Recientemente, el departamento de protección ambiental ha controlado estrictamente las empresas de producción de decapado, y se ha ordenado el cierre o la demolición de algunos equipos de procesamiento y fábricas que no cumplen con los requisitos de protección ambiental para su rectificación.
Por lo tanto, mucha gente estaba preocupada por los problemas relacionados con el decapado.
I. Definición y clasificación del decapado de acero
1. Definición de decapado
Los ácidos se eliminan químicamente de las incrustaciones de óxido de hierro a una determinada concentración, temperatura y velocidad, lo que se denomina decapado.
2. Clasificación del decapado
Según el tipo de ácido:
- Decapado con ácido sulfúrico
- Decapado con ácido clorhídrico
- Decapado con ácido nítrico
- Decapado con ácido fluorhídrico
El decapado requiere la selección de diferentes medios según el tipo de acero. Por ejemplo, el acero al carbono se decapa con ácido sulfúrico y ácido clorhídrico, mientras que el acero inoxidable se decapa con una mezcla de ácido nítrico y ácido fluorhídrico.
Según la forma del acero:
- pelado de cables
- Forja decapada
- Decapado de chapa de acero
- Tiras de acero decapado
Según el tipo de equipo de voladura:
- Desmontaje del tanque
- Decapado semicontinuo
- Voladura continua completa
- Desmontaje de torres
Ⅱ. Método de eliminación de incrustaciones de óxido de hierro.
Método de eliminación de incrustaciones de óxido de hierro, que incluye: Métodos mecánicos, químicos y electroquímicos.
Método mecánico:
- Pulido
- Molienda de barriles
- Lavado con agua a alta presión
- Cepillado
- Voladura
- Chorro de arena
- ruptura de escala
Método químico:
Se utilizan sustancias químicas como ácidos y álcalis para reaccionar químicamente con las incrustaciones de la superficie del acero para eliminarlas.
Método electroquímico:
Durante el decapado, se aplica corriente continua a ambos lados del acero sumergido en la solución ácida a través del electrodo para acelerar la eliminación de incrustaciones.
Ⅲ. La principal forma de decapar acero.
Actualmente, existen tres métodos principales de decapado de acero en el mundo:
- Decapado de acero de una sola pieza (decapado de acero, decapado de bobina simple, decapado de alambre de haz único)
- Decapado continuo
- Decapado semicontinuo
El decapado de acero de una pieza es el método de decapado más primitivo y sencillo.
Su característica es que no necesita abrir la bobina.
Toda la bobina de alambre o la bobina de acero suelta se decapa y luego se iza a la piscina para lavarla.
Debido a la mala calidad del decapado, la baja eficiencia de producción y principalmente la contaminación ambiental, se está eliminando enérgicamente.
El decapado continuo es un tipo de método de decapado de alto rendimiento, alta calidad y de rápido desarrollo.
Está equipado con una máquina de soldar y un dispositivo de bucle en la unidad, de modo que la sección del proceso no se detiene cuando se cambia la bobina para garantizar el funcionamiento continuo de la unidad.
Pero la unidad es larga, el equipamiento complicado y la inversión elevada.
Hay dos tipos principales de líneas de decapado continuo, que son unidades de decapado horizontales continuas y unidades de decapado de torre continua.
La voladura semicontinua es relativa a la voladura continua y de una sola pieza.
Dado que no es necesario montar una máquina de soldar (o una máquina de soldar simple como una máquina de coser) y una lanzadera de gran capacidad, es necesario detener la máquina al cambiar la bobina.
Este método es más adecuado para una producción de 200.000 a 900.000 t/a.
Fig.1 Diagrama de diseño de la línea de producción de la unidad de decapado push-pull
Fig.2 Diagrama de disposición de la línea de producción de la unidad de decapado continuo completa
A medida que mejoran los niveles de vida de las personas, aumenta la demanda de un medio ambiente más limpio. Para satisfacer esta necesidad, constantemente surgen nuevas tecnologías y líneas de producción con alta eficiencia, libres de contaminación y buena calidad para la eliminación de óxidos de hierro.
