酸洗反应时间、温度以及酸液浓度的控制

   
   
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酸洗反应时间、温度以及酸液浓度的控制
作者:山东悦驰机械有限公司  新闻来源:本站原创  更新时间:2012-11-27

一、酸洗反应时间
酸洗反应时间与酸液浓度、温度间的关系可依Hudson定律求出
Hudson定律: log tp= A – B*log CHCl+ D/(T+273)
tp:酸洗时间 (sec);CHCl:盐酸浓度(wt%);T:酸液温度(℃);A、B、D为常数。
除酸液浓度、温度外,其它影响酸洗效率之因素主要包括如下:
1. 锈皮厚度:锈皮愈薄愈易酸洗。锈皮厚度主要受完轧温度、完轧后冷却速率及盘卷温度所影响。
2. 锈皮成分:锈皮内FeO含量愈多愈易酸洗,Fe2O3、 Fe3O4含量多不易酸洗。相同厚度之锈皮,其组成经FeO转换为Fe3O4者,酸洗时间较直接生成Fe3O4长。
3. 酸洗速度:静态酸洗及动态酸洗所须之酸洗时间有显著之差异。但于高转速时(tl 超过180m/min),其差异会变得很小。
4. 酸液中Fe2+含量:铁离子含量增加(自由酸减少)会使酸洗时间增长,另铁离子含量增加亦会加速酸液对钢材之侵蚀。
5. 其它:钢材成分(磷含量增加酸洗效率高,铜含量增加酸洗效率变差);添加之化学药剂(促进剂、抑制剂);锈皮表面裂缝多寡等,均会影响酸洗所需时间。

  1. 二、酸液浓度与温度:

    酸液通常含有游离酸、Fe+2和微量的Fe+3。一般再生酸浓度约为190~195g HCL/L,,理论上,盐酸之共沸点浓度约为20%或220 g HCL/L。当盐酸浓度高于此点时,HCL之蒸发速率较H20快,酸之损耗大;反之,则水之蒸发速率较HCL快,酸之损耗小,符合经济效益。因而,一般酸洗应避免使用高于18%或196 g HCL/L之盐酸进行酸洗作业,以免酸液因蒸发逸失太多而徒增成本。
酸洗速率有随着酸液浓度及温度之升高而提高的趋势。其中,温度对酸洗速率之影响远大于浓度。
三、酸洗原理:

        锈皮与盐酸的反应中,FeO反应速率最快,Fe3O4次之,Fe2O3最慢。进行酸洗时,酸液会经由锈皮缝隙、孔洞等缺陷,到达内部先行溶解FeO,当FeO溶解后,酸液建立起Fe/酸液/Fe3O4局部电池,使Fe3O4进行还原溶解,同时若有大面积之底材裸露,将和酸液反应产生H2,氢气之压力发生剥离作用,使外层锈皮脱离而达成酸洗之目的。其反应式如下:
                    FeO+2H+     Fe+2+H2O
                    Fe+2H+     Fe+2+H2
                    Fe3O4+Fe+8H+      4Fe+2+4H2O
因此,于静态酸洗过程中,内层锈皮的酸洗是靠溶解来进行,而外层锈皮则一部分利用剥离作用来完成,另一部分以溶解方式进行。
实际上若为连续酸洗作业,则大部分的外层锈皮是利用钢材与酸液之相对运动来冲除的。