酸洗原理—带钢氧化铁皮组织结构
磁性体Fe3O4
富氏体FeO
带钢基体
蓝灰色氧化铁皮表面，生成温度大于1100℃
酸洗原理—带钢氧化铁皮组织结构
结论： 经过一般的热轧和退火后，氧化铁皮由FeO 相组成，Fe3O4层仅为氧化铁皮层的4~18%， 在许多情况下没有Fe2O3。且氧化铁皮层不 分层的，在铁被氧化的同时，体积增大使 氧化铁皮层出现裂缝和起皮，从而使生成 的氧化铁相互渗透而且是不规则的。
冷却工艺
酸液中铁盐含量
机械拉矫 紊流因素
影响酸洗的因素
氧化铁皮组成结构及厚度
酸 洗 时 间 （ 标 准 单 位 ） 0 10 20 30
15
酸 洗 时 间 （ 标 准 单 位 ）
13 氧 化
20 15 10 5 氧化铁皮厚度，μm
13 11 9
870 890 910 930
11 铁
皮
9 厚 度 7
影响酸洗的因素
其它 • 最后应当指出的是，一些含碳量较高强度较大的 中、高碳钢，为了便于轧制，在酸洗之前都要进 行退火处理（初退火）。这些经过初退火的带钢， 长时间（大约24小时）在高温（约780℃）下加热， 使得钢板表面的氧化膜加厚，加之钢中的硅、铬 等元素的原子在高温下较多地从钢板内部向外扩 散并与钢板表面的氧原子结成难溶的氧化物，从 而增加了酸洗的困难。为了除去这些初退火后带 钢表面生成的氧化铁皮，就必须增加酸的浓度、 延长酸洗时间或采用混合酸酸洗（如硫酸、酸洗 时加入食盐，形成硫酸和盐酸的混合酸）。
酸液种类
酸液种类 比较项目 1.溶解氧化物的能力 2.浓度提高时，去除氧化物 机理 3.提高酸洗效率途径
4.对带钢基体溶解的能力 5.洗完好带钢表面的质量
盐酸
硫酸
快
慢
主要靠溶解
提高浓度显 著 小 好
主要靠机械剥 离 提高温度显著
大 差
结论——总体来说，酸洗效果：盐酸>硫酸
影响酸洗的因素
酸液温度、浓度（以盐酸为例）
酸洗概述—酸洗机组的比较：推拉式酸洗机组
• 推拉式酸洗机组酸洗，每根带钢经夹送辊依次 咬入，不用焊接，推送向前，直至卷取，逐卷 带钢间断地通过酸洗机组。
酸洗概述—酸洗机组的优缺点比较
比较项目 连续 推拉
设备简单 设备重量轻
厂房高度较低 投资省 组织生产灵活性 酸洗时间短，加热启动快，调节酸液成分快 重新启动时无需引带 动力剪外还可使用拉剪 改善带钢平直度能力较好 @ @ @
酸洗后带钢表面残留物 **，mg/m2带钢
300～200
150
≤50
酸洗概述—酸洗机组
• 按带钢酸洗的过程分类可分为连续卧式酸 洗机组、连续塔式酸洗机组和半连续式酸 洗机组（它也称推拉式或推式）。
酸洗概述—酸洗机组的比较：连续酸洗机组
• 连续式酸洗机组的工艺特点是钢卷逐卷展开后， 钢卷与钢卷之间头尾焊接起来连续地通过酸洗槽。
深槽酸洗
70年代中期。酸液深400～1000mm。
浅槽酸洗
浅槽紊流酸洗
70年代末期，1983年德国MDS公司开发了紊流酸洗。酸液深 小于400mm 。
酸洗概述—三种酸洗技术的比较
参数比较 酸洗时间*，％ 酸雾量*，％ 电耗量*，％ 热传递*，％ 槽内带钢提升器 槽内带钢位置控制 槽内断带事故处理 深槽 100 100 100 100 有必要 不可能准确检测 困难，费时 浅槽 80 60 70 200 没必要 可以准确检测 容易 紊流 65 60 70 700 没必要 可以准确检 测 容易
μm
95%Fe3O4,5%Fe2O3 90%FeO,8%Fe3O4,2%Fe2O3
酸洗时间 氧化铁皮厚度
影响酸洗的因素
钢铁成份及合金组成
使疏松 使致密 C
Mg、Ca
SiO2、尖晶 石结构 Cr2O3· Fe O（不锈 钢）
Al
影响酸洗的因素
带钢厚度及冷却工艺
带钢厚度
带钢冷却工艺
氧化铁皮
影响酸洗的因素
酸洗原理—氧化铁皮的形成
结论：带钢表面的氧化铁皮是热轧带钢在 终轧后、卷曲时及冷却时产生的。
酸洗原理—氧化铁皮的形成
在从精轧末机架出来的带钢表面上，铁原 子首先与空气中的氧原子结合形成第一层 氧化物，这层氧化物可能是致密的Fe3O4， 或者是疏松的FeO。在第一种情况下，氧化 铁皮的进一步增长过程可能只靠氧和铁的 离子扩散来进行的；在第二种情况下，空 气中的氧可自由地通过多孔、疏松的氧化 铁皮，而使氧化铁皮加厚和致密化。无论 上述哪种情况，最终结果就是形成了我们 通常所看到的带钢表面的氧化铁皮。
酸洗原理—有利于酸洗的氧化铁皮
影响带钢表面氧化铁皮的因素 终轧温度及速度 冷却速度 卷曲温度 轧辊粗糙度
酸洗原理—有利于酸洗的氧化铁皮
• 终轧温度和轧制速度
氧化铁皮厚度
氧化时间
氧化速度
轧制速度