El 20 de julio de 2013, con la retirada de la bobina decapada sin rodillo de la línea de producción del laminador en caliente de Taiyuan Iron and Steel Group, se puso oficialmente en funcionamiento la primera línea de tratamiento sin decapado de superficie de bobinas de acero de China.
En el pasado, el tratamiento superficial de las bobinas de acero debía completarse mediante decapado y lubricación, lo que entrañaba elevados costes de producción, provocaba contaminación medioambiental y provocaba problemas de eliminación de residuos.
La línea de tratamiento sin decapado recientemente desarrollada utiliza una nueva tecnología de tratamiento de EPS, que elimina el proceso de decapado de las bobinas de acero, elimina la generación de desechos, recicla todos los medios y hace que la superficie de las bobinas de acero sea más limpia y resistente a la corrosión. .
La tecnología de patente EPS se desarrolla en base a la tecnología SCS. El principio básico es utilizar un dispositivo especial para procesar EPS en un espacio cerrado. Las superficies superior e inferior de la placa de acero se rocían con medio de trabajo EPS, una mezcla hecha de granalla de acero y agua, y el óxido o las incrustaciones de la superficie de la placa de acero se eliminan bajo una cierta fuerza de pulverización sin que quede ningún óxido.
Por lo tanto, la superficie de la placa de acero puede ser lisa y limpia, lo que se denomina superficie "verde".
Ⅳ. El principio del decapado del acero
El decapado es el proceso de eliminar químicamente las incrustaciones de la superficie del metal, por lo que también se le llama decapado químico. Las incrustaciones (Fe203, Fe304, Fe0) formadas en la superficie de la tira son todas óxidos alcalinos insolubles en agua. Cuando el metal se sumerge en una solución ácida o se rocía con una solución ácida sobre la superficie, estos óxidos básicos sufren una serie de cambios químicos con los ácidos.
Fig.3 Estructura de incrustaciones de óxido de hierro.
Las incrustaciones en la superficie del acero estructural al carbono o del acero de baja aleación están sueltas, porosas y agrietadas. Además, las incrustaciones se doblan, enderezan y transportan repetidamente junto con la tira en la unidad de decapado, lo que aumenta y expande aún más las grietas de los poros.
Por lo tanto, aunque la solución ácida reacciona químicamente con las incrustaciones de óxido de hierro, también reacciona con el hierro base del acero a través de grietas y poros. Es decir, al inicio del decapado se producen tres tipos de reacciones químicas entre la incrustación de óxido de hierro, el hierro metálico y la solución ácida.
- Las incrustaciones de óxido de hierro se disuelven mediante reacción química con ácido (disolución).
- El hierro metálico reacciona con el ácido para generar hidrógeno y se desprende mecánicamente de las incrustaciones (efecto de pelado mecánico).
- El hidrógeno atómico generado reduce los óxidos de hierro a óxidos ferrosos que son propensos a la acción ácida y luego se eliminan mediante la acción ácida (reducción).
Ⅴ. Decapado con ácido clorhídrico vs. Decapado con ácido sulfúrico
El ácido clorhídrico es el medio de decapado más utilizado, con una proporción mayor que el ácido sulfúrico en la producción real.
El ácido clorhídrico puede disolver todas las incrustaciones sin generar residuos de decapado y básicamente no corroe el metal base, lo que da como resultado una superficie lisa y plateada después del decapado.
Este método tiene ventajas como buena calidad del producto, alta capacidad de producción, menor pérdida de metales y ácidos y bajo costo.
La pérdida de hierro del decapado con ácido clorhídrico es un 20% menor que la del decapado con ácido sulfúrico, con una tasa de pérdida de hierro del 0,4% al 0,5% en comparación con el 0,6% al 0,7% del ácido sulfúrico.
