酸洗抑制劑在酸洗帶鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用與實(shí)踐

李 帥， 馮國昌， 趙衛(wèi)紅

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司， 河北 邯鄲 056015）

1 酸洗抑制劑的作用

酸洗抑制劑是為了減慢金屬鐵在酸溶液中的溶解速度[1]，改進(jìn)鋼材質(zhì)量，降低消耗，改善勞動環(huán)境，而向酸液內(nèi)加入的少量酸液附加物。

帶鋼表面不同部位氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和厚度是不同的，因此在酸洗時(shí)，帶鋼表面各部位氧化鐵皮的酸洗時(shí)間也不同。因難溶部分的氧化鐵皮酸洗時(shí)間長，所以當(dāng)其酸洗掉時(shí)，容易洗掉的部位除氧化鐵皮早已被洗掉之外，鐵皮下面的基鐵也浸泡在酸溶液中了。另外，酸溶液也可以通過氧化鐵皮的裂縫和孔隙而與鋼鐵的基體起反應(yīng)。這樣會造成：生成的氫原子部分?jǐn)U散到鋼鐵內(nèi)部，產(chǎn)生氫脆或酸洗氣泡而減低鋼鐵的力學(xué)性能；生成的氫原子部分結(jié)合成氫分子從酸溶液中逸出，逸出的氫分子帶著酸滴擴(kuò)散到酸槽周圍形成酸霧，使車間生產(chǎn)環(huán)境惡化；增加了鐵的損失和酸耗。為了減少和杜絕這種現(xiàn)象的發(fā)生，就要向酸液中加入酸洗抑制劑，以保護(hù)裸露的金屬不被腐蝕，并在酸溶液表面上形成泡沫層，防止酸氣逸出，改善環(huán)境。

2 酸洗抑制劑的緩蝕原理

酸洗抑制劑的緩蝕原理，通常認(rèn)為有兩種理論，即吸附理論和成模理論。

1）吸附理論。由于酸洗抑制劑對金屬表面有附著作用，在金屬表面上生成了連續(xù)的起隔離作用的吸附層，從而保護(hù)金屬不受酸溶液的腐蝕。

2）成膜理論。在酸溶液中加入酸洗抑制劑之后，在金屬表面上生成了一層由金屬、酸洗抑制劑及腐蝕活性介質(zhì)離子相互作用的難溶產(chǎn)物，這層難溶產(chǎn)物屏蔽了金屬，使之不與酸接觸,因而減緩了金屬的腐蝕。

不論吸附理論中的吸附作用，還是成膜理論中的在金屬表面上的難溶產(chǎn)物，其共同點(diǎn)都是在金屬表面上生成了一個(gè)保護(hù)層，防止周圍介質(zhì)的浸蝕,而在氧化鐵皮的表面上則不能形成保護(hù)層，因此，在酸溶液中加入酸洗抑制劑之后，不會影響氧化鐵皮的溶解速度。

3 生產(chǎn)中的實(shí)際作用

冷軋廠酸洗線在生產(chǎn)中使用酸洗抑制劑，目前由深圳市朗微電氣有限公司提供。在2014 年4 月—7 月停用4 個(gè)月，在2014 年8 月重新投入使用。停用期間酸洗板表面顏色較深（發(fā)黑）如圖1 試樣1，使用后產(chǎn)品表面較淺（發(fā)白），如圖1 試樣2，表面質(zhì)量有所提升。

圖1 緩釋劑添加效果對比

同時(shí)由于酸洗線生產(chǎn)SPHC-CCSPHC-EH 等品種鋼，表面較難清洗，生產(chǎn)中增加酸洗抑制劑的用量后，表面質(zhì)量改善明顯。

3.1 減少鐵損

帶鋼在酸洗過程中，不僅洗掉了氧化鐵片，同時(shí)還會溶解掉部分鐵基體，酸洗抑制劑可以有效抑制酸液和鐵基體本身的反應(yīng)，降低鐵損，提高酸洗成材率。

對比2019 年使用情況，其中2019 年4 月—7月停用緩釋劑，2019 年8 月開始使用緩釋劑（見表1和表2）。

表1 2019 年4 月—7 月產(chǎn)量和鐵紅數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

分析：考慮2019 年4 月份鐵紅數(shù)量較大，對2019 年4 月份數(shù)據(jù)不予統(tǒng)計(jì)，2019 年5 月—7 月鐵紅1 411 t，鐵損率為0.728%，數(shù)據(jù)較為合理。

表2 2019 年8 月—12 月產(chǎn)量和鐵紅數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

分析：2014 年8 月—12 月份鐵損率為0.572%，2015 年1 月—8 月份鐵損率為0.596%，鐵損率數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定。

對比使用前后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用酸洗抑制劑后鐵損有所減少，降低約0.13%左右。

3.2 提高帶鋼表面質(zhì)量

添加酸洗抑制劑后可提高帶鋼表面白度，使帶鋼表面看起來更美觀，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量，并可最大限度避免出現(xiàn)氫脆缺陷，對停車斑缺陷也有一定緩解，出現(xiàn)較短時(shí)間停車時(shí)可避免過酸洗缺陷。因此，使用酸洗抑制劑可以提高的酸洗產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

3.3 使用中存在的問題

1）生產(chǎn)切邊品種鋼時(shí)為避免下表面擦傷所以卷取速度均控制在100 m/min 以內(nèi)，且由于分卷、切邊，易多次出現(xiàn)頭部切邊出邊絲現(xiàn)象，處理時(shí)間較長，因此易出現(xiàn)過酸洗缺陷。為緩解過酸洗，在生產(chǎn)切邊品種鋼時(shí)酸液溫度均控制在下限，酸洗抑制劑臨時(shí)添加量增大。

2）連鑄連軋廠原料酸洗后表面潔白，而生產(chǎn)邯寶熱軋廠原料時(shí)問題較多。最初生產(chǎn)邯寶熱軋卷時(shí)曾出現(xiàn)過嚴(yán)重欠酸洗現(xiàn)象，“欠酸洗”課題實(shí)施后欠酸洗現(xiàn)象幾乎不再出現(xiàn)，但過酸洗缺陷較為嚴(yán)重，出現(xiàn)較長時(shí)間停車后板面嚴(yán)重發(fā)黑。因此需邯寶熱軋廠改進(jìn)工藝使氧化鐵皮成分及厚度接近于連鑄連軋廠以適應(yīng)酸洗線生產(chǎn)。若僅靠添加酸洗抑制劑緩解邯寶原料過酸洗缺陷則得不償失。

4 酸洗抑制劑實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)對比

2020 年1 月25 日在冷軋化驗(yàn)室對酸洗抑制劑進(jìn)行了對比試驗(yàn)，主要試驗(yàn)項(xiàng)目為鐵損和表面。試驗(yàn)采用3 種規(guī)格熱軋板，對比有無酸洗抑制劑添加、添加酸洗抑制劑后不同時(shí)間下帶鋼的變化，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3 所示。

表3 鐵損數(shù)據(jù)

試驗(yàn)結(jié)果：添加酸洗抑制劑可有效降低鐵損，同時(shí)提高帶鋼表面白度。