Recentemente, o departamento de proteção ambiental controlou rigorosamente as empresas de produção de decapagem, e alguns equipamentos e fábricas de processamento que não atendem aos requisitos de proteção ambiental foram ordenados a serem fechados ou demolidos para retificação.
Portanto, muitas pessoas ficaram preocupadas com os problemas relacionados à decapagem.
I. Definição e Classificação de Decapagem de Aço
1. Definição de decapagem
Os ácidos são removidos quimicamente das incrustações de óxido de ferro em uma determinada concentração, temperatura e velocidade, o que é chamado de decapagem.
2. Classificação de decapagem
De acordo com o tipo de ácido:
- Decapagem com ácido sulfúrico
- Decapagem com ácido clorídrico
- Decapagem com ácido nítrico
- Decapagem com ácido fluorídrico
A decapagem requer a seleção de diferentes meios dependendo do tipo de aço. Por exemplo, o aço carbono é decapado com ácido sulfúrico e ácido clorídrico, enquanto o aço inoxidável é decapado com uma mistura de ácido nítrico e ácido fluorídrico.
De acordo com a forma do aço:
- Decapagem de arame
- Forjamento de decapagem
- Decapagem de chapa de aço
- Decapagem de tiras de aço
De acordo com o tipo de equipamento de decapagem:
- Decapagem de tanque
- Decapagem semicontínua
- Decapagem contínua completa
- Decapagem de torre
Ⅱ. Método de remoção de incrustações de óxido de ferro
Método de remoção de incrustações de óxido de ferro, incluindo: Métodos mecânicos, químicos e eletroquímicos.
Método mecânico:
- Polimento
- Moagem de barril
- Lavagem com água de alta pressão
- Escovação
- Jateamento
- Jato de areia
- Quebra de escala
Método químico:
Substâncias químicas como ácidos e álcalis são usadas para reagir quimicamente com a incrustação na superfície do aço para removê-la.
Método eletroquímico:
Durante a decapagem, corrente contínua é aplicada em ambos os lados do aço imerso na solução ácida através do eletrodo para acelerar a remoção da incrustação.
Ⅲ. A principal forma de decapagem de aço
Atualmente, existem três métodos principais de decapagem de aço no mundo:
- Decapagem de aço em peça única (decapagem de aço, decapagem de bobina única, decapagem de fio de feixe único)
- Decapagem contínua
- Decapagem semicontínua
A decapagem de aço em peça única é o método de decapagem mais primitivo e simples.
Sua característica é que não necessita abrir a bobina.
Toda a bobina de fio ou bobina de aço solta é decapada e depois içada na piscina para lavagem.
Devido à má qualidade da decapagem, à baixa eficiência da produção, principalmente à poluição ambiental, ela está sendo vigorosamente eliminada.
A decapagem contínua é um tipo de método de decapagem de alto rendimento, alta qualidade e rápido desenvolvimento.
É equipado com máquina de solda e dispositivo laçador na unidade, para que a seção do processo não pare quando a bobina for trocada para garantir o funcionamento contínuo da unidade.
Mas a unidade é longa, o equipamento é complicado e o investimento é alto.
Existem dois tipos principais de linhas de decapagem contínua, que são unidades de decapagem horizontais contínuas e unidades de decapagem em torre contínua.
A decapagem semicontínua é relativa à decapagem contínua e de peça única.
Como não é necessário montar uma máquina de solda (ou uma máquina de solda simples como uma máquina de costura) e um laçador de grande capacidade, é necessário parar a máquina ao trocar a bobina.
Este método é mais adequado para a produção de 200.000 a 900.000 t/a.
Fig.1 Diagrama de layout da linha de produção da unidade de decapagem push-pull
Fig.2 Diagrama de layout da linha de produção da unidade de decapagem contínua completa
À medida que os padrões de vida das pessoas melhoram, aumenta a procura de um ambiente mais limpo. Para atender a essa necessidade, novas tecnologias e linhas de produção com alta eficiência, sem poluição e de boa qualidade para remoção de óxidos de ferro estão constantemente surgindo.
Em 20 de julho de 2013, com a bobina de decapagem sem rolo sendo retirada da linha de produção do laminador a quente do Taiyuan Iron and Steel Group, a primeira linha de tratamento sem decapagem de superfície de bobina de aço da China foi oficialmente colocada em produção.
No passado, o tratamento superficial das bobinas de aço tinha que ser completado por decapagem e lubrificação, o que acarretava altos custos de produção, causava poluição ambiental e resultava em problemas de descarte de resíduos.
