不锈钢氧化皮预处理(即碱浸)

发布时间:2019.08.28 新闻来源:不锈钢酸洗钝化液-不锈钢酸洗钝化膏-天长市俊武不锈钢表面处理材料厂 浏览次数:
碱浸是不锈钢在酸洗前进行的预处理,使表面氧化皮破坏疏松,然后进行酸洗易于去除,碱浸可分为熔融碱浸和溶液碱浸两大类。
3.1熔融碱浸
熔融碱浸分为氧化型碱浸和还原型碱浸。碱浸是基于高温热腐蚀的原理,熔液是以氢氧化钠为基础,加入具有氧化性或还原性的盐类,加热至400℃以上使成熔融物。当不锈钢盘条浸入其中,氧化皮中的Cr2O3在含有氧化剂或还原剂的苛性钠熔液中产生一系列化学反应,导致成份变质、结构破坏,以及体积膨胀、龟裂、起泡,变得疏松,使部分氧化皮脱落成为渣泥沉入槽底;另一部分可溶的铬酸盐在淬水时被蒸汽和水洗去,残留的亚铬酸盐和氧化物,则在随后的酸洗中去除。

3.1.1氧化型碱浸
氧化型碱浸主要因硝酸钠的氧化作用而得名。一般由75~80%氢氧化钠和20~25%硝酸钠,并加5%氯化钠组成,碱浸时各成分的作用如下:
(1) 氢氧化钠能使三氧化铬变成易溶于酸的亚铬酸钠,即:
Cr2O3+2NaOH =2NaCrO2+ H2O
(2) 硝酸钠能使亚铬酸盐迅速氧化成可溶于水的铬酸钠,同时将低价铁的氧化物转化为高价铁的氧化物,使铬、镍尖晶石的结构和成分发生变化,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) 氯化钠起活化剂的作用,并可降低熔液粘度,在同一温度下减少碱液附着量,以减少消耗。

氧化型碱浸工艺制度及控制见表2

3.1.2 还原型碱浸
还原型碱浸是采用氢化钠的熔融盐进行预处理,由0.16~0.30%NaH,加余量NaOH组成,还原型碱浸是利用NaH的还原熔解作用,将氧化皮中Fe、Ni、Cr等难溶性金属氧化物还原为金属或低价氧化物,并且使氧化皮爆裂脱落,使随后的酸洗时间更短,效率更高。 还原型碱浸主要化学反应式为:
FeO+NaH=Fe+NaOH
Fe3O4+4NaH=3Fe+4NaOH
Cr2O3+NaH=2CrO+NaOH
NiO+NaH=Ni+NaOH
还原产物CrO及 Fe、 Ni等易用稀酸和水洗去,氢化物去除氧化皮的效率高,但氢化钠遇水能产生剧烈反应,并发生氢气爆炸,使用时必小心谨慎。
还原型碱浸工艺制度及控制见表3


3.1.3 氧化型和还原型碱浸工艺对比
氧化型和还原型碱浸工艺对比见表4:


氧化型碱浸将三价铬氧化成有毒的六价铬。还原型碱浸技术xj****环保,不产生NOx、NO3-和Cr6+ ;消耗少,效率高,是一种很有应用前景的不锈钢除氧化皮技术。

3.1.4 熔融碱浸工艺流程
预热→氧化型或还原型碱浸→淬水→水洗

3.2 溶液碱浸
溶液碱浸按氧化剂分为高锰酸钾和亚硝酸钠两种水溶液。处理温度接近该水溶液的沸点。
3.2.1 高锰酸钾碱浸
高锰酸钾碱浸主要用于沉淀硬化型不锈钢、高铬铁素体钢及合金等疏松氧化皮,因为碱性高锰酸钾碱浸不产生氢脆。也可用于去除酸洗残渣和黑灰。高锰酸钾是一种强氧化剂,氢氧化钠的作用是促进高锰酸钾的分解,放出氧原子,随着氢氧化钠含量的增加,分解加快,如果高锰酸钾分解太快,氧原子不能充分利用,高锰酸钾消耗量增大,碱浸速度不能加快。碱性高锰酸钾溶液疏松氧化皮的反应方程式如下:
Cr2O3+2KMnO4+2NaOH=K2CrO4+Na2CrO4+2MnO2+H2O
碱性高锰酸钾处理效果不如熔融盐处理效果,而且效率低。但对于产量不大,不能连续生产的厂家多选用碱性高锰酸钾预处理。
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