破鳞不完善，特别是带钢两边端铁皮未被破碎等。
  实际生产中欠酸洗多出现在带钢的头尾段和两侧边缘。根据实测数据，欲酸洗掉大块红色铁皮需要3～4倍的酸洗黑色氧化铁皮的时间，此时已洗掉铁皮的带钢将会形成过酸洗。因此处理欠酸洗的方法是：预先平整好板形，对于铁皮较厚，而面积又不大的带钢，可采用先局部酸洗一次，而后再过酸洗线的方法去锈。
  (4)锈蚀。原料酸洗后表面重新出现锈层的现象称为锈蚀。
  锈蚀形成的原因是：带钢(钢板)酸洗后表面残留少许的酸溶液，或带钢清洗后没有达到完全干燥而使表面重新生锈。此外，带钢在酸洗后于高温的清洗水中停留时间过长，也会产生锈蚀现象。
  带钢锈蚀处的钢板表面在轧制之后呈暗色，它促使成品在库存时再次锈蚀，从而降低成品材的表面质量，严重时使产品报废。
  防止锈蚀的措施是严格执行酸洗、清洗操作规程，及时给表面涂油，并应堆放在干燥的地方。
  (5)夹杂。带钢在酸洗后表面出现深陷的星罗棋布的黑点疵病称为夹杂。它是由于热轧时氧化铁皮被压入所形成的。这样的缺陷不可能采取酸洗法除去。当它经过冷轧后，黑点便扩展延伸呈黑色条状，大大降低了成品钢板的冲击性能。
  (6)划伤。带钢在机组运行过程中新出现的划伤，是由于卷取辊、弯曲辊的表面出现质硬的异物，或带钢的浪形及折棱与导板成线接触，或带钢在拆卷过程中拍打折头刮板等，使表面划出新的伤痕。另外也有部分伤痕出现在热轧后冷却和卷取的过程中。
  带钢的划伤可分为上表面划伤和下表面划伤。划伤的原料经冷轧后，在成品带钢表面将形成宽而长的黑条。带钢划伤深度超过带钢厚度允许公差一半时，轧制后不能消除。
  防止划伤的措施是经常检查机组的滚动部件和导板，维护好设备。
  (7)压痕。压痕是指带钢(钢板)表面呈凹下去的压迹。压痕形成的原因是：并卷焊时的焊渣没有吹净，被带钢带到拉辊上，而后在带钢表面压出了痕；拉辊在带钢表面滑动造成粘辊，使带钢表面造成压痕；热轧过程中压下失灵，突然压下停车，而后抬起压下轧制等。压痕深度超过带钢厚度允许偏差一半时，冷轧之后，压痕不能消除。
总之，上述带钢表面缺陷，只要精心操作，严格执行酸洗工艺制度和操作规程，及时检查和维修设备，是可以避免和减少的。

酸洗工序操作要点是：
  (1)认真核对钢带的钢种、规格和炉号。
  (2)按钢带的不同宽度，调整进口导辊的距离(大于钢带宽度10～30mm)，避免造成钢带跑偏过大而损坏设备。根据剥壳(机械去铁皮)的钢带厚度，应调整限制开关的横弹支头螺丝，不致使限制开关失灵，并及时调整引料辊压下螺丝，但压得不应过紧，以防止损坏钢带表面及产生事故。
  (3)钢带剥壳时，钢带头必须敲直(平)，以免造成叠头和缠辊事故；如发现缠辊现象，应立即停车，松开辊子间隙，进行反转，将钢带取出，敲直钢带后再进行剥壳。在取出钢带时，旁人不得擅自开车。经剥壳后，钢带表面氧化铁皮必须剥落或疏松，经酸刷后表面刷净。操作时严禁用油手套，钢带表面不允许有油污、铁屑等黏附物。
  (4)根据不同规格钢带调整打圈机，使剥壳后钢带呈疏松发条状，各圈的间隙约15mm。
  (5)装架应整齐，圈与圈之间应有一定的间隙，装好后应在架
子的牌子上写明钢种、规格、炉号；必须注意，同一架子上不允许有不同钢种、规格的钢带。
  (6)酸洗时，钢带必须全部浸没在酸溶液中，并经常用撬棒摇动，使酸液保持流动，以加速酸洗。根据坯料的具体情况，酸洗时间可延长或缩短5min，但要绝对防止钢带过酸洗和欠酸洗，特别是酸洗高碳钢，更要经常检查，严格掌握好酸洗时间。各种钢带的酸洗制度按表2-14执行。
  (7)高浓度废硫酸用来酸洗优质钢，低浓度废硫酸用来酸洗普碳钢。酸液缸内沉积物必须经常清除，一般2～3天清理一次。

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