Además, el decapado con ácido clorhídrico es 2 veces más rápido que el decapado con ácido sulfúrico.
En los últimos años, el decapado con ácido clorhídrico se ha utilizado ampliamente debido al desarrollo de tecnología de regeneración ácida que recupera y trata el ácido residual del ácido clorhídrico.
SIERRA. Formulación para eliminar el óxido al decapar hierro y acero.
1. Solución para eliminar óxido de óxido de hierro y acero fundido
- Ácido sulfúrico industrial (densidad relativa 1,84): 75~100g/L
- Sal de mesa: 200~500g/L
- Inhibidor de corrosión KC: 3~5g/L
- Ácido clorhídrico industrial (densidad relativa 1,18): 110 ~ 150 g/L
- Temperatura de decapado: 20~60°C
- Tiempo de decapado: 5~10min
Este removedor de óxido a temperatura ambiente limpia rápidamente el óxido y la oxidación de las superficies de hierro y también tiene propiedades desengrasantes. Su composición y condiciones de funcionamiento son las siguientes:
- Ácido sulfúrico industrial (densidad relativa 1,84): 150~200g/L
- Hexametilentetramina: 3g/L
- Trietanolamina: 2g/L
- Ácido clorhídrico industrial (30% de contenido): 200~300g/L
- Sal de mesa: 200~300g/L
- Temperatura de eliminación de óxido: 15 ~ 25°C
- Dodecilsulfato de sodio: 10g/L
- Tiempo de eliminación de óxido: 2~5min
Nota: La sal de mesa controla la acción corrosiva del H2SO4 en acero al carbono, acero al cromo y acero al cromo níquel y también actúa como inhibidor del polvo.
Para evitar la niebla ácida, agregue un supresor de niebla al 10 %.
Esta solución para eliminar óxido funciona rápidamente y, a temperatura ambiente, la eliminación del óxido no lleva más de 10 minutos. Gracias al inhibidor de polvo y cenizas, la superficie del metal queda limpia y presenta una superficie de color blanco grisáceo después del decapado.
La refinería, que trabaja con tubos de acero recubiertos de caucho de 200 m y Φ200 mm ~ 300 mm, realizó por primera vez la eliminación del óxido interno de las tuberías utilizando este removedor de óxido, que demostró ser muy efectivo. Todos los revestimientos de goma han pasado la inspección.
2. Solución de eliminación de óxido para enfriadores de agua de acero al carbono.
Antes de aplicar un recubrimiento resistente a la corrosión a un enfriador de agua de acero al carbono, es necesario decaparlo para eliminar el óxido. La composición de la solución de lavado es la siguiente (fracción de masa):
- Ácido clorhídrico industrial: 48,6~64,6%
- Agua industrial: 51,4~35,4% (30% de contenido)
- Hexametilentetramina: solución ácida al 0,3%
Proceso de decapado: Decapado a temperatura ambiente durante 30 ~ 60 minutos, luego enjuague con agua hasta neutralidad. Finalmente realizar un fosfatado o pasivado. Esta fórmula se usa ampliamente internamente para eliminar óxido en intercambiadores de calor enfriados por agua, con buenos resultados de recubrimiento.
3. Gran solución para la eliminación de óxido de hierro y acero.
- Ácido clorhídrico industrial (30%): 350g/L
- Anilina: 0,3 g/L
- Hexametilentetramina: 0,8 g/L
- Desperdicio de agua
- Ácido acético: 0,8 g/L
Proceso de eliminación de óxido: A una temperatura de 30~50°C, elimine el óxido durante 1 hora, luego enjuague con agua hasta que el valor de pH sea 7. Finalmente, utilizando una solución de nitrito de sodio al 10% a una temperatura de 30~40°C, pasivar para 30 minutos para evitar la oxidación.
