PDF《河婕冶全》

总第166期2008年第4期 河婕冶全 HEBEI METALLURGY TOt缸166 2008.

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4 热轧板用酸洗缓蚀剂的试验分析 张辉 (唐山钢铁公司 技术中心,河北唐山063016) 摘要:针对唐钢l#酸洗线热轧板用缓蚀剂,采用失重法、酸碱中和法、浸泡法对2种缓蚀剂的缓蚀效果、 抑雾效果、对酸洗速度等进行了对比分析. 关键词:热轧板;

酸洗;

缓蚀剂;

试验 中图分类号:TG356.22 文献标识码:B 文章编号:1006―5008(2008 J04―0075一03 TEST AND ANALYSIS 0F PICKL玳G 玳HIBITOR FOR HOT―ROLLING PLATE Zhang Hui (Technique Center,Tangshan Iron and Steel Company,Tangshan,Hebei,063016) Abstract:Two kinds of inhibitor for hot―-rolling plate in l#piclding line of Tang Steel are compared and ana・- lyzed for their inhibiting effect,fog―depressing effect and pickling speed by means of weight―losing meth- od,acid―alkali ner仃alization and soaking. Key Words:hot―rolling plate;

pickling;

inhibitor;

test 唐钢新建l#盐酸浅槽紊流酸洗线调试期间非 正常停车事故较多,影响酸洗板的表面质量,需添加 缓蚀剂.近年来,随着人们环保意识的增强,缓蚀剂 的开发与应用得到越来越多的重视,唐钢1#酸洗线 采用的某国外无泡沫型缓蚀剂成本高,虽然缓蚀率 高但其抑雾效果不佳,产生酸雾量较大,经生产实 践,对生产设备及车间环境已造成了一定的损坏. 国内某缓蚀剂具有成本低、缓蚀率高,抑雾效率较高 的特点,属环境友好型缓蚀剂,引起了唐钢的关注. 在冷轧实验室首先进行了模拟酸洗线使用状态的试 验,比较了两厂家缓蚀剂的性能,为更换缓蚀剂的可 行性做了试验方面的工作.

1 盐酸缓蚀剂的防腐蚀机理 盐酸缓蚀剂按其组成和结构分类,可分为无机 缓蚀剂和有机缓蚀剂.热轧板用洗缓蚀剂一般为有 机缓蚀剂,有机缓蚀剂的分子结构特征和表面活性 剂相似,是由极性基(含孤电子对的N,O,s,P等原 子)和非极性基的疏水基(烃基)两部分组成的…. 其缓蚀机理是由于电子给予体的极性基和金属表层 配位络合,形成化学吸附层,使金属表层形成双电层 收稿日期:2008―03一17 结构,而非极性基则作定向排列,形成疏水层,从而 使腐蚀反应受到抑制.通常在使用缓蚀剂时大都加 入表面活性剂以改变其在体系中的界面状态,增加 缓蚀剂主组分的功效口,.

2 试验方法 2.1试验方案的制定 唐钢新建1撑盐酸浅槽紊流酸洗线采用三段式 酸洗,酸洗原料为唐钢热轧薄板厂的热轧板,厚度为 1.5―4.0 mm,盐酸溶液总酸度范围为170―220 g/ L,目标总酸度控制在200 g/L,3#槽酸洗液含盐酸 浓度控制为130―160 g/L,2嚣槽酸洗液含盐酸浓度 控制为70―85 g/L,l#槽酸洗液含盐酸浓度控制为 30―45 g/L.根据缓蚀剂厂家提供的资料并结合酸 洗线生产应用的工艺参数,选取18.2%、9.1%的HCI溶液模拟1群酸洗线用3撵、2群槽盐酸溶液.由于 酸洗线发生停车事故时,在添加了缓蚀剂的情况下, 酸液在酸槽中的最大停留时间为8 rain,故检验缓蚀 率试验方案中浸泡时问定为8 min. 2.2试样的制备 采用厚度为2 mm的热轧板,用380#砂纸将表 面磨平后经无水乙醇除油污后晾干,缓蚀和抑雾试

75 万方数据 总第166期 验的试样经盐酸酸洗后除去表面的氧化铁皮,用去 离子水冲洗后热风吹干待用,缓蚀和浸泡实验试样 尺寸为50 mm*50 mm*2 ram,进行抑雾实验的试 样尺寸为50 mm*25 mm*2 mm. 2.3试验溶液的制备 用去离子水和分析纯的HCI配制9.1%、 18.2%的HCl溶液,取200 mL HCI溶液,并按所研 究的比例加入缓蚀剂,用玻璃棒搅拌使缓蚀剂全部 溶解. 2.4缓蚀率测试 将已制备好的9.1%HCI溶液置于恒温水浴锅 中加热,调节温度使溶液温度保持在(80±1)℃范 围内.将试样精确称重后,2片试样为1组,安放在 烧杯两侧,保温8 rain后取出试样,用去离子水冲洗 后热风吹干,精确称重,求出平均失重m;

