不銹鋼氧化皮預(yù)處理(即堿浸)
發(fā)布時(shí)間:2019.08.28 新聞來(lái)源:不銹鋼酸洗鈍化液-不銹鋼酸洗鈍化膏-天長(zhǎng)市俊武不銹鋼表面處理材料廠 瀏覽次數(shù):
堿浸是不銹鋼在酸洗前進(jìn)行的預(yù)處理,使表面氧化皮破壞疏松,然后進(jìn)行酸洗易于去除,堿浸可分為熔融堿浸和溶液堿浸兩大類(lèi)。
3.1熔融堿浸
熔融堿浸分為氧化型堿浸和還原型堿浸。堿浸是基于高溫?zé)岣g的原理,熔液是以氫氧化鈉為基礎(chǔ),加入具有氧化性或還原性的鹽類(lèi),加熱至400℃以上使成熔融物。當(dāng)不銹鋼盤(pán)條浸入其中,氧化皮中的Cr2O3在含有氧化劑或還原劑的苛性鈉熔液中產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致成份變質(zhì)、結(jié)構(gòu)破壞,以及體積膨脹、龜裂、起泡,變得疏松,使部分氧化皮脫落成為渣泥沉入槽底;另一部分可溶的鉻酸鹽在淬水時(shí)被蒸汽和水洗去,殘留的亞鉻酸鹽和氧化物,則在隨后的酸洗中去除。
3.1.1氧化型堿浸
氧化型堿浸主要因硝酸鈉的氧化作用而得名。一般由75~80%氫氧化鈉和20~25%硝酸鈉,并加5%氯化鈉組成,堿浸時(shí)各成分的作用如下:
(1) 氫氧化鈉能使三氧化鉻變成易溶于酸的亞鉻酸鈉,即:
Cr2O3+2NaOH =2NaCrO2+ H2O
(2) 硝酸鈉能使亞鉻酸鹽迅速氧化成可溶于水的鉻酸鈉,同時(shí)將低價(jià)鐵的氧化物轉(zhuǎn)化為高價(jià)鐵的氧化物,使鉻、鎳尖晶石的結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生變化,易于去除,即:
2NaCrO2+3NaNO3+2NaOH=2Na2CrO4+3NaNO2+H2O
2FeO+NaNO3=Fe2O3+NaNO2
2Fe3O4+NaNO3=3Fe2O3+NaNO2
2FeO.Cr2O3+NaNO3=Fe2O3+2Cr2O3+NaNO2
(3) 氯化鈉起活化劑的作用,并可降低熔液粘度,在同一溫度下減少堿液附著量,以減少消耗。
氧化型堿浸工藝制度及控制見(jiàn)表2
3.1.2 還原型堿浸
還原型堿浸是采用氫化鈉的熔融鹽進(jìn)行預(yù)處理,由0.16~0.30%NaH,加余量NaOH組成,還原型堿浸是利用NaH的還原熔解作用,將氧化皮中Fe、Ni、Cr等難溶性金屬氧化物還原為金屬或低價(jià)氧化物,并且使氧化皮爆裂脫落,使隨后的酸洗時(shí)間更短,效率更高。 還原型堿浸主要化學(xué)反應(yīng)式為:
FeO+NaH=Fe+NaOH
Fe3O4+4NaH=3Fe+4NaOH
Cr2O3+NaH=2CrO+NaOH
NiO+NaH=Ni+NaOH
還原產(chǎn)物CrO及 Fe、 Ni等易用稀酸和水洗去,氫化物去除氧化皮的效率高,但氫化鈉遇水能產(chǎn)生劇烈反應(yīng),并發(fā)生氫氣爆炸,使用時(shí)必小心謹(jǐn)慎。
還原型堿浸工藝制度及控制見(jiàn)表3
3.1.3 氧化型和還原型堿浸工藝對(duì)比
氧化型和還原型堿浸工藝對(duì)比見(jiàn)表4:
氧化型堿浸將三價(jià)鉻氧化成有毒的六價(jià)鉻。還原型堿浸技術(shù)xj****環(huán)保,不產(chǎn)生NOx、NO3-和Cr6+ ;消耗少,效率高,是一種很有應(yīng)用前景的不銹鋼除氧化皮技術(shù)。
3.1.4 熔融堿浸工藝流程
預(yù)熱→氧化型或還原型堿浸→淬水→水洗
3.2 溶液堿浸
溶液堿浸按氧化劑分為高錳酸鉀和亞硝酸鈉兩種水溶液。處理溫度接近該水溶液的沸點(diǎn)。
3.2.1 高錳酸鉀堿浸
高錳酸鉀堿浸主要用于沉淀硬化型不銹鋼、高鉻鐵素體鋼及合金等疏松氧化皮,因?yàn)閴A性高錳酸鉀堿浸不產(chǎn)生氫脆。也可用于去除酸洗殘?jiān)秃诨摇8咤i酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑,氫氧化鈉的作用是促進(jìn)高錳酸鉀的分解,放出氧原子,隨著氫氧化鈉含量的增加,分解加快,如果高錳酸鉀分解太快,氧原子不能充分利用,高錳酸鉀消耗量增大,堿浸速度不能加快。堿性高錳酸鉀溶液疏松氧化皮的反應(yīng)方程式如下:
Cr2O3+2KMnO4+2NaOH=K2CrO4+Na2CrO4+2MnO2+H2O