4. Solución para eliminar óxido de acero de alta aleación
- Ácido clorhídrico industrial (30%): 12~28g/L
- Rohdina: 1~2g/L
- Ácido nítrico (densidad relativa 1,33~1,38): 110~120g/L
- Desperdicio de agua
Proceso de eliminación de óxido: a una temperatura de 40 ~ 50 °C, elimine el óxido durante 15 ~ 16 minutos y luego enjuague con agua. Esta fórmula es adecuada principalmente para eliminar el óxido de aceros de alta aleación.
5. Solución ligera para eliminar óxido (fracción de masa)
- Anhídrido crómico: 15
- Agua: 76,5
- Ácido fosfórico: 8,5
Proceso de decapado: Caliente la solución de eliminación de óxido a 85 ~ 95 °C y deje marinar durante 2 ~ 3 minutos para eliminar el óxido. Esta fórmula es principalmente adecuada para eliminar óxido ligero de piezas de precisión, rodamientos y similares.
6. Eliminador de óxido para piezas e instrumentos de precisión
- Ácido sulfúrico industrial (densidad relativa 1,84): 15 g/L
- Anhídrido crómico: 150 g/L
- Desperdicio de agua
Condiciones de funcionamiento de la solución de eliminación de óxido: temperatura de eliminación de óxido 80 ~ 90 ° C, tiempo de eliminación de óxido, 10 ~ 20 minutos.
7. Solución limpiadora para desengrasar, eliminar óxido, fosfatar y pasivar hierro y acero
Con el desarrollo de la industria, han surgido removedores de aceite y óxido multifuncionales “dos en uno”, removedores de aceite y óxido “tres en uno”, fosfatados o pasivadores.
Proceso de eliminación de óxido: Decapado para eliminación de óxido a temperatura ambiente durante 2 a 10 minutos, luego enjuagar con agua hasta neutralidad y finalmente realizar un tratamiento de prevención de óxido.
Su fórmula se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 1 Fórmula de la solución para eliminar óxido
| Nombre de la materia prima | Contenido 1% | perdona el nombre | Feliz/% |
| fosfato disódico de hidrógeno Nitrito de sodio Bicarbonato de sodio |
3.5 6.2 1 |
Glicerol Agua |
1.6 87,7 |
Esta solución de prevención de la oxidación tiene una gran capacidad de prevención de la oxidación, pero el tiempo de prevención de la oxidación es relativamente corto, por lo que es adecuada para la prevención de la oxidación entre procesos.
La solución “tres en uno” de desengrase, desoxidación y pasivación (o fosfatado) es adecuada para tratar equipos metálicos antes de pintar, logrando así el propósito de desengrasar, desoxidar y pasivar (o fosfatar). Sin embargo, no es adecuado cuando hay muchas incrustaciones y manchas de óxido intensas.
Composición “tres en uno” para desengrasar, desoxidar y pasivar:
- Ácido oxálico: 150 g/L
- Emulsionante: 10g/L
- Tiourea: 10g/L
- Desperdicio de agua
Las condiciones de trabajo son una temperatura de eliminación de óxido de 85 °C y un tiempo de eliminación de óxido de 2 a 2 minutos.
Composición de la solución desengrasante, desoxidante y fosfatante “tres en uno”:
- Ácido fosfórico: 50~300g/L
- Solución de ácido organosilícico MP: 0,1 g/L
- Tiourea: 3~5g/L
- Desperdicio de agua
Las condiciones de trabajo son una temperatura de 85°C y un tiempo de 2 a 3 minutos.
