本發(fā)明涉及鋼件表面處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋼板生產(chǎn)中的“除鱗”通常是指除去鋼板表面的金屬氧化物，以保證鋼板的表面質(zhì)量。

鋼板氧化鐵皮鱗片的產(chǎn)生：

在鋼板生產(chǎn)過程中，共有三個工藝過程會產(chǎn)生氧化皮：

(1)板坯在熱軋前，在加熱爐內(nèi)加熱和保溫（1200-1250℃），產(chǎn)生一次氧化皮。一次氧化皮由致密的表層和松散的內(nèi)層構(gòu)成。表層為Fe₂Ｏ₃、Fe₃Ｏ₄ 和FeＯ，而內(nèi)層FeＯ占14%-16%，其余的是Fe₃Ｏ₄和氣孔。

(2)熱軋板坯從加熱爐出來后，經(jīng)高壓水除去一次氧化皮后進行粗軋。在短時間的粗軋和精軋過程中產(chǎn)生了二次氧化皮，二次氧化皮為紅色鱗層，由方鐵礦（FeＯ）、赤鐵礦（Fe₂Ｏ₃）等微粒組成，這種氧化層厚度較薄，鋼板與鱗的界面應(yīng)力小，所以剝離性差。在精軋開始時和精軋道次間隙用高壓水除鱗裝置去除，除鱗效果取決于高壓水的壓力、實際打擊力及噴嘴布置等因素。

(3)精軋后的冷卻過程中產(chǎn)生三次氧化皮，并且保留至室溫狀態(tài)。熱軋板卷產(chǎn)品表面質(zhì)量中的氧化皮基本上都是三次氧化皮。如果二次氧化鐵皮在軋制過程中不能去除，會在軋制過程中形成氧化鐵皮壓入缺陷，這種氧化鐵皮呈現(xiàn)黑褐色、小舟狀，散沙狀地分布在缺陷鋼板表面。在連續(xù)冷卻的條件下，由于受終軋溫度、終冷溫度、返紅溫度及冷卻速度等因素的影響，最終會形成不同組成的氧化層；一般結(jié)構(gòu)組成為：最內(nèi)層的富氏體（Fe₃Ｏ₄和FeＯ固溶體）、中間層的Fe₃Ｏ₄和最外層的Fe₂Ｏ₃。熱軋?zhí)间撛谶B續(xù)冷卻過程中，氧化皮不斷發(fā)生改變，氧化皮的結(jié)構(gòu)缺陷主要有：氧化皮鼓泡、滑移導(dǎo)致氧化皮局部破裂及Fe₃O₄和Fe顆粒的析出。

