抑制劑對氧化鐵皮去除的改善效果研究

盧學蕾，楊德倫

（馬鋼股份公司制造部 安徽馬鞍山 243002）

熱軋酸洗板表面出現(xiàn)氧化鐵皮缺陷，且難以消除。為了消除或改善該缺陷，初步在實驗室分析抑制劑對鋼板的表面改善效果，再進一步將抑制劑應用到酸洗生產線以驗證工業(yè)使用效果。從而明確了添加抑制劑可改善氧化鐵皮，并固化了工藝要求。

1 實驗室分析抑制劑作用

1.1 實驗方案

在馬鋼技術中心家電板研究所實驗室進行了熱軋鋼板模擬酸洗實驗，驗證抑制劑對熱軋鋼板酸洗的作用和鈍化劑對漂洗的作用，具體實驗方案和實驗結果如下。

實驗采用馬鋼加磷強化鋼M170P1和高牌號硅鋼的熱軋鋼板，酸液濃度為17%，酸液溫度為75℃，模擬酸洗產線酸液濃度和溫度，驗證抑制劑對熱軋鋼板酸洗的作用和鈍化劑對漂洗的作用，具體實驗設備，見表1。實驗方案，見表2。實驗流程：酒精清洗→稱重→酸洗→漂洗→水清洗→熱風吹干→稱重→袋裝封樣。

表1 實驗設備與材料

表2 實驗方案及結果

1.2 實驗結果分析

實驗室分析結果：表2為熱軋鋼板模擬酸洗實驗結果，可以看出，在本次實驗條件下，M170P1熱軋試樣在未添加抑制劑時酸洗后的失重率約為1.2%，在添加抑制劑時酸洗后的失重率約為0.5%；高牌號硅鋼熱軋試樣在未添加抑制劑時酸洗后的失重率約為1.4%，在添加抑制劑時酸洗后的失重率約為0.3%。

模擬酸洗生產現(xiàn)場停機實驗中，經過20 min酸洗的結果顯示，M170P1熱軋試樣在未添加抑制劑時酸洗后的失重率約為13.3%，在添加抑制劑時酸洗后的失重率約為2.1%。

對M170P1熱軋試樣在相同酸液或漂洗液相同酸洗時間的情況下，分別進行未添加抑制劑和添加抑制劑酸洗的實驗，觀察酸洗后的宏觀形貌，可以看出，未添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色發(fā)暗；添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色發(fā)亮均勻。觀察漂洗后的漂洗液，可以看出，未添加抑制劑時，漂洗液顏色淺，瓶底殘渣少；添加抑制劑時，漂洗液顏色深，瓶底殘渣多，說明添加抑制劑酸洗后的漂洗效果更好。

進一步分析可以看出，酸洗板面發(fā)暗后，表面粗糙度變大，同時影響漂洗效果，導致板面容易較多的殘留物（Fe2+、Cl-和H+），對軋機工序和乳化液系統(tǒng)造成不良影響，嚴重時直接影響軋后板面質量。

對高牌號硅鋼熱軋試樣在相同酸液或漂洗液相同酸洗時間的情況下，分別進行未添加抑制劑酸洗和添加抑制劑酸洗的實驗，觀察酸洗后的宏觀形貌，可以看出，未添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色不均勻，產生過酸洗；添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色相對均勻，沒有過酸洗。

對M170P1熱軋試樣分別在未添加抑制劑和添加抑制劑的酸液中酸洗20 min清洗后的宏觀形貌。從實驗結果可以看出，未添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色發(fā)暗；而添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色發(fā)亮。

觀察M170P1熱軋試樣在模擬停機實驗過程表現(xiàn)，未添加抑制劑時反應劇烈，表面泡沫較多；添加抑制劑時反應相對平穩(wěn)，表面泡沫很少。觀察未添加抑制劑和添加抑制劑的酸液試驗后的顏色，可以看出，未添加抑制劑的酸液顏色渾濁，添加抑制劑的酸液顏色相對清澈。

