无硝酸酸洗工艺在不锈钢冷轧生产中的应用研究

总第163期2016年第5期山西冶金SHANXIMETALLURGYTotal163No．5，2016DOI：10．165250．cnki．cn14-1167／f．2016．05．18无硝酸酸洗工艺在不锈钢冷轧生产中的应用研究宫福元(太原钢铁(集团)有限公司，山西太原030003)摘要：介绍了不锈钢酸洗工艺及污染防治措施，针对不锈钢冷轧酸洗是否采用无硝酸酸洗工艺，从其技术可行性、经济合理性进行了分析，以便为下一步不锈钢企业在酸洗工艺变革中提供建议与参考。关键词：不锈钢酸洗污染防治无硝酸酸洗中图分类号：TG335．12文献标识码：A文章编号：1672—1152(2016)05—0047—04从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，通常要经过热轧、冷轧工序，如：加热炉、退火炉、初轧机、精轧机、酸洗、平整、剪切、打包等多个环节，最后生成合格的产品n]。不锈钢在加工过程中会出现黑色、黄色的氧化皮，为了提高不锈钢的外观质量和耐蚀性，对加工后的不锈钢必须进行酸洗钝化处理，目的是去除焊接、高温加工处理后产生的氧化皮，使之银亮有光，并使处理后的表面形成一层以铬为主要物质的氧化膜，不会再产生二次氧蚀，达到钝化的目的，从而提高不锈钢制品的表面防腐质量，延长设备使用寿命。I不锈钢冷轧生产、酸洗工艺及污染防治措施1．1不锈钢冷轧生产工艺世界上不锈钢冷轧生产工艺一般采用热线+冷线方式。热线：由热连轧车间来的不锈钢原料卷进入冷轧带钢退火酸洗连续机组，完成不锈钢热轧卷的退火酸洗，工艺流程主要为开卷一矫直一剪切一轧制一脱脂—退火一破磷、抛丸—混酸酸洗一刷洗、漂洗一卷曲、剪切。冷线：热线运来的钢板进入冷线，其工艺流程与热线基本相同，主要是在混酸酸洗后增加了烘干、平整、拉矫、垫纸后进人成品机组等工序。1．2不锈钢酸洗工艺及污染防治措施不锈钢酸洗通常采用混酸(硝酸+氢氟酸)酸洗。混酸酸洗工艺是不锈钢生产过程中最大的污染环节，其带来的主要污染及配套的防治措施主要分为：大气污染、水污染、固体废弃物污染及相应的防治措施。收稿日期：2016-10-05作者简介：宫福元(1963一)，男，在太钢能源环保部从事环保管理工作，工程师。1．2．1大气污染及其防治混酸酸洗槽在酸洗钢板时产生HNO、HF酸雾和大量的氮氧化物，为有组织连续排放源。其防治措施一般采用酸雾净化塔水洗净化+SCR氧化还原装置。工艺为：硝酸、氢氟酸的混合酸雾及含氮氧化物的烟气首先经过洗涤塔洗涤，经空气／空气热交换器被加热，经过燃烧炉煤气的燃烧被加热到反应要求温度(360℃)，经过第一道静态混合装置与被压缩空气喷化的尿素溶液混合，经过四道静态混合装置充分混合后在催化剂格珊的催化作用下反应生成N和HO，再经空气／空气热交换器被冷却经烟囱被排出。该反应原理为选择性催化还原反应(SCR)，催化装置为格珊装置，格珊规格为150mm×150mm，催化剂成分为TiO2和WO、V20，见图1、图2、图3。图1冷热线混酸酸雾处理设施处理工艺示意图2SCR还原装置处理流程SCR还原装置发生的催化还原反应：4N0+：H2No+吩4N：：．3N6H20图3SCR还原装置发生的催化还原反应机理山西冶金E—mail：sxvibib@126．com第39卷1．2．2水污染及其防治混酸酸洗产生的废混酸及稀酸水中主要污染物为废硝酸、氢氟酸。其防治措施：一种方式为酸回收+酸碱废水中和站；另一种方式为单独废酸、稀酸水中和站。1．2．2．1酸回收的混酸再生工艺如图4所示，从酸洗机组输送来的废酸液被收集在废酸罐中，贮存在废酸罐中的废酸通过泵输入到废酸过滤器，在过滤器中将废酸中的固体颗粒和不溶解的残留物从酸液中分离出来。过滤后的废酸液进人预浓缩器。废酸通过在预浓缩器内与焙烧炉产生的热焙烧气体直接进行热交换导致部分酸液蒸发而进行浓缩。浓缩后的净化废酸通过变频控制泵以恒量将酸液不断地供入焙烧炉内，酸液经喷枪上的喷嘴喷成雾状后喷向焙烧炉。喷枪上设有提升装置可按操作要求抽出和插入。喷嘴前设有过滤器，防止喷嘴堵塞。图g混酸再生工艺流程焙烧炉下部切线方向布置有加热烧嘴，喷人的酸液在高温的炉内发生下列反应：H20(L)—+H20(g)，蒸发反应HNO(L)一HNO(g)，HF(L)一HF(g)．2FeF3+3H2O—}F203+6HF，分解反应2HNO3---~NO2+NO+O2+H20，NoNo+o．固体颗粒的Fe：0。由于重力作用落到焙烧炉底部的锥形体中，通过焙烧炉底部的旋转阀排出。在旋转阀的上部安装破碎机，用于破碎从焙烧炉壁上落下的氧化铁粉团块。焙烧炉气体由水蒸汽、HF、HNO气体及燃烧废气组成，从焙烧炉顶部离开，进入到预浓缩器和气液分离器部分。在预浓缩器中，高温气体与循环酸液直接接触进行热交换，由于部分酸液的蒸发使得循环酸液得以浓缩。同时利用循环酸液洗涤气体中残留的