氧化鐵皮（鱗片）的危害：

(1)在軋制時會將氧化鐵皮壓入帶鋼基體，影響冷軋板表面質(zhì)量及加工性能。

(2)氧化鐵皮破碎后進入冷卻潤滑的乳化液系統(tǒng)，損壞設(shè)備并縮短乳化液使用壽命。

(3)鐵鱗和各種雜質(zhì)容易附著在浸入輥表面,在后續(xù)的軋制過程中會損壞軋輥，影響帶鋼質(zhì)量。

熱軋鋼板作為冷軋帶鋼的原料，在冷軋前需要進行除鱗工序。除鱗技術(shù)對鋼板質(zhì)量起著舉足輕重的作用。為了消除氧化鐵皮，通常有以下幾種方法：

（1）酸洗法

即采用鹽酸酸洗處理表面的氧化鐵皮，從化學(xué)酸洗的原理可知，因化學(xué)反應(yīng)從外向里進行，鋼表面的氧化物層薄厚不一， 厚點處可能反應(yīng)不完全,需加長酸洗時間；薄點處的鋼板基體長時間與酸接觸易被腐蝕， 即造成過酸腐蝕基體或欠酸洗不透，所以酸洗后的鋼板易出現(xiàn)“麻點”（在顯微鏡下可觀察到）。因酸液的腐蝕性，備件易損，增大維修、檢修費用。尤其是槽蓋，其結(jié)構(gòu)為鋼殼加內(nèi)襯，內(nèi)襯長期受酸霧腐蝕后脫落黑渣,掉在鋼板上,影響表面質(zhì)量，并加大維修費用。另外，在酸洗處理中，酸液需要加熱到60^Ｏ左右，酸液在加熱后產(chǎn)生酸霧，酸霧在處理過程中會散發(fā)到空氣中產(chǎn)生空氣污染。危害操作工人和周圍居民健康；廢酸、廢水若排放入下水道,腐蝕廠房基礎(chǔ),影響環(huán)境衛(wèi)生,污染水源。酸液在加熱使用一段時間會產(chǎn)生低度酸廢酸，目前廢酸很難處理。就是有廢酸再生設(shè)備，處理費用也比較昂貴，上一套酸再生設(shè)備投入要六百萬到一千萬之間，并且三廢問題也達(dá)不到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，還是給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

目前我國大多采用傳統(tǒng)的化學(xué)法即酸洗除鱗法，隨著市場對冷軋帶鋼表面質(zhì)量要求的越來越高，傳統(tǒng)的化學(xué)法已滿足不了特殊用戶的要求，而且在酸洗生產(chǎn)過程中存在著除鱗效率低、成本高、污染嚴(yán)重等缺點。多年來一直采用酸洗法去除原材料表面氧化皮,每年要消耗上千噸廢酸。在酸洗過程中大量酸霧外逸,危害操作工人和周圍居民健康,廢酸、廢水排放入下水道,腐蝕廠房基礎(chǔ),影響環(huán)境衛(wèi)生,污染水源。鑒于這種除鱗方法效率低、成本高、污染嚴(yán)重等缺點。現(xiàn)已被國家明令禁止使用。

(2)、噴砂法

噴砂又叫噴丸，該技術(shù)始于19世紀(jì)70年代的美國。是利用空氣壓縮機輸出的高壓氣體，通過噴嘴使磨料(砂或丸)以很高的速度射向帶鋼表面，利用磨料的沖擊和摩擦作用，達(dá)到清除鱗皮和其他污物的目的。該法作業(yè)時，粉塵四處飛揚，污染嚴(yán)重；不僅影響現(xiàn)場作業(yè)工人的身體健康，同時磨料消耗大，廢料多，難以處理。另外，噴砂除鱗的效果不是很理想。大量的實踐證明，噴砂處理后的鋼板表面看似不錯，但是在冷軋的時候0.5mm以下的帶鋼容易斷帶或者出現(xiàn)表面質(zhì)量問題。因為噴砂處理后的鋼板表面上還殘留著碳粉。所以在冷軋0.5mm以下薄帶時，出現(xiàn)加大軋制力，損傷軋輥，冷軋出來的帶鋼版型不好，熱鍍上鋅量高，并涂層在后期使用中容易脫落。因此在對冷軋薄板和涂層板有要求的不能采用這種方法。

(3)拋丸法

拋丸技術(shù)比噴丸技術(shù)晚了幾十年，是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使磨料顆粒獲得很大的離心力，磨料從拋頭以相當(dāng)高的速度拋向帶鋼表面，以清除鱗皮和其他污物。拋丸法除鱗盡管減少了粉塵污染，降低了噪聲，但拋丸法損耗性很高，葉輪和內(nèi)襯鋼板等較易磨損，對其材質(zhì)要求高;此外，粉塵、磨料回收分離系統(tǒng)復(fù)雜、污染嚴(yán)重。因此這種方法也得不到推廣。

綜上所述，這幾種除鱗方法均得不到推廣或者已面臨淘汰，這就要求迫切需要一種節(jié)能環(huán)保的除鱗方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種鋼板電解除鱗工藝，電解時間較酸洗時間短,相應(yīng)提高了產(chǎn)量，無腐蝕，消除或減弱了環(huán)境污染，使用安全，成本低。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種帶鋼電解除鱗工藝，其特征在于包括以下電解步驟：

