一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法技术

本发明专利技术涉及特殊钢材料生产技术领域，一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法，包括以下步骤：步骤一：冷轧退火；步骤二：电解酸洗；步骤三：混酸酸洗。本发明专利技术开发了一种高Si含量的耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢退火酸洗工艺，采用较低温度及短时间退火制度使钢板氧化皮厚度适中，成分均匀，再匹配合适的电解酸洗工艺，使Si含量＞1.5%的耐高温奥氏体不锈钢冷轧板表面色泽均匀，无铁磷粗糙缺陷，产品具有较好的抗氧化性能与抗腐蚀性能，2.0mm厚度以下钢板表面粗糙度≤0.30μm。厚度以下钢板表面粗糙度≤0.30μm。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法


[0001]本专利技术涉及特殊钢材料生产
，尤其涉及一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法。

技术介绍

[0002]不锈钢中的Si含量通常在0.6%附近，向不锈钢中加入一定量的Si元素可以显著增加不锈钢的耐高温、高浓度硝酸和硫酸腐蚀的性能，与Si元素在不锈钢表面形成富Si的氧化物保护膜有关。Si元素与氧的亲和力更强，在高温条件下也会发生选择性氧化，在基体与其氧化皮之间形成了弥散分布的SiO2颗粒层，Si
‑
O间以强大的共价键相结合，结构非常稳定，一方面增加氧化皮的致密性，另一方面SiO2会渗入晶界起到钉扎氧化膜的作用，增强了氧化膜的粘附性，这些特点有利于抗氧化性能，但也增加了酸洗的难度。
[0003]本专利技术中涉及的耐高温奥氏体不锈钢是一种以Cr、Ni、Si作为主要耐氧化元素的产品，1.5
‑
2.0%Si含量的设计实现了耐氧化性能与较高Cr和Ni含量的310S不锈钢相当，最高使用温度可达1095℃。
[0004]较高的Si含量，导致钢板热处理后表面氧化皮成分复杂，使钢板表面酸洗难度增大，热处理以及酸洗工艺不合适会导致钢板表面氧化皮消除不净，表面粗糙，影响钢板的使用性能。
[0005]因此本专利技术开发一种适用于高Si和较高Cr、Ni含量的耐高温奥氏体不锈钢冷轧板酸洗方法，使钢板退火后产生的氧化皮快速均匀的被酸洗净，从而获得高光亮表面的冷轧带钢产品。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是针对上述问题，提供一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法，包括以下步骤：步骤一：冷轧退火：退火温度为1120
±
10℃，退火炉膛在高温段有效长度为60m，按照钢板在高温段保温1~1.5min/mm的原则根据炉膛在高温段有效长度与带钢厚度计算带钢过线速度；步骤二：电解酸洗：第一段酸洗介质Na2SO4；比重1.20
‑
1.30g/cm3，电解温度75
±
5℃，电解电流2000
‑
7000A；第二段酸洗介质HNO3，酸浓度70
‑
140g/L，温度50
±
5℃，电解电流2000
‑
5000A；步骤三：混酸酸洗：HF和HNO3混合，HNO3浓度120
‑
250g/L，HF浓度15
‑
30g/L，Fe
n+
≤40g/L，混酸温度45~55℃。
[0008]按照钢板在高温段保温1~1.5min/mm的原则根据炉膛在高温段有效长度与带钢厚度计算带钢过线速度具体为耐高温奥氏体不锈钢冷轧板厚度为1~2mm，因此在高温段保温时间1~3min，由此计算出过线速度20~60m/min。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术开发了一种高Si含量的耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢退火酸洗工艺，采用较低温度及短时间退火制度使钢板氧化皮厚度适中，成分均匀，再匹
配合适的电解酸洗工艺，使Si 含量＞1.5%的耐高温奥氏体不锈钢冷轧板表面色泽均匀，无铁磷粗糙缺陷，产品具有较好的抗氧化性能与抗腐蚀性能，2.0mm厚度以下钢板表面粗糙度≤0.30μm。
具体实施方式
