1、1不銹鋼熱軋鋼卷銹皮酸洗性質研究 2酸洗原理及 影響鋼材酸洗因素廠內主要鋼種酸洗性質研究結論3 前言：鋼胚經熱軋及后續冷卻均會有銹皮生成，為了制作冷軋鋼片或其它用途，需要把銹皮去除。由于鋼材本身的特性和酸液的種類、濃度、溫度和其它影響酸洗之條件含蓋范圍甚廣，故此處僅對廠內大宗鋼種作研究。4酸洗的原理：鋼材經氧化后銹皮一般均有三種組成：FeO、Fe3O4、Fe2O3，由于含氧量的不同，Fe2O3在最外層，依銹皮模式在酸洗時應由Fe2O3先溶解，Fe3O4次之，FeO最后溶解。但是因為鋼材銹皮實際上會有縫隙、孔洞等缺陷，酸液會經這些缺陷到達內部進行溶解，而銹皮在酸液中FeO溶解速率最快，Fe3O4

2、次之，Fe2O3最慢。所以鋼材內部銹皮的酸洗是靠溶解來進行，外層銹皮則部分靠剝離來進行。5銹皮截面照銹皮截面照母材銹皮6影響鋼材酸洗因素：一、銹皮：i.銹皮厚度：ii.銹皮的組成：iii.銹皮缺陷率：7二、酸液的濃度、溫度、 鐵離子含量、酸洗抑制 劑的添加量及鋼卷在酸 洗時的輸送速度。81.酸洗時間的影響： 酸洗初期銹皮解離速率最快， 溶解至接近母材時溶解速率才 降低，至溶解至母材時溶解速 率漸趨于定值，如圖一所示。 9圖一 銹皮與酸洗時間關系重量損失溶解速率102.酸液溫度的效應： 氧化銹皮的溶解速率，隨溫度 的增加而增加，由圖二所示， 酸液的溫度效應比濃度效應更 明顯。11圖二 酸液溫度的

3、效應123.氫氟酸（HF）濃度效應： 氫氟酸為弱酸，不易解離 銹皮，但固定硝酸濃度加 入不同濃度氫氟酸時，溶 解銹皮速率隨著氫氟酸濃 度的增加而急遽的增加。13圖三 氫氟酸濃度增加溶解銹皮速率急遽的增加144.硝酸濃度效應： 不銹鋼于硝酸溶液中會生成鈍態Cr2O3皮膜，抑制腐蝕，但加入氫 氟酸后溶解速率增加，由圖四所 示，銹皮的酸洗速率隨著HNO3 濃度增加而增加，濃度超過1.5M以上時，反而下降。15圖四 銹皮的酸洗速率與HNO3濃度關系165.金屬離子的影響： 酸液中隨著銹皮溶解，金屬濃度隨 之增加，如圖五所示，影響溶解速 率最大為鐵離子、鉻離子次之、鎳 離子最小，主要為鐵、鉻離子易與 氫

4、氟酸形成錯化物，降低氫氟酸的 效用。17圖五 金屬濃度影響溶解速率FeCrNi18廠內主要鋼種酸洗性質研究 此次報告之鋼種 3040130401 2020020200 316L1316L1 2020120201 4300143001195種鋼種廠內成份規范鋼種CSiMnCrNiMoCuN304010.0450.51.218.158.08LOWLOW0.038.3316L10.0180.60.916.3010.12.1LOWLOW7.7430010.040.30.516.2LOWLOW-0.06-202000.080.358.714.21.3LOW1.80.1-7.9202010.0450.57

5、.815.04.1LOW1.60.045-2.920廠內黑皮銹皮經EDS分析成份如下鋼種OCrFeNiMn3040130.5712.8451.754.59-316L128.5118.3742.199.91-2020126.5413.8550.643.155.102020025.9517.2149.18-6.594300129.8119.1449.43-1.63*43001為退火后材質。*經分析銹皮內外組成成份亦略有不同， 此部分須另行研究。21以廠內43001鋼種為例：22 430鋼種銹皮中錳含量LISCANE分布圖23 430鋼種銹皮中鉻含量LISCANE分布圖24委托中山以XRD分析銹皮成

6、份1.分析430黑皮鋼卷與經BAF退火后 鋼卷兩組銹皮組成成份結果，如表一所示。25表一 BAF退火前后之430黑皮銹皮組成比較Scale成份BAF退火前BAF退火後Fe3O4YYMn3O4NYFeCr2O4NY*結果Y表示含有該成份，N表示無該成份262.3/1 AP酸洗430鋼種，共3卷鋼 卷酸洗后殘留數十米綠色銹皮， 經XRD分析為高量Cr2O3組織， 缺陷主要出現于黑皮鋼卷外圈數 十米處，且均為BAF退火同一爐 次，原因為第一次退火升溫至718時，因Thermal Couple故障 而暫停并緩慢降溫，后續實施第 二次正常退火。27綠色銹皮層缺鉻層基材 酸洗后外圈殘留數十米綠色銹皮經XR

7、D分析為高量Cr2O3組織28 92年4月產出202鋼種鋼卷，于AP產線極易酸洗過度，經送中山 大學作XRD分析，與1AS22122（去年產出20201銹皮試片）為AP產線可正常產出鋼卷比較，如表二 所示。以廠內202鋼種實例：29表二：中山大學分析結果Scale成份試片類別20200銹皮試片24S4349920201銹皮試片24S4359920201銹皮試片1AS22122Fe2O3YYNFe3O4YYYMn3O4NNYFeCr2O4YYY(Fe0.6Cr0.4)2O3NYNCr0.19Fe0.7Ni0.11NNNFeNiNNN*結果Y表示含有該成份，N表示無該成份30廠內各鋼種黑皮鋼卷退火

8、酸洗比較：30401316L1430012020020201固溶化處理10101150急冷10101150急冷830爐冷10101120急冷10101120急冷高溫氧化性難氧化，難氧化，銹皮致銹皮致密密難氧化，難氧化，銹皮致銹皮致密密難氧化，銹難氧化，銹皮致密皮致密易氧化，易氧化，銹皮松散銹皮松散易氧化，易氧化，銹皮松散銹皮松散酸酸液液濃濃度度HNO31202012020120201002012020HF40540510551105LSD90.0480.2077.0095.8195.85*酸濃度數據參考AP3產線生產制程標準31結論：1.銹皮Cr含量最高的430鋼種，銹皮經BAF退火 后形成致密組織，銹皮層與母材交界處Cr含 量異常增加，故此富Cr層為難酸洗之主因， 須仰賴噴砂去除，才有利于后續酸洗。2.20200及20201銹皮雖分別含有13.85%、17.21%之Cr含量，但因銹皮松散及較易酸洗之Mn含 量分