硅鋼涂層過程中六價鉻向三價鉻轉化測試

供稿|李邦波，宋博 / LI Bang-bo, SONG Bo

內容導讀

無取向硅鋼表面需要連續(xù)、均勻地涂敷一定厚度的涂料用以形成絕緣涂層，這種涂料由六價鉻的鉻酸鹽組成。這種涂料涂覆在帶鋼上，在后續(xù)的涂層烘干爐、燒結爐發(fā)生化學反應，六價鉻被完全還原，成品帶鋼的絕緣層中無六價鉻，符合歐盟的ROSH指令。實際生產中，涂層的中會出現六價鉻問題。文章研究了六價鉻產生的原因，并提出了抑制六價鉻產生的方法。指出涂層液中六價鉻在烘干燒結過程中發(fā)生化學反應，應充分掌握反應機理，掌握反應條件，促進六價鉻向三價格完全轉化，使涂層中無六價鉻殘留，達到環(huán)保要求。

無取向硅鋼生產過程中，經過連續(xù)退火后，硅鋼表面一般需要連續(xù)、均勻地涂敷一定厚度的涂料用以形成絕緣涂層，這種涂料由六價鉻的鉻酸鹽組成[1]。這種涂料在后續(xù)的涂層烘干爐、燒結爐發(fā)生化學反應，六價鉻被完全還原，成品帶鋼的絕緣層中無六價鉻，符合歐盟的ROSH指令。但是，實際生產過程中，偶爾存在絕緣層中檢測出六價鉻的現象。本文探究了無取向硅鋼涂層烘干、燒結過程中發(fā)生的化學反應，影響六價鉻轉化的因素作，并提出抑制六價鉻產生的方法。

硅鋼涂層設備及參數

帶鋼經過連續(xù)退火爐完成退火和脫碳后出爐，然后經過水噴淋進行清洗和烘干，進入涂層段。涂層段配置2臺凃機(一用一備)，給運行中的帶鋼表面連續(xù)、均勻地涂敷一定厚度的絕緣涂層濕膜。濕膜帶鋼采用懸垂方式先后通過涂層烘干爐(DF—DS)和涂層燒結爐(DF—BS)。DF—DS段采用輻射管進行間接加熱，帶鋼未干燥時不能接觸爐底輥，在該段要考慮帶鋼的懸垂度，以保證帶鋼的正常運行。采用抽鼓式輻射管燒嘴，燒嘴安裝在爐子的側墻上，布置在帶鋼上下。DF—BS段采用明火燒嘴直接加熱，燒嘴布置在爐頂和側墻。爐頂采用輻射杯燒嘴，側墻采用高速燒嘴。

柳州建城于西漢元鼎六年，但早在舊石器時代晚期，便有人類在此發(fā)跡。作為南中國古人類“柳江人”的發(fā)祥地，柳州擁有白蓮洞遺址、大龍?zhí)鄂庺~嘴遺址，蠻王城遺址以及柳江兩岸臺地、藍家村臺地、九頭山、甘前巖等眾多古人類文化遺址。

由表1可知，涂層爐涂層烘干段加熱能力完全具備將涂層濕膜烘干和燒結的能力，涂層爐烘干段采用輻射管上下加熱，加熱均勻、色澤統一、表面質量較好。若投入BS1段明火加熱，容易造成帶鋼邊部發(fā)花現象。生產中，若將BS1段助燃風機停掉，通過實驗進行驗證是否會造成涂層含有六價鉻，對比驗證結果如表2。

本鋼硅鋼生產過程中，一般會對涂層是否含有六價鉻進行抽檢。抽檢檢驗方法一般采用沸水浸取法。在250 mL燒杯中加入約250 mL蒸餾水，把一組待測鋼板(尺寸為60 mm×30 mm)放入燒杯中，加熱至沸騰后繼續(xù)煮沸20 min。將上述溶液冷至室溫后，撕開一包鉻試劑倒入燒杯中，觀察是否發(fā)生紅色變化以判斷是否存在六價鉻[2]。

表1 涂層爐工藝參數

中低牌號無取向硅鋼生產中六價鉻檢驗

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六價鉻向三價鉻轉化機理分析

鉻是一種過渡元素，有多種氧化態(tài)，其中Cr3+和Cr6+是穩(wěn)定的氧化態(tài)。六價鉻具有強氧化性，容易被還原劑還原成三價鉻。在涂層烘干燒結過程中，六價鉻會發(fā)生反應式(1)所示化學反應。涂層液中的還原劑提供電子，六價鉻得電子形成三價鉻。反應(2)需要BS1段風機將生成物通過廢氣排出，促進(1)、(2)反應向右進行，使六價鉻完全轉化為三價鉻，達到環(huán)保要求。如果反應條件遭到破壞，(1)、(2)反應將會不徹底，存在涂層中含有六價鉻的可能性。

實驗結果及討論

涂層液涂覆在帶鋼表面涂覆量控制在(2.8±0.2) kg/t(0.5 mm厚度帶鋼)，經過烘干燒結后涂層厚度控制在0.8～1.2 μm。涂層爐爐溫控制參數和機組速度相匹 配，具體參數見表1。

基于上述有關成員權的理解，許多研究者將小區(qū)內部基于建筑物以及建筑物附屬設施的財產性權利而形成的共有權和共同管理權理解為業(yè)主自治的權力，并以《物權法》為依據，將小區(qū)尤其是封閉式小區(qū)內部所有的集體性事務看做是只與物權有關的事務，從而主張業(yè)主自治的合法性及其唯一性，甚至排斥居民自治。然而，小區(qū)內部的事務并不僅僅是建立在財產關系上的事務。在一個小區(qū)內部，業(yè)主、居民、物業(yè)企業(yè)、自治組織乃至社會組織、商業(yè)組織等眾多主體生活、互動在一起，除了因建筑物區(qū)分所有權而衍生的共有權和共同管理權所管轄的集體事務外，還有因共同生活關系和社會交往關系而形成的公共事務，這就必然產生對公共事務的管理。

表2 BS1段助燃風機開啟/關閉生產試驗對比

由于DS段為輻射管加熱，輻射管內氣氛與爐腔內氣氛是無法發(fā)生對流作用的，而BS1段助燃風機可以將爐腔內反應(1)、(2)的產物通過廢氣帶走。若將BS1段助燃風機關閉，整個涂層爐爐腔內氣氛流通將會大幅度變慢或甚至停止，造成六價鉻還原不徹底而殘留在涂層中，從而測試液顏色變紅。

結束語

實際生產中無取向硅鋼表面的絕緣涂層中有出現六價鉻的問題。涂層液中六價鉻在烘干燒結過程中發(fā)生化學反應，應充分掌握反應機理，掌握反應條件，促進六價鉻向三價鉻完全轉化，使涂層中無六價鉻殘留，達到環(huán)保要求。