A recém-desenvolvida linha de tratamento sem decapagem utiliza a nova tecnologia de tratamento EPS, que elimina o processo de decapagem das bobinas de aço, elimina a geração de resíduos, recicla todos os meios e torna a superfície das bobinas de aço mais limpa e resistente à corrosão. .
A tecnologia de patente EPS é desenvolvida com base na tecnologia SCS. O princípio básico é usar um dispositivo especial para processamento de EPS em um espaço fechado. As superfícies superior e inferior da placa de aço são pulverizadas com o meio de trabalho EPS, uma mistura feita de granalha de aço e água, e o óxido ou incrustação na superfície da placa de aço é removido sob uma certa força de pulverização sem qualquer óxido remanescente.
Portanto, a superfície da chapa de aço pode ficar lisa e limpa, o que é chamado de superfície “verde”.
Ⅳ. O Princípio da Decapagem de Aço
A decapagem é o processo de remoção química da incrustação da superfície do metal, por isso também é chamada de decapagem química. As escamas (Fe203, Fe304, Fe0) formadas na superfície da tira são todas óxidos alcalinos insolúveis em água. Quando o metal é imerso em uma solução ácida ou pulverizado com uma solução ácida na superfície, esses óxidos básicos sofrem uma série de alterações químicas com os ácidos.
Fig.3 Estrutura da escala de óxido de ferro
A incrustação na superfície do aço estrutural de carbono ou do aço de baixa liga é solta, porosa e rachada. Além disso, a incrustação é repetidamente dobrada, endireitada e transportada junto com a tira na unidade de decapagem, o que aumenta e expande ainda mais as fissuras dos poros.
Portanto, embora a solução ácida reaja quimicamente com a incrustação de óxido de ferro, ela também reage com o ferro base do aço através de fissuras e poros. Ou seja, no início da decapagem ocorrem três tipos de reações químicas entre a incrustação de óxido de ferro, o ferro metálico e a solução ácida.
- A incrustação de óxido de ferro é dissolvida por reação química com ácido (dissolução).
- O ferro metálico reage com o ácido para gerar hidrogênio e descasca mecanicamente a incrustação (efeito de peeling mecânico).
- O hidrogênio atômico gerado reduz os óxidos de ferro a óxidos ferrosos que são propensos à ação ácida e depois removidos pela ação do ácido (redução).
Ⅴ. Decapagem com ácido clorídrico vs. Decapagem com ácido sulfúrico
O ácido clorídrico é o meio de decapagem mais utilizado, com uma proporção maior que o ácido sulfúrico na produção real.
O ácido clorídrico pode dissolver todas as incrustações sem gerar resíduos de decapagem e basicamente não corrói o metal base, resultando em uma superfície lisa e prateada após a decapagem.
Esse método apresenta vantagens como boa qualidade do produto, alta capacidade de produção, menor perda de metais e ácidos e baixo custo.
A perda de ferro da decapagem com ácido clorídrico é 20% menor do que a da decapagem com ácido sulfúrico, com uma taxa de perda de ferro de 0,4% a 0,5% em comparação com 0,6% a 0,7% do ácido sulfúrico.
Além disso, a decapagem com ácido clorídrico é 2 vezes mais rápida que a decapagem com ácido sulfúrico.
Nos últimos anos, a decapagem com ácido clorídrico tem sido amplamente utilizada devido ao desenvolvimento da tecnologia de regeneração ácida que recupera e trata o ácido residual do ácido clorídrico.
VI. Formulação para remoção de ferrugem em decapagem de ferro e aço
1. Solução de remoção de ferrugem de óxido de ferro e aço fundido
- Ácido sulfúrico industrial (densidade relativa 1,84): 75~100g/L
- Sal de mesa: 200~500g/L
- Inibidor de corrosão KC: 3~5g/L
- Ácido clorídrico industrial (densidade relativa 1,18): 110~150g/L
- Temperatura de decapagem: 20~60°C
- Tempo de decapagem: 5~10min
Este removedor de ferrugem à temperatura ambiente limpa rapidamente a ferrugem e a oxidação das superfícies de ferro e também possui propriedades desengordurantes. A sua composição e condições de funcionamento são as seguintes:
- Ácido sulfúrico industrial (densidade relativa 1,84): 150~200g/L
- Hexametilenotetramina: 3g/L
- Trietanolamina: 2g/L
- Ácido clorídrico industrial (conteúdo de 30%): 200~300g/L
- Sal de mesa: 200~300g/L
- Temperatura de remoção de ferrugem: 15 ~ 25°C
- Dodecil Sulfato de Sódio: 10g/L
- Tempo de remoção de ferrugem: 2 ~ 5min
Nota: O sal de cozinha controla a ação corrosiva do H2SO4 em aço carbono, aço cromo e aço cromo níquel e também atua como inibidor de poeira.