[0010]一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法，主成份为Si含量≥1.5%的奥氏体不锈钢冷轧带钢，按照以下步骤进行生产：
①
冷轧退火：退火温度为1120
±
10℃，按照钢板在高温段保温≤1.5min/mm的原则，根据炉膛在高温段有效长度与带钢厚度计算带钢过线速度。
②
电解酸洗：第一段酸洗介质Na2SO4；比重1.20
‑
1.30g/cm3，温度75
±
5℃，电解电流2000
‑
7000A；第二段酸洗介质HNO3，酸浓度70
‑
140g/L，温度50
±
5℃，电解电流2000
‑
5000A。
③
混酸酸洗：HF和HNO3混合，HNO3浓度120
‑
250g/L，HF浓度15
‑
30g/L，Fe
n+
≤40g/L，混酸温度45
±
5℃。
[0011]本专利技术的技术思路：1、退火酸洗工艺制定为获得较薄较均匀的钢板表面氧化皮，在确保钢板组织完全回复的前提下，钢板退火温度与退火时间均按下限控制。
[0012]2、氧化皮结构分析在氧化皮中，外层Fe3O4、Fe2O3和Cr2O3的混合层在酸溶液中比较难溶解的，同时氧化皮中的硅氧化物SiO2，仅能和酸中的氢氟酸作用，同时需要避免由于SiO2钉轧作用导致的晶界过酸洗问题，因此需要设计适合的酸液浓度，达到理想的酸洗效果。
[0013]3、酸洗工艺制定(1)、电解酸洗工艺电解酸洗时，主要发生的是Cr2O3的电解反应，硫酸钠在电解酸洗中的作用主要是增强溶液的导电性，使电解酸洗能够更好的进行，比重为1.20~1.30g/cm3，比常规不锈钢浓度稍高。
[0014]电解液的温度和电解电流对电解酸洗影响显著，对这两个参数进行了研究，实验室模拟酸洗参数设计如下：电解液温度：50、60、70、80、90℃。
[0015]电解电流：1000、2000、4000、7000A。
[0016]试验结果表明，电解液的温度越高，所需电解时间越短，温度为50℃时，需要电解的时间是70℃时的两倍，不能满足生产要求，所以电解液温度选择70~90℃。对于电解电流，所选参数均能有效去除表面氧化皮，但实验发现，增加试样面积时，低电流（1000A）时试样表面容易呈现不均匀的现象，其他电解电流对电解时间影响不大，因此电解电流选定为2000~7000A。
[0017](2) 、混酸酸洗混酸酸洗主要是去除钢板表面氧化铁皮及二氧化硅，选定硝酸酸洗的浓度为120~250g/L，酸洗温度为45~55℃，浓度太低，无法使残余氧化铁皮溶解，浓度太高使不锈钢表面发生钝化，不利于酸洗的进行。氢氟酸浓度为15~30g/L时酸洗效果最好，既能有效去除SiO2，又能避免局部腐蚀的发生。
[0018]另外，酸洗溶液中，铁盐的浓度对酸洗速率和质量有一定的影响，这是由于在酸洗过程中，随着溶液中铁盐的增加，当其接近或超过溶解度时，就是在钢板表面析出亚铁盐的水合物，妨碍了酸液与钢板的接触，从而降低了酸洗的速度及均匀性，因此在生产中将Fe
2+
的浓度控制在低于40g/L。
[0019]下面结合实施例详细说明本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的具体实施方式不局限于下述的实施例。
[0020]实施例一一种高Si含量的奥氏体耐热钢成分如下：C：0.040～0.070、Si：1.50～2.00、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温奥氏体不锈钢冷轧带钢的退火酸洗工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：冷轧退火：退火温度为1120
±
10℃，退火炉膛在高温段有效长度为60m，按照钢板在高温段保温1~1.5min/mm的原则根据炉膛在高温段有效长度与带钢厚度计算带钢过线速度；步骤二：电解酸洗：第一段酸洗介质Na2SO4；比重1.20
‑
1.30g/cm3，电解温度75
±
5℃，电解电流2000
‑
7000A；第二段酸洗介质HNO3，酸浓度70
‑
140g/L，温度50
±
...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄迎，李国平，郝文慧，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：