ES2272699T3

ES2272699T3 - Tecnica de decapado con peroxido de hidrogeno para aceros inoxidables.

Info

Publication number: ES2272699T3
Application number: ES02721700T
Authority: ES
Inventors: Vijay N. Madi; Jerald W. Leeker; Clayton A. Vanscoy
Original assignee: AK Steel Properties Inc
Current assignee: Cleveland Cliffs Steel Properties Inc
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2007-05-01
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: US20020174880A1; WO2002081777A1; ZA200307743B; EP1381714A1; CA2443695A1; MXPA03009219A; JP2004524448A; BR0208749B1; BR0208749A; CN1244717C; CN1505696A; JP4175463B2; DE60215629D1; US6645306B2; KR20030088127A; AU2002252617B2; EP1381714B8; EP1381714B1; ATE343663T1; DE60215629T2

Abstract

Un procedimiento para decapar una tira de acero inoxidable de manera continua que comprende las etapas de: a) inmersión de dicha tira en un tanque de pre-decapado, conteniendo dicho tanque una solución de pre-decapado compuesta por ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico; b) sumergir dicha tira después de la etapa a en un tanque de decapado, conteniendo dicho tanque una solución de decapado compuesta por ácido sulfúrico, ácido fluorhídrico y peróxido de hidrógeno estabilizado y c) eliminar el calor de la solución de decapado de la etapa b.

Description

Técnica de decapado con peróxido de hidrógeno para aceros inoxidables.

Esta solicitud se basa y reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional U.S. con No. de serie
60/282.565, Vijay N. Madi, Jerald W. Leeker, Clayton A. Van Scoy, presentada el 9 de abril de 2001.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un procedimiento para decapar acero de aleaciones ferrosas (aceros inoxidables). Más en particular, esta invención se refiere a un procedimiento para decapar tiras de acero inoxidable laminadas en caliente y templadas que usan una solución decapante que comprende peróxido de hidrógeno.

Antecedentes

El templado de la tira de acero inoxidable puede dar como resultado la formación de óxidos en la superficie del acero. Estos óxidos, compuestos por hierro, cromo, níquel y otros óxidos metálicos asociados, deberían eliminarse antes de utilizar el acero. Sin embargo, los óxidos del acero inoxidable son resistentes a la mayoría de los tratamientos ácidos más comunes. Estos óxidos se adhieren fuertemente al metal base, requiriendo además craqueo mecánico por incrustación tal como granallado, flexión en rollos o nivelación de la tira de acero o tratamiento con baño electrolítico y/o sal fundida para soltar estos óxidos o hacer que la superficie sea más porosa antes del decapado. Tradicionalmente, los óxidos de la superficie del acero inoxidable se han eliminado, o "decapado", usando ácido nítrico en combinación con ácido fluorhídrico.

Se desea un procedimiento para decapar aceros inoxidables que elimine el uso de ácido nítrico.

El documento US 5.908.511 describe un procedimiento para decapar acero inoxidable en el que el material a tratar se sitúa en un baño compuesto por H_{2}SO_{4}, Fe^{3+}, HF, H_{2}O_{2} estabilizado y varios aditivos. Aire y H_{2}O_{2} estabilizado alimentan continuamente el baño para mantener el potencial redox \geq 250 mV.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para decapar tiras de acero inoxidable laminadas en caliente, laminadas en caliente y templadas y laminadas en frío y templadas de manera continua según la reivindicación 1. El procedimiento comprende la inmersión de la tira de acero inoxidable en un tanque de pre-decapado que contiene una solución compuesta por ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico. La tira se sumerge después en un tanque de decapado que contiene una solución que comprende ácido sulfúrico, ácido fluorhídrico y peróxido de hidrógeno estabilizado. En una forma de realización, el tanque de pre-decapado (tanque 1 de la figura 1) contiene de 90 g/l a 200 g/l de ácido sulfúrico y de 10 g/l a 60 g/l de ácido fluorhídrico. La solución del tanque de pre-decapado se mantiene a una temperatura de 54ºC a 77ºC. El tanque de decapado (tanque 3 de la figura 1) comprende una mezcla de peróxido de hidrógeno estabilizado, ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico. En una forma de realización específica, el tanque de decapado (tanque 3 de la figura 1) comprende una mezcla de peróxido de hidrógeno estabilizado en una concentración de 5 g/l a 50 g/l, ácido sulfúrico en una concentración de 20 g/l a 60 g/l y ácido fluorhídrico en una concentración de 2 g/l a 50 g/l. En otra forma de realización, la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado es de 20 g/l a 40 g/l. En una forma de realización preferida, la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado es de 25 g/l a 35 g/l. En otra forma de realización, la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado es de 5 g/l a menos de 10 g/l. La solución del tanque de decapado se mantiene a una temperatura de 20ºC a 60ºC y preferentemente a una temperatura de 35ºC a 50ºC.