Para evitar névoa ácida, adicione um supressor de névoa a 10%.
Esta solução de remoção de ferrugem funciona rapidamente e, à temperatura ambiente, a remoção de ferrugem não leva mais de 10 minutos. Graças ao inibidor de poeira e cinzas, a superfície metálica fica limpa e apresenta uma superfície branco-acinzentada após a decapagem.
A Refinaria, que lida com tubos de aço de 200m, Φ200mm~300mm revestidos com borracha, primeiro realizou a remoção de ferrugem interna de tubos usando este removedor de ferrugem, que provou ser muito eficaz. Todos os revestimentos de borracha passaram na inspeção.
2. Solução de remoção de ferrugem para refrigerador de água de aço carbono
Antes de aplicar um revestimento resistente à corrosão em um refrigerador de água de aço carbono, ele precisa ser decapado para remover a ferrugem. A composição da solução de lavagem é a seguinte (fração de massa):
- Ácido Clorídrico Industrial: 48,6~64,6%
- Água Industrial: 51,4~35,4% (conteúdo de 30%)
- Hexametilenotetramina: 0,3% da solução ácida
Processo de decapagem: Decapagem à temperatura ambiente por 30 ~ 60 minutos e depois enxágue com água até ficar neutro. Por fim, realize a fosfatação ou passivação. Esta fórmula é amplamente utilizada internamente para remoção de ferrugem em trocadores de calor resfriados a água, com bons resultados de revestimento.
3. Solução grande para remoção de ferrugem de óxido de ferro e aço
- Ácido Clorídrico Industrial (30%): 350g/L
- Anilina: 0,3g/L
- Hexametilenotetramina: 0,8g/L
- Água: Resíduo
- Ácido acético: 0,8g/L
Processo de remoção de ferrugem: A uma temperatura de 30~50°C, remova a ferrugem por 1 hora, depois enxágue com água até que o valor do pH seja 7. Finalmente, usando uma solução de nitrito de sódio a 10% a uma temperatura de 30~40°C, passivate por 30 minutos para evitar ferrugem.
4. Solução de remoção de ferrugem de aço de alta liga
- Ácido clorídrico industrial (30%): 12~28g/L
- Rohdina: 1~2g/L
- Ácido nítrico (densidade relativa 1,33~1,38): 110~120g/L
- Água: Resíduo
Processo de remoção de ferrugem: A uma temperatura de 40~50°C, remova a ferrugem por 15~16 minutos e depois enxágue com água. Esta fórmula é adequada principalmente para remoção de ferrugem de aços de alta liga.
5. Solução de remoção de ferrugem leve (fração de massa)
- Anidrido crômico: 15
- Água: 76,5
- Ácido Fosfórico: 8,5
Processo de decapagem: Aqueça a solução de remoção de ferrugem a 85 ~ 95 ° C e deixe marinar por 2 a 3 minutos para remover a ferrugem. Esta fórmula é adequada principalmente para a remoção de ferrugem leve de peças de precisão, rolamentos e similares.
6. Removedor de ferrugem para instrumentos e peças de precisão
- Ácido sulfúrico industrial (densidade relativa 1,84): 15g/L
- Anidrido Crômico: 150g/L
- Água: Resíduo
Condições operacionais da solução de remoção de ferrugem: Temperatura de remoção de ferrugem 80 ~ 90 ° C, tempo de remoção de ferrugem, 10 ~ 20 minutos.
7. Solução de desengorduramento, remoção de ferrugem, fosfatização e limpeza de passivação de ferro e aço
Com o desenvolvimento da indústria, surgiram removedores multifuncionais de remoção de óleo e ferrugem “dois em um”, remoção de óleo “três em um”, remoção de ferrugem, fosfatação ou passivação.
Processo de remoção de ferrugem: Remoção de ferrugem em decapagem à temperatura ambiente por 2 a 10 minutos, depois enxágue com água até ficar neutro e, finalmente, execute o tratamento de prevenção de ferrugem.
Sua fórmula é mostrada na tabela a seguir:
Tabela 1 Fórmula da solução para remoção de ferrugem
| Nome da matéria-prima | Conteúdo 1% | Perdoe o nome | Contente/% |
| Hidrogenofosfato dissódico Nitrito de sódio Bicarbonato de Sódio |
3.5 6.2 1 |
Glicerol Água |
1.6 87,7 |
Esta solução de prevenção de ferrugem tem forte capacidade de prevenção de ferrugem, mas o tempo de prevenção de ferrugem é relativamente curto, por isso é adequada para prevenção de ferrugem entre processos.
