酸洗抑制剂在酸洗带钢生产中的应用与实践

李 帅， 冯国昌， 赵卫红

（河北钢铁集团邯钢公司， 河北 邯郸 056015）

1 酸洗抑制剂的作用

酸洗抑制剂是为了减慢金属铁在酸溶液中的溶解速度[1]，改进钢材质量，降低消耗，改善劳动环境，而向酸液内加入的少量酸液附加物。

带钢表面不同部位氧化铁皮的结构、性质和厚度是不同的，因此在酸洗时，带钢表面各部位氧化铁皮的酸洗时间也不同。因难溶部分的氧化铁皮酸洗时间长，所以当其酸洗掉时，容易洗掉的部位除氧化铁皮早已被洗掉之外，铁皮下面的基铁也浸泡在酸溶液中了。另外，酸溶液也可以通过氧化铁皮的裂缝和孔隙而与钢铁的基体起反应。这样会造成：生成的氢原子部分扩散到钢铁内部，产生氢脆或酸洗气泡而减低钢铁的力学性能；生成的氢原子部分结合成氢分子从酸溶液中逸出，逸出的氢分子带着酸滴扩散到酸槽周围形成酸雾，使车间生产环境恶化；增加了铁的损失和酸耗。为了减少和杜绝这种现象的发生，就要向酸液中加入酸洗抑制剂，以保护裸露的金属不被腐蚀，并在酸溶液表面上形成泡沫层，防止酸气逸出，改善环境。

2 酸洗抑制剂的缓蚀原理

酸洗抑制剂的缓蚀原理，通常认为有两种理论，即吸附理论和成模理论。

1）吸附理论。由于酸洗抑制剂对金属表面有附着作用，在金属表面上生成了连续的起隔离作用的吸附层，从而保护金属不受酸溶液的腐蚀。

2）成膜理论。在酸溶液中加入酸洗抑制剂之后，在金属表面上生成了一层由金属、酸洗抑制剂及腐蚀活性介质离子相互作用的难溶产物，这层难溶产物屏蔽了金属，使之不与酸接触,因而减缓了金属的腐蚀。

不论吸附理论中的吸附作用，还是成膜理论中的在金属表面上的难溶产物，其共同点都是在金属表面上生成了一个保护层，防止周围介质的浸蚀,而在氧化铁皮的表面上则不能形成保护层，因此，在酸溶液中加入酸洗抑制剂之后，不会影响氧化铁皮的溶解速度。

3 生产中的实际作用

冷轧厂酸洗线在生产中使用酸洗抑制剂，目前由深圳市朗微电气有限公司提供。在2014 年4 月—7 月停用4 个月，在2014 年8 月重新投入使用。停用期间酸洗板表面颜色较深（发黑）如图1 试样1，使用后产品表面较浅（发白），如图1 试样2，表面质量有所提升。

图1 缓释剂添加效果对比

同时由于酸洗线生产SPHC-CCSPHC-EH 等品种钢，表面较难清洗，生产中增加酸洗抑制剂的用量后，表面质量改善明显。

3.1 减少铁损

带钢在酸洗过程中，不仅洗掉了氧化铁片，同时还会溶解掉部分铁基体，酸洗抑制剂可以有效抑制酸液和铁基体本身的反应，降低铁损，提高酸洗成材率。

对比2019 年使用情况，其中2019 年4 月—7月停用缓释剂，2019 年8 月开始使用缓释剂（见表1和表2）。

表1 2019 年4 月—7 月产量和铁红数据统计表

分析：考虑2019 年4 月份铁红数量较大，对2019 年4 月份数据不予统计，2019 年5 月—7 月铁红1 411 t，铁损率为0.728%，数据较为合理。

表2 2019 年8 月—12 月产量和铁红数据统计表

分析：2014 年8 月—12 月份铁损率为0.572%，2015 年1 月—8 月份铁损率为0.596%，铁损率数据较为稳定。

对比使用前后的数据统计，使用酸洗抑制剂后铁损有所减少，降低约0.13%左右。

3.2 提高带钢表面质量

添加酸洗抑制剂后可提高带钢表面白度，使带钢表面看起来更美观，提高产品表面质量，并可最大限度避免出现氢脆缺陷，对停车斑缺陷也有一定缓解，出现较短时间停车时可避免过酸洗缺陷。因此，使用酸洗抑制剂可以提高的酸洗产品的表面质量。

3.3 使用中存在的问题

1）生产切边品种钢时为避免下表面擦伤所以卷取速度均控制在100 m/min 以内，且由于分卷、切边，易多次出现头部切边出边丝现象，处理时间较长，因此易出现过酸洗缺陷。为缓解过酸洗，在生产切边品种钢时酸液温度均控制在下限，酸洗抑制剂临时添加量增大。

2）连铸连轧厂原料酸洗后表面洁白，而生产邯宝热轧厂原料时问题较多。最初生产邯宝热轧卷时曾出现过严重欠酸洗现象，“欠酸洗”课题实施后欠酸洗现象几乎不再出现，但过酸洗缺陷较为严重，出现较长时间停车后板面严重发黑。因此需邯宝热轧厂改进工艺使氧化铁皮成分及厚度接近于连铸连轧厂以适应酸洗线生产。若仅靠添加酸洗抑制剂缓解邯宝原料过酸洗缺陷则得不偿失。

4 酸洗抑制剂实验室试验对比

2020 年1 月25 日在冷轧化验室对酸洗抑制剂进行了对比试验，主要试验项目为铁损和表面。试验采用3 种规格热轧板，对比有无酸洗抑制剂添加、添加酸洗抑制剂后不同时间下带钢的变化，试验数据如表3 所示。

表3 铁损数据

试验结果：添加酸洗抑制剂可有效降低铁损，同时提高带钢表面白度。