La composición de la solución desengrasante, desoxidante, fosfatado y pasivado “cuatro en uno” se muestra en la siguiente tabla.
| Fórmula “Cuatro en Uno”/(g/L) | Temperatura de eliminación de óxido/°C | Tiempo de eliminación de óxido/min | ||||
| Nombre del material | 1# | dos# | 1# | dos# | 1# | dos# |
| Ácido fosfórico (80% de contenido) | 110~180 | 110 | 50~60 | 55~65 | 25 | 5~15 |
| Oxido de zinc | 30~50 | 25 | ||||
| Nitrato de zinc | 150~170 | 150 | ||||
| Cloruro de magnesio | 15~30 | 3 | ||||
| Tartrato de potasio | 0,2 ~ 0,4 | 5 | ||||
| molibdato de amonio | 0,8 ~ 1,2 | 1 | ||||
| Dodecil sulfato de sodio | 20~40 | 30 | ||||
| Fosfato de manganeso | / | 10 | ||||
| Dicromato de potasio | / | 0,2 ~ 0,3 | ||||
| Agua | Residual | Residual | ||||
Tome la fórmula 2# como ejemplo, vierta una cierta cantidad de óxido de zinc en un recipiente y conviértalo en una pasta con agua destilada. Mientras revuelve, agregue ácido fosfórico hasta que se disuelva en dihidrógenofosfato de zinc transparente. Diluir con agua destilada hasta 2/3 del volumen total y luego agregar cantidades calculadas de nitrato de zinc, cloruro de magnesio, ácido fosfórico, ácido tartárico y dicromato de potasio. Después de agitar hasta que se disuelva, agregue la solución de molibdato de amonio que se disolvió en un recipiente pequeño en dos tandas y revuelva uniformemente. Finalmente añadir el agente limpiador 601 y diluir hasta alcanzar el volumen total.
El agente de limpieza 601 es un tensioactivo aniónico que tiene buena permeabilidad y humectabilidad, es fácilmente soluble en agua, resistente a los ácidos, resistente al calor y no reacciona con iones metálicos, por lo que es muy estable en solventes y se usa para eliminar aceite. El proceso de fosfatado “cuatro en uno” es el mismo que el principio general de fosfatado. La eliminación de aceite y de óxido se produce al mismo tiempo, y el ácido fosfórico tiene un efecto de absorción sobre el hierro, formando una densa película de fosfatación en la superficie del acero. El molibdato de amonio y el dicromato de potasio actúan como pasivadores.
La acidez libre de la solución de tratamiento “cuatro en uno” es de 17 a 25 puntos, la acidez total es de 170 a 220 puntos y la relación entre acidez libre y acidez total es (1:7) ~ (1:10).
Utilice una solución estándar de NaOH de 0,1 mol/l para valorar 10 ml de solución de fosfatación. Cuando se utiliza fenolftaleína como indicador, los mililitros de NaOH consumidos son el “punto” de acidez total. Cuando se utiliza naranja de metilo como indicador, los mililitros de NaOH consumidos son el número "puntual" de acidez libre.
Las piezas de acero con colores dorado y arcoíris se pueden procesar directamente. Si la contaminación por petróleo es grave, se puede agregar un emulsionante OP para aumentar la capacidad de descontaminación. Las piezas de acero con incrustaciones de óxido azul no se pueden tratar con este método porque las incrustaciones de óxido son demasiado espesas. La cantidad de sarro que este método puede disolver es de 7 a 10 g/m².
En la superficie de las piezas de acero tratadas con “cuatro en uno”, se forma una fina película de fosfatos insolubles de metales como el zinc, el hierro y el magnesio. Esta película tiene propiedades protectoras y puede adsorber pintura, lo que mejora la adhesión de la película de pintura y aumenta la capacidad de protección.
A continuación, presentaré dos fórmulas más “cuatro en uno” de soluciones desengrasantes, desoxidantes, fosfatadas y pasivadoras adecuadas para eliminar incrustaciones de óxido.
El proceso de la primera fórmula es más complejo que el de otras fórmulas. Se divide en dos etapas. El primer paso es eliminar el aceite y el óxido (incrustaciones de óxido) (consulte la fórmula en la tabla 1); El segundo paso es el tratamiento de fosfatación y pasivación (consulte la fórmula en la Tabla 2). Cabe destacar que después de quitar el aceite y el óxido, primero se debe enjuagar con agua. Tras la neutralidad hídrica se pueden realizar tratamientos de fosfatación y pasivación.