A solução “três em um” de desengorduramento, remoção de ferrugem e passivação (ou fosfatação) é adequada para tratamento de equipamentos metálicos antes da pintura, atingindo assim o objetivo de desengorduramento, remoção de ferrugem e passivação (ou fosfatização). No entanto, não é adequado quando há muitas incrustações e manchas de ferrugem intensas.
Composição “três em um” para desengorduramento, remoção de ferrugem e passivação:
- Ácido Oxálico: 150g/L
- Emulsionante: 10g/L
- Tiouréia: 10g/L
- Água: Resíduo
As condições de trabalho são temperatura de remoção de ferrugem de 85°C, tempo de remoção de ferrugem de 2 a 2 minutos.
Composição da solução de desengorduramento, remoção de ferrugem e fosfatização “três em um”:
- Ácido Fosfórico: 50~300g/L
- Solução de ácido organossilício MP: 0,1g/L
- Tiouréia: 3~5g/L
- Água: Resíduo
As condições de trabalho são uma temperatura de 85°C e um tempo de 2 a 3 minutos.
A composição da solução “quatro em um” de desengorduramento, remoção de ferrugem, fosfatação e passivação é mostrada na tabela a seguir.
| Fórmula “Quatro em Um”/(g/L) | Temperatura de remoção de ferrugem/°C | Tempo de remoção de ferrugem/min | ||||
| Nome do material | 1# | 2# | 1# | 2# | 1# | 2# |
| Ácido fosfórico (conteúdo de 80%) | 110~180 | 110 | 50~60 | 55~65 | 25 | 5~15 |
| Óxido de zinco | 30~50 | 25 | ||||
| Nitrato de Zinco | 150~170 | 150 | ||||
| Cloreto de magnésio | 15~30 | 3 | ||||
| Tartarato de Potássio | 0,2~0,4 | 5 | ||||
| Molibdato de amônio | 0,8~1,2 | 1 | ||||
| Dodecilsulfato de sódio | 20~40 | 30 | ||||
| Fosfato Manganoso | / | 10 | ||||
| Dicromato de Potássio | / | 0,2~0,3 | ||||
| Água | Residual | Residual | ||||
Tome a fórmula 2 # como exemplo, despeje uma certa quantidade de óxido de zinco em um recipiente e transforme-o em uma pasta com água destilada. Enquanto mexe, adicione ácido fosfórico até que ele se dissolva em dihidrogenofosfato de zinco transparente. Diluir com água destilada até 2/3 do volume total e, em seguida, adicionar quantidades calculadas de nitrato de zinco, cloreto de magnésio, ácido fosfórico, ácido tartárico e dicromato de potássio. Depois de mexer até dissolver, adicione a solução de molibdato de amônio que foi dissolvida em um pequeno recipiente em dois lotes e mexa uniformemente. Por fim, adicione o agente de limpeza 601 e dilua até o volume total.
O agente de limpeza 601 é um surfactante aniônico, que possui boa permeabilidade e molhabilidade, é facilmente solúvel em água, resistente a ácidos, resistente ao calor e não reage com íons metálicos, por isso é muito estável no solvente e é usado para remoção de óleo. O processo de fosfatação do “quatro em um” é igual ao princípio geral de fosfatação. A remoção do óleo e a remoção da ferrugem ocorrem ao mesmo tempo, e o ácido fosfórico tem um efeito de imersão no ferro, formando uma densa película de fosfatação na superfície do aço. O molibdato de amônio e o dicromato de potássio atuam como passivadores.
A acidez livre da solução de tratamento “quatro em um” é de 17 a 25 pontos, a acidez total é de 170 a 220 pontos e a proporção entre acidez livre e acidez total é (1:7) ~ (1:10) .
Use solução padrão de NaOH 0,1mol/L para titular 10mL de solução de fosfatação. Quando a fenolftaleína é usada como indicador, os mililitros de NaOH consumidos são o “ponto” da acidez total. Quando o laranja de metila é usado como indicador, os mililitros de NaOH consumidos são o número “ponto” de acidez livre.
Peças de aço com cores douradas e arco-íris podem ser processadas diretamente. Se a poluição por óleo for grave, o emulsificante OP pode ser adicionado para aumentar a capacidade de descontaminação. Peças de aço com incrustações de óxido azul não podem ser tratadas com este método porque a incrustação de óxido é muito espessa. A quantidade de incrustações que este método pode dissolver é de 7~10g/m².
Na superfície das peças de aço tratadas com “quatro em um”, forma-se uma fina película de fosfatos insolúveis de metais como zinco, ferro e magnésio. Este filme possui propriedades protetoras e pode adsorver tinta, o que melhora a adesão do filme de tinta e aumenta a capacidade de proteção.