Antes de sumergir la tira de acero en el tanque de decapado, la tira debe depurarse, usando preferentemente una máquina depuradora con cepillo. Además, la tira puede también sumergirse en un tanque de lavado inmediatamente antes de depurarse. El tanque de lavado contiene una solución compuesta por peróxido de hidrógeno, ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico, que es la solución decapante que rebosa del tanque de decapado que se canaliza de vuelta al tanque de lavado.

En una forma de realización aparte, aparecen un dispositivo de filtración y un intercambiador de calor en la parte externa y acoplados al tanque de decapado. El sistema de filtración y el intercambiador de calor se disponen en un bucle de recirculación de modo que en cualquier momento, una parte de la solución del tanque de decapado circule a través del sistema de filtración y el intercambiador de calor. La solución resultante se deposita de nuevo sobre el tanque de decapado a través de al menos una boquilla localizada en el tanque de decapado.

Breve descripción de los dibujos

Fig. 1: Esquema 1: Esquema de doble tanque básico para decapado con peróxido de hidrógeno de acero inoxidable.

Fig. 2: Esquema 2: Esquema de decapado con peróxido de hidrógeno de acero inoxidable con tratamiento intermedio de un tanque de lavado seguido de una máquina depuradora con cepillo.

Fig. 3: Esquema 3: Esquema de decapado con peróxido de hidrógeno de acero inoxidable con tratamiento intermedio de un tanque de lavado seguido de un aparato depurador con cepillo y en el que el tanque 3 está equipado con una unidad de filtración y un intercambiador de calor.

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Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para decapar tiras de acero inoxidable laminadas en caliente, laminadas en caliente y templadas y laminadas en frío y templadas de manera continua según la reivindicación 1. El procedimiento comprende al menos un tanque de pre-decapado y al menos un tanque de decapado y, opcionalmente, incluye un tanque con una depuradora con cepillo, un tanque de lavado, una unidad de filtración y un intercambiador de calor. En el esquema básico (véase figura 1), la tira de acero se sumerge primero en al menos un tanque de pre-decapado (tanque 1 de la figura 1). La solución que contiene el tanque de pre-decapado (tanque 1 de la figura 1) está compuesta de una mezcla de ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico. En una forma de realización, el ácido sulfúrico está en una concentración de 90 g/l a 200 g/l y el ácido fluorhídrico, en una concentración de 10 g/l a 60 g/l. Esta solución se mantiene a una temperatura elevada de 54ºC a 77ºC. El tanque de decapado (tanque 3 de la figura 1) comprende una mezcla de peróxido de hidrógeno estabilizado, ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico. En una forma de realización específica, el tanque de decapado (tanque 3 de la figura 1) contiene una mezcla de peróxido de hidrógeno estabilizado en una concentración de 5 g/l a 50 g/l, ácido sulfúrico en una concentración de 20 g/l a 60 g/l y ácido fluorhídrico en una concentración de 2 g/l a 50 g/l. En otra forma de realización, la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado es de 20 g/l a 40 g/l. En una forma de realización preferida, la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado es de 25 g/l a 35 g/l. En otra forma de realización, la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado es de 5 g/l a menos de 10 g/l. La solución del tanque de decapado se mantiene a una temperatura de 20ºC a 60ºC y preferentemente a una temperatura de 35ºC a
50ºC.

Además de la forma de realización mostrada para el procedimiento de decapado básico de la figura 1, pueden añadirse más etapas opcionales a este procedimiento de decapado. Una forma de realización incluye la adición de un tanque depurador con cepillo y un tanque de lavado al procedimiento de decapado. El tanque depurador con cepillo sirve para eliminar mecánicamente, al menos en parte, óxidos (incrustación) de la tira de acero inoxidable, El tanque de lavado (tanque 2 de la figura 2), recibe la solución decapante