（1）電解：電解槽中盛有中性電解液Na₂SＯ₄溶液，電解液調(diào)整在pH為 4?7.0范圍，電解槽中布置有若干對電極，每對電極極性相同,每對分上下排列，若干對電極分為陰極對電極和陽極對電極，帶鋼從每對電極間穿越，出帶端最末一對電極為陰極，帶鋼為相對陽極，進行電解除鱗。帶鋼本身不帶電，當(dāng)對電極極性為陽極時，帶鋼為相對陰極，當(dāng)對電極極性為陰極時，帶鋼為相對陽極。

進一步的，所述的一種帶鋼電解除鱗工藝，其特征在于還包括步驟（2）清洗。

進一步的，所述的一種帶鋼電解除鱗工藝，其特征在于還包括步驟（3）烘干。

優(yōu)選的，所述電極板材為硅鑄鐵。

優(yōu)選的，所述的若干對電極為陰陽極交錯排列。

優(yōu)選的，所述若干對電極排列方式每4對為一組，在槽的初端和末端的一組為3-5對，每對上下電極極性相同,組與組間為陰、陽極交錯排列。帶鋼本身不帶電，當(dāng)對電極極性為陽極時，帶鋼為相對陰極，當(dāng)對電極極性為陰極時，帶鋼為相對陽極。

優(yōu)選的，所述若干對電極為30-40對,每對電極間距為1.5-2m,上下極間距280-320mm,電極厚40mm，上下電極長度與帶鋼寬度適配，供電源為4500A/24V-30V直流電。

優(yōu)選的，所述電解液采用15%?25% Na₂SO₄溶液, 溫度80?90℃, 溶液中金屬離子含量小于25 g /L即其中六價鉻離子含量小于5 g /L ；陰極電流密度10?19A/dm², 陰極處理時間9?14s。

一種帶鋼電解除鱗工藝所用的帶鋼電解除鱗裝置，其特征在于包括帶鋼鋼卷開卷機—引料機—矯平機—電解槽，電解槽中電極間設(shè)有帶鋼導(dǎo)向及支撐輥。

進一步的，所述槽體上有槽蓋并設(shè)有吸氣管排氣霧凈化系統(tǒng)；電解槽外形結(jié)構(gòu)為船形槽體,槽底部從前后向中部傾斜。

進一步的，所述的一種帶鋼電解除鱗裝置，其特征在于電解槽后還包括清洗裝置和烘干裝置，所述清洗裝置包括刷洗機和高壓噴水機，所述刷洗機包括刷輥及襯膠背壓輥呈上下式布置，上方布置有噴水管，下方有水貯存回收系統(tǒng)；所述高壓噴水機包括噴槍、水箱、水循環(huán)系統(tǒng)及水加熱裝置，淸洗水溫度85℃，水循環(huán)系統(tǒng)包括水循環(huán)泵，流 量 15m³/h,壓力 0.5MPa；所述烘干裝置為熱風(fēng)烘干機。

本發(fā)明的積極效果是，電解時間較酸洗時間短,相應(yīng)提高了產(chǎn)量，無腐蝕，消除或減弱了環(huán)境污染，使用安全，成本低。

所有的帶鋼除鱗全部用中性鹽電解進行，中性電解鹽除鱗彌補了傳統(tǒng)酸洗不足之處，突出表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)由電解原理可知，帶鋼表面的氧化層溶解時，其里外是均勻進行的，不會出現(xiàn)“過酸”或欠酸”造成的鋼板質(zhì)量問題，即不會出現(xiàn)“麻點”。同時，電解時間較酸洗時間短,相應(yīng)提高了產(chǎn)量。

(2)中性電解液選用Na₂S0₄溶液，它價廉易得，使用起來安全保險。電解液在pH為 4.5?7.0范圍內(nèi)使用，pH值過高或過低，可以通過加入Na₂S0₄或NaOH調(diào)整到使用范圍。