A seguir, apresentarei mais duas fórmulas “quatro em um” de soluções de desengorduramento, remoção de ferrugem, fosfatização e passivação adequadas para remover incrustações de óxido.
O processo da primeira fórmula é mais complexo que outras fórmulas. Está dividido em duas etapas. O primeiro passo é remover óleo e ferrugem (incrustações de óxido) (ver tabela 1 para a fórmula); a segunda etapa é o tratamento de fosfatação e passivação (ver tabela 2 para a fórmula). Deve-se observar que após a remoção do óleo e da ferrugem, deve-se primeiro enxaguar com água. Após a neutralidade da água, podem ser realizados tratamentos de fosfatação e passivação.
Tabela 1 Fórmula para remoção de óleo e ferrugem (incrustações de óxido)
| Fórmula para remoção de óleo e ferrugem | Condições de trabalho para solução de remoção de óleo e ferrugem | ||
| Ingrediente | Contente | Temperatura de remoção de ferrugem /°C |
Tempo de remoção de ferrugem /min |
| Ácido Sulfúrico Industrial (Densidade Relativa 1,84) | 60~65mL/L | 75~85 | 5~20 |
| Tiouréia | 5~7g/L | ||
| Sulfonato de Dodecilbenzeno de Sódio | 20~50mL/L | ||
| Água | Residual | ||
Nota: A quantidade de ácido sulfúrico pode ser aumentada se a incrustação de óxido for espessa.
Tabela 2 Fórmula da solução de fosfatização e passivação
| Formulação de Fosfatização e Passivação | Condições de Trabalho de Fosfatização e Passivação | ||
| Ingredientes | Concentração/(g/L) | Temperatura de Fosfatização /°C |
Tempo de fosfatação /min |
| Ácido fosfórico | 58 | 65~75 | |
| Óxido de zinco | 15 | ||
| Nitrato de Zinco | 200 | ||
| Fosfato de Dihidrogênio Cromo (calculado como Dicromato de Potássio) | 0,3~0,4 | ||
| Óxido de Sulfato de Titânio (não necessário para soldagem) | 0,1~0,3 | ||
| Ácido tartárico | 5 | ||
| Dodecilsulfato de sódio | 15mL | ||
| Emulsionante OP | 15mL | ||
| Água | Residual | ||
Nota: A proporção entre acidez livre e acidez total: (1:12) ~ (1:18)
Parâmetros do processo de fosfatação: Use uma diluição 1:1 da solução de fosfatação com água, o tempo de tratamento é de 15 a 30 minutos, a temperatura de tratamento é de 10 a 60 ° C, a acidez total é de 200 a 250 pontos.
Tempo de secagem: secagem natural por 24 horas ou secagem a 120°C por 30~60 minutos. A aparência do filme de fosfatização é cinza escuro, o filme é densamente cristalizado, contínuo e uniforme; a espessura do filme de fosfatização é de 5 ~ 8μm; a adesão é grau I; a resistência ao impacto é de 500N·cm; o teste de queda de sulfato de cobre >150S; o teste de imersão em solução de cloreto de sódio >8h; prevenção de ferrugem em ambientes internos (T20°C RH86%) >60 dias.
8. Pasta de decapagem ácida
Pasta de decapagem ácida pode ser usada para remover ferrugem. A espessura de aplicação recomendada é de 1~2mm, com quantidade de 2~3kg/m², e o tempo total de remoção de ferrugem é de 60 minutos. Após a remoção da ferrugem, enxágue com água.
Por fim, seque com uma mistura de ácido acético e solução de amônia para auxiliar na prevenção da ferrugem. A fórmula da pasta de decapagem ácida é a seguinte (forneça a tabela):
Tabela 3 Fórmula de pasta de decapagem ácida para prevenção de ferrugem
| Por quantidade de 300g /g |
Por quantidade de 300g /g |
||
| Ácido Clorídrico Industrial (concentração de 30%) | 4.3 | 1.2 | 1% |
| Ácido Fosfórico (densidade relativa 17) | 18,6 | 0,2 | / |
| Ácido Sulfúrico Industrial (densidade relativa 1,84) | 40,3 | 5.5 | 5,33% |
| Hexametilenotetramina | 0,8 | 0,1 | 0,10% |
| Bentonita (120#) ou Terra Diatomácea, Amarelo Ocre | 200 | 200 | 7,60% |
| Ácido oxálico | / | / | 0,07% |
| Lã de amianto | / | / | 6,50% |
| Água | 36 | 93 | Residual |