堿性高錳酸鉀處理效果不如熔融鹽處理效果,而且效率低。但對(duì)于產(chǎn)量不大,不能連續(xù)生產(chǎn)的廠家多選用堿性高錳酸鉀預(yù)處理。
3.1熔融堿浸
熔融堿浸分為氧化型堿浸和還原型堿浸。堿浸是基于高溫?zé)岣g的原理,熔液是以氫氧化鈉為基礎(chǔ),加入具有氧化性或還原性的鹽類(lèi),加熱至400℃以上使成熔融物。當(dāng)不銹鋼盤(pán)條浸入其中,氧化皮中的Cr2O3在含有氧化劑或還原劑的苛性鈉熔液中產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致成份變質(zhì)、結(jié)構(gòu)破壞,以及體積膨脹、龜裂、起泡,變得疏松,使部分氧化皮脫落成為渣泥沉入槽底;另一部分可溶的鉻酸鹽在淬水時(shí)被蒸汽和水洗去,殘留的亞鉻酸鹽和氧化物,則在隨后的酸洗中去除。
3.1.1氧化型堿浸
氧化型堿浸主要因硝酸鈉的氧化作用而得名。一般由75~80%氫氧化鈉和20~25%硝酸鈉,并加5%氯化鈉組成,堿浸時(shí)各成分的作用如下:
(1) 氫氧化鈉能使三氧化鉻變成易溶于酸的亞鉻酸鈉,即:
Cr2O3+2NaOH =2NaCrO2+ H2O
(2) 硝酸鈉能使亞鉻酸鹽迅速氧化成可溶于水的鉻酸鈉,同時(shí)將低價(jià)鐵的氧化物轉(zhuǎn)化為高價(jià)鐵的氧化物,使鉻、鎳尖晶石的結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生變化,易于去除,即:
2NaCrO2+3NaNO3+2NaOH=2Na2CrO4+3NaNO2+H2O
2FeO+NaNO3=Fe2O3+NaNO2
2Fe3O4+NaNO3=3Fe2O3+NaNO2
2FeO.Cr2O3+NaNO3=Fe2O3+2Cr2O3+NaNO2
(3) 氯化鈉起活化劑的作用,并可降低熔液粘度,在同一溫度下減少堿液附著量,以減少消耗。
氧化型堿浸工藝制度及控制見(jiàn)表2
3.1.2 還原型堿浸
還原型堿浸是采用氫化鈉的熔融鹽進(jìn)行預(yù)處理,由0.16~0.30%NaH,加余量NaOH組成,還原型堿浸是利用NaH的還原熔解作用,將氧化皮中Fe、Ni、Cr等難溶性金屬氧化物還原為金屬或低價(jià)氧化物,并且使氧化皮爆裂脫落,使隨后的酸洗時(shí)間更短,效率更高。 還原型堿浸主要化學(xué)反應(yīng)式為:
FeO+NaH=Fe+NaOH
Fe3O4+4NaH=3Fe+4NaOH
Cr2O3+NaH=2CrO+NaOH
NiO+NaH=Ni+NaOH
還原產(chǎn)物CrO及 Fe、 Ni等易用稀酸和水洗去,氫化物去除氧化皮的效率高,但氫化鈉遇水能產(chǎn)生劇烈反應(yīng),并發(fā)生氫氣爆炸,使用時(shí)必小心謹(jǐn)慎。
還原型堿浸工藝制度及控制見(jiàn)表3
3.1.3 氧化型和還原型堿浸工藝對(duì)比
氧化型和還原型堿浸工藝對(duì)比見(jiàn)表4:
氧化型堿浸將三價(jià)鉻氧化成有毒的六價(jià)鉻。還原型堿浸技術(shù)xj****環(huán)保,不產(chǎn)生NOx、NO3-和Cr6+ ;消耗少,效率高,是一種很有應(yīng)用前景的不銹鋼除氧化皮技術(shù)。
3.1.4 熔融堿浸工藝流程
預(yù)熱→氧化型或還原型堿浸→淬水→水洗
3.2 溶液堿浸
溶液堿浸按氧化劑分為高錳酸鉀和亞硝酸鈉兩種水溶液。處理溫度接近該水溶液的沸點(diǎn)。
3.2.1 高錳酸鉀堿浸
高錳酸鉀堿浸主要用于沉淀硬化型不銹鋼、高鉻鐵素體鋼及合金等疏松氧化皮,因?yàn)閴A性高錳酸鉀堿浸不產(chǎn)生氫脆。也可用于去除酸洗殘?jiān)秃诨摇8咤i酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑,氫氧化鈉的作用是促進(jìn)高錳酸鉀的分解,放出氧原子,隨著氫氧化鈉含量的增加,分解加快,如果高錳酸鉀分解太快,氧原子不能充分利用,高錳酸鉀消耗量增大,堿浸速度不能加快。堿性高錳酸鉀溶液疏松氧化皮的反應(yīng)方程式如下:
Cr2O3+2KMnO4+2NaOH=K2CrO4+Na2CrO4+2MnO2+H2O
堿性高錳酸鉀處理效果不如熔融鹽處理效果,而且效率低。但對(duì)于產(chǎn)量不大,不能連續(xù)生產(chǎn)的廠家多選用堿性高錳酸鉀預(yù)處理。
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