准确 控制 轧制 速度
温度（摄氏度）400
600 800
1200
卷曲温度
FeO
Fe3O4
酸洗原理—有利于酸洗的氧化铁皮
酸 洗 时 间
某浓度酸液在一定 温度下，酸洗时间 随铁盐含量的变化 曲线
FeCl2含量
• 酸含量增加和温度升高时，酸洗时间可减少，且随着 FeCl2含量的增加，酸洗时间急剧减少到最小，此时 FeCl2的浓度比饱和浓度低4%～8%。以后，酸洗时间又 急剧增加，一直到FeC12达到饱和，酸洗时间最长。酸溶 液温度越低，酸洗时间的最小值也就越明显。最短的酸洗 时间是在FeCl2最佳含量的情况下得到的，即FeCl2的浓 度低于饱和浓度4～8%。
酸洗是用化学方法除去金属表面氧化铁皮的 过程，通常采用盐酸（HCl），因此也叫化 学酸洗。
酸洗概述—酸洗目的
目的：去除热轧带钢表面的氧化铁皮（铁锈）
• 轧制时会将氧化铁皮压入带钢基体，影响 冷轧板表面质量及加工性能。 • 氧化铁皮破碎后进入冷却润滑的乳化液系 统，损坏设备并缩短乳化液使用寿命。 • 损坏轧辊。
H H2
Fe2O3+H
→ FeO+H2O
基铁
Fe3O4+H → FeO+H2O
FeCl3+H → FeCl2+HCl
影响酸洗的因素
• 材料物理性因素 • 工艺因素
影响酸洗的因素
影响酸洗的因素
材料性因素 氧化铁皮组成 氧化铁皮厚度 钢铁成份及合金组成 酸液种类 酸液温度 酸液浓度 工艺因素
带钢厚度
酸洗原理—有利于酸洗的氧化铁皮
• 卷曲温度
FeO Fe3O4 Fe2O3 体积总分子量
FeO
Fe3O4
温度（摄氏度）700 900
Fe2O3
1100
氧化温度对氧化铁皮的影响图
酸洗原理—有利于酸洗的氧化铁皮
•轧辊粗糙度
酸洗原理—有利于酸洗的氧化铁皮
结论： 对酸洗有利影响的带钢应满足 低的终轧温度和较高的轧制速度 低的卷曲温度 较高的冷却速度 光滑的轧辊
酸洗原理—酸洗机理
溶解作用
FeO+HCl→FeCl2+H2O Fe3O4+HCl→FeCl3+FeCl2+H2O
反应能力
Fe2O3+HCl →FeCl3+H2O
Fe+HCl→FeCl2+H2 Fe+H2SO4→FeSO4+H2 FeO+H2SO4→FeSO4+H2O Fe3O4+H2SO4→Fe2(SO4)3+FeSO4+H2O
紊流酸洗
引言 • 热轧带钢的表面铁鳞与酸液的化学反应速度受多 方面因素的影响，如酸液的浓度和温度、钢板表 面温度等，不可能无限制的提高。但另一方面， 在实用的范围内，通过提高酸洗速度，达到促进 扩散，使钢板表面温度迅速达到酸液的温度，这 样就必须加快钢板表面的物质传递，即酸和化学 反应物的扩散，改善传导率。其方法就是使酸液 在带钢表面形成高速紊流，促进物质传递，达到 使钢板表面急速升温的目的，从而大大缩短酸洗 时间。
首钢1850冷轧线酸洗工艺
目录
1、酸洗理论基础
（1）酸洗概述 （2）酸洗原理 （3）影响酸洗的因素 （4）紊流酸洗 （5）酸洗后序处理—漂洗工艺 （6）酸洗引起的带钢缺陷
2、首钢1850mm酸洗工艺设计
（1）1850mm工艺流程 （2）1850mm化学工艺段设计描述 （3）1850mm酸洗模型
酸洗概述—酸洗定义
影响酸洗的因素
机械拉矫影响
• 带钢经拉伸矫直机反复弯曲变形后，由于 氧化铁皮与基铁的塑性不同，氧化铁皮将 会不同程度地从带钢表面上剥落下来或产 生裂缝，因此，破鳞将能明显地增加酸洗 速度。实验指出，用硫酸酸洗时，采用破 鳞机可减少10%～50%的酸洗时间。
影响酸洗的因素
紊流影响因素
• 在连续酸洗机组中，酸槽内的酸溶液不仅受酸槽 结构和喷头压力的影响，还受到在酸溶液中运动 的带钢和酸洗时生成的氢气所搅动。因此，凝聚 在带钢表面上的蒸气及附着在表面上的氢气泡会 被及时除掉，也会使钢材附近的酸溶液不断更新， 酸液成分保持均匀，同时也能更好地让酸与带钢 表面接触，这样可以使酸洗过程进行得更快更好， 从而提高了酸洗速度。
酸洗原理—带钢氧化铁皮组织结构
酸洗原理—带钢氧化铁皮组织结构 氧化铁Fe2O3 磁性体Fe3O4 富氏体FeO
带钢基体
红色氧化皮表面，生成温度570～1100℃
酸洗原理—带钢氧化铁皮组织结构 氧化铁Fe2O3
磁性体Fe3O4
带钢基体
红色氧化皮表面，生成温度570～1100℃, 但从570℃开始缓冷
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穿带速度高
运行速度高
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酸洗原理—氧化铁皮的形成