改变缓蚀 剂添加比例重复上述试验,按下式计算缓蚀率: 缓蚀率=(Amo―Am)/Amo x 100% 式中,m.――没有添加缓蚀剂(空白)时试样在酸 液中的失重;

m――添加缓蚀剂时试样在酸液中的平均失 重. 2.5抑雾率测试 将已制备好的18.2%HCI溶液置于单孔恒温 水浴锅中加热,调节温度使溶液温度保持在(80± 1)℃范围内.将试样精确称重后,放置在带双I:1塞 的广口瓶中,旋紧瓶塞后开始记时.用碱液吸收产生 的酸雾,20 rain后拔掉玻璃管,用盐酸滴定吸收管 内液体至终点,可测得酸雾量田;

改变缓蚀剂添加 比例重复上述试验,按下式计算抑雾率: 抑雾率=(ano―An)/Ano*100% 式中,田.――没有添加缓蚀剂(空白)时试样的酸 雾量;

田――添加缓蚀剂时试样的酸雾量. 2.6氯化铁皮酸洗去除速度测定 根据酸洗机组工艺条件,在一定温度范围内,将 热轧板浸入18.2%HCI溶液的烧杯中,立即开始计 时,观察氧化铁皮逐渐被腐蚀掉的过程,记录热轧板 刚刚呈银白色的时间,即完全酸洗时间,平行试样为 5个,计算其平均值;

改变试液的温度重复上述试 验,按下式计算延迟率: 延迟率=(I一fo)/Ato x 100% 式中,l.――没有添加缓蚀剂(空白试液)时试样的 去除氧化铁皮时间;

卜一添加缓蚀剂时试样的去除氧化铁皮时 间.

76 3 试验结果与讨论 3.1 缓蚀率 从图1可以看出,1#酸洗线现用国外缓蚀剂的 缓蚀率比较高,最高能保持在98%,本试验对比用 国内厂家的缓蚀剂缓蚀率最高能保持在92%. 添加比例,% 1.1#酸洗线现用的某国外厂家的缓蚀荆;

2.试验用某国内厂家的缓 蚀剂 图1 热轧板试样缓蚀率试验结果 缓蚀率随着缓蚀剂添加比例的增加成正比逐步 提高,缓蚀剂达到饱和添加比例后,缓蚀率维持一定 水平,即使增大缓蚀剂的浓度,缓蚀率也不会明显增 加,现用国外缓蚀剂的饱和添加比例为0.3%,对比 用国内厂家缓蚀剂的饱和添加比例为0.4%.试样 基体腐蚀为电化学反应,试样中的铁与碳及其它元 素组成无数个微小电池,在酸液中反应生成铁盐、亚 铁盐及氢气.缓蚀剂通过电化学反应,吸附在微电 池的阳极或阴极上,在基体表面形成一层致密的保 护层:一方面改变金属基体表面的电荷状态和界面 性质,使金属表面的能量状态趋于稳定化,增加了腐 蚀反应的活化能,使腐蚀速度减慢;

另一方面被吸附 的缓蚀剂上的非极性集团,能在金属基体表面形成 一层疏水性保护膜,阻碍与腐蚀反应有关的电荷或 物质的转移,也使腐蚀速度减慢.缓蚀剂浓度很低 时,基体表面不能形成完整的保护膜,因而缓蚀率极 低;

随着缓蚀剂浓度的增大,保护膜越来越完整,缓 蚀率逐步提高;

当缓蚀剂达到饱和浓度时,在基体表 面已经形成一层完整致密的保护膜,缓蚀率达到最 大值;

浓度再增大时,对保护膜的性能没有明显影 响,缓蚀率维持在最大值范围内【31. 1#酸洗线现用国外缓蚀剂生产实际中使用添加 比例为0.1%,缓蚀率达到90%,经过生产检验能够 满足生产需要,1年内热轧酸洗板没有产生过酸洗 板面质量问题.本试验对比用国内缓蚀剂试验中使 用添加比例为0.1%时,缓蚀率能达到85%,通过和 其它钢厂交流得知,使用这种缓蚀剂也能满足酸洗 线生产需要,避免了过酸洗缺陷问题.即使热轧板 万方数据 河北冶全 2008年第4期 在酸槽中停留30 min.酸洗板表面也不会产生过酸 洗缺陷.这间接说明国内厂家的缓蚀剂虽然缓蚀率 较低,但也能保证酸洗线的生产需要. 3.2抑雾率 1#酸洗线现用国外缓蚀剂为无泡型缓蚀剂,抑 雾率稳定在40%;

本试验对比用国内厂家缓蚀剂为 泡沫型缓蚀荆,抑雾率稳定在60%(图2). 芝甜辣嚣添加比例/% 1.1#酸洗线现用的某国外厂家的缓蚀剂;

2.试验用某国内厂家的缓 蚀剂 图2热轧板试样抑雾率试验结果 对比用国内厂家缓蚀剂中含有起泡剂,使酸液 表面形成细小致密的泡沫层,吸收氢气逸出时附带 的酸液,从而抑制酸雾的逸出.起泡剂能降低溶液 的表面张力,使泡沫比较容易生成;

还能增加气泡的 弹性,增强泡沫的稳定性;

起泡剂中的表面活性剂分 子定向地吸附在液气界面上,它的亲水基进入水中 而非极性基指向气相,在表面层形成一个亲水的吸 附膜.这个吸附膜的形成可以阻止泡沫壁内液体的 流动,同时对气泡起着保护作用H】. 3.3浸泡试验 从表1可以看出,在工作温度范围内的酸液中 加入1群酸洗线现用国外缓蚀剂或本试验对比用国 内厂家的缓蚀剂对去除氧化铁皮的时间没........