Tabla 1 Fórmula para eliminar aceite y óxido (incrustaciones de óxido)
| Fórmula para eliminar aceite y óxido. | Condiciones de trabajo para la solución de eliminación de aceite y óxido | ||
| Ingrediente | Feliz | Temperatura de eliminación de óxido /°C |
Tiempo de eliminación de óxido /min |
| Ácido Sulfúrico Industrial (Densidad Relativa 1,84) | 60~65 ml/l | 75~85 | 5~20 |
| tiourea | 5~7g/L | ||
| Dodecilbencenosulfonato de sodio | 20~50 ml/l | ||
| Agua | Residual | ||
Nota: La cantidad de ácido sulfúrico se puede aumentar si las incrustaciones de óxido son espesas.
Tabla 2 Fórmula de la solución de fosfatación y pasivación
| Formulación de fosfatado y pasivación. | Condiciones de Trabajo de Fosfatado y Pasivación | ||
| Ingredientes | Concentración/(g/L) | Temperatura de fosfatado /°C |
tiempo de fosfatado /min |
| Ácido fosfórico | 58 | 65~75 | |
| Oxido de zinc | 15 | ||
| Nitrato de zinc | 200 | ||
| Fosfato de dihidrógeno de cromo (calculado como dicromato de potasio) | 0,3~0,4 | ||
| Óxido de sulfato de titanio (no necesario para soldar) | 0,1 ~ 0,3 | ||
| Ácido tartárico | 5 | ||
| Dodecil sulfato de sodio | 15ml | ||
| emulsionante OP | 15ml | ||
| Agua | Residual | ||
Nota: La proporción de acidez libre a acidez total: (1:12) ~ (1:18)
Parámetros del proceso de fosfatación: use una dilución 1:1 de la solución de fosfatación con agua, el tiempo de tratamiento es de 15 a 30 minutos, la temperatura del tratamiento es de 10 a 60 °C y la acidez total es de 200 a 250 puntos.
Tiempo de secado: secado natural durante 24 horas o secado a 120°C durante 30~60 minutos. La apariencia de la película de fosfatación es de color gris oscuro, la película está densamente cristalizada, es continua y uniforme; el espesor de la película de fosfatación es de 5 a 8 μm; la adherencia es de grado I; la resistencia al impacto es de 500 N·cm; la prueba de caída de sulfato de cobre >150S; la prueba de inmersión en solución de cloruro de sodio >8h; prevención de oxidación en interiores (T20°C RH86%) >60 días.
8. Pasta decapante ácida
Se puede utilizar pasta decapante ácida para eliminar el óxido. El espesor de aplicación recomendado es de 1~2mm, con una cantidad de 2~3kg/m², y el tiempo total de eliminación de óxido es de 60 minutos. Después de quitar el óxido, enjuagar con agua.
Finalmente, seca con una mezcla de ácido acético y solución de amoníaco para ayudar a prevenir la oxidación. La fórmula de la pasta decapante ácida es la siguiente (proporcione la tabla):
Tabla 3 Fórmula de pasta decapante ácida para prevenir la oxidación
| Por cantidad de 300g /gramo |
Por cantidad de 300g /gramo |
||
| Ácido clorhídrico industrial (30% de concentración) | 4.3 | 1.2 | 1% |
| Ácido fosfórico (densidad relativa 17) | 18.6 | 0,2 | / |
| Ácido Sulfúrico Industrial (densidad relativa 1,84) | 40.3 | 5.5 | 5,33% |
| hexametilentetramina | 0,8 | 0.1 | 0,10% |
| Bentonita (120#) o tierra de diatomeas, ocre amarillo | 200 | 200 | 7,60% |
| ácido oxálico | / | / | 0,07% |
| lana de amianto | / | / | 6,50% |
| Agua | 36 | 93 | Residual |