(3)由于電解液呈中性，所以沒腐蝕問題，因此維護費用低。由于中性電解只有在電流通過時才發(fā)生,所以在電流切斷后，帶鋼表 面氧化層及其基面均不會受到侵蝕，在中斷運行情況下，帶鋼可以毫不受損地停留在槽中。

(4)Na₂SＯ₄的使用大大降低了 HNＯ₃的使用量，由于Na₂SＯ₄的價格低于HNＯ₃,加之Na₂SＯ₄不參與電極反應(yīng)，除了外拖損失少量外不消耗，因此除鱗成本大大降低。

(5)中性鹽電解過程中，沒有酸霧、廢酸及低酸水的排放，從根本上消除或減弱了環(huán)境污染。

以下結(jié)合一個實施例作詳述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為一個實施例的電解槽結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中一對電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、帶鋼；2轉(zhuǎn)向輥；3、沉沒輥；4、導(dǎo)向托輥； 5、上下電極；6、循環(huán)泵；7電解液；8、槽體；9、排液口；10、凈化排霧系統(tǒng)。

具體實施方式

實施例1：該帶鋼電解除鱗工藝包括以下步驟：

電解：電解槽中盛有中性電解液Na₂S0₄溶液，電解液調(diào)整在pH為 4?7.0范圍，電解槽中布置有若干對電極，每對電極極性相同,每對分上下排列，帶鋼從每對電極間穿越，所述的若干對電極為陰、陽極交錯排列。帶鋼本身不帶電，當(dāng)對電極極性為陽極時，帶鋼為相對陰極，當(dāng)對電極極性為陰極時，帶鋼為相對陽極。出帶端最末一對電極為陰極，帶鋼為相對陽極，進行電解除鱗；所述電極板材為硅鑄鐵。所述若干對電極排列方式每4對為一組，在槽的初端和末端的一組為3-5對，每對上下電極極性相同,組與組間為陰、陽極交錯排列。所述若干對電極為38對,每對電極間距為1.5-2m,上下極間距280-320mm,電極厚40mm，上下電極長度與帶鋼寬度適配，供電源為4500A/24V-30V直流電。所述電解液采用15%?25% Na₂SO₄溶液, 溫度80?90℃, 溶液中金屬離子含量小于25 g /L即其中六價鉻離子含量小于5 g /L ；陰極電流密度10?19A/dm², 陰極處理時間9?14s。

陰陽極性采用交替排列，其目的是把陰性“疏松”作用與陽極溶解作用結(jié)合起來。出帶端的電極為陰極，此時帶鋼作為相對陽極，只有這樣帶鋼才能被“拋光”。

實施例2：若干對電極排列方式為每4對為一組，每組極性相同,組與組間為陰、陽極交錯排列。其余同實施例1。

實施例3：該帶鋼電解除鱗工藝，步驟（1）同實施例1，包括步驟（2）清洗和步驟（3）烘干。

實施例4：帶鋼電解除鱗裝置，包括帶鋼鋼卷開卷機—引料機—矯平機—電解槽，電解槽中電極間設(shè)有帶鋼導(dǎo)向及支撐輥，還包括漲力輥--清洗裝置—烘干段—卷取機—鋼卷。所述槽體上有槽蓋并設(shè)有吸氣管排氣霧凈化系統(tǒng)；電解槽外形結(jié)構(gòu)為船形槽體,槽底部從前后向中部傾斜。電解槽后還包括清洗裝置和烘干裝置；所述清洗裝置包括刷洗機和高壓噴水機，所述刷洗機包括刷輥及襯膠背壓輥呈上下式布置，上方布置有噴水管，下方有水貯存回收系統(tǒng)；所述高壓噴水機包括噴槍、水箱、水循環(huán)系統(tǒng)及水加熱裝置，淸洗水溫度85℃，水循環(huán)系統(tǒng)包括水循環(huán)泵，流 量 15m³/h,壓力 0.5MPa；所述烘干裝置為熱風(fēng)烘干機。