1.3 實驗室分析小結

在本次實驗條件下，M170P1熱軋試樣在未添加抑制劑時酸洗后的失重率約為1.2%，在添加抑制劑時酸洗后的失重率約為0.5%。未添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色發(fā)暗；添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色發(fā)亮均勻。

硅鋼熱軋試樣在未添加抑制劑時酸洗后的失重率約為1.4%，在添加抑制劑時酸洗后的失重率約為0.3%。未添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色不均勻，產生過酸洗；添加抑制劑時，酸洗后的表面顏色相對均勻，沒有過酸洗。

模擬酸洗生產現(xiàn)場停機實驗中，經過20 min酸洗的結果顯示，M170P1熱軋試樣在未添加抑制劑時酸洗后的失重率約為13.3%，在添加抑制劑時酸洗后的失重率約為2.1%。未添加抑制劑時反應劇烈，表面泡沫較多；添加抑制劑時反應相對平穩(wěn)，表面泡沫很少。未添加抑制劑時，漂洗液顏色淺，瓶底殘渣少；添加抑制劑時，漂洗液顏色深，瓶底殘渣多，說明酸洗后的漂洗效果更好。未添加抑制劑的酸液顏色渾濁，添加抑制劑的酸液顏色相對清澈。

2 抑制劑酸洗線工業(yè)試用

根據(jù)實驗室分析結果，表明抑制劑對酸洗表面有較大的改善，因此，決定在酸洗線上正式投入抑制劑的試生產。試驗使用IB45型號的抑制劑（生產產家為北京路寶利，屬進口產品），使用量為2 t，合計1800 l，除了初始化量為150 l、連續(xù)添加量1450 l，剩余200升為抑制劑儲罐底部殘留量，抑制劑濃度為千分之一。總添加比例相當于三個循環(huán)系統(tǒng)總酸容量的0.12%，1#、2#、3#酸循環(huán)系統(tǒng)添加的具體量分別為500 l、600 l、700 l；首次添加后按每小時添加一次的方式對3#酸儲罐進行生產連續(xù)添加，添加比例按3#酸循環(huán)系統(tǒng)補酸量的0.12%進行。試驗耗時198小時，期間1680酸洗機組生產產量為49755 t。生產鋼種包括含磷鋼、低合金高強、雙相鋼、汽車外板等，由于大多鋼種的表面質量改善情況。因氧化鐵皮缺陷改判比例大幅度下降約80%。

新酸濃度按32%進行計算，損失新酸約99.77 t，根據(jù)試驗期間帶鋼產量49755 kg/t，噸鋼消耗新酸2.0 kg/t；采用同樣方法計算2018年噸鋼新酸酸耗為2.52 kg/t，對比可知采用進口IB45抑制劑后新酸酸耗降低，降低幅度為0.52 kg/t，見表3。

表3 酸系統(tǒng)數(shù)據(jù)

試驗期間從酸軋線回廢酸量為1194 m3，廢酸中Fe的平均濃度為120.2 g/l，鐵損為143.76 t，根據(jù)試驗期間帶鋼產量49755 t折算成噸鋼成材率損失為0.289%；采用同樣方法計算2016年全年噸鋼酸洗成材率損失為0.306%，對比可知采用進口IB45抑制劑后酸洗成材率損失降低，降低幅度為0.017%。根據(jù)上述試驗結果，制定了酸洗須添加IB45抑制劑的工藝制度。

3 結論

通過實驗室分析抑制劑對帶鋼表面的改善效果和現(xiàn)場開展優(yōu)化試驗，添加抑制劑（型號：IB45，濃度為千分之一）對帶鋼表面的氧化鐵皮具有改善作用，而且酸洗鐵損和酸耗指標均有一定比例的下降。

為改善帶鋼表面氧化鐵皮缺陷，制定了酸洗須添抑制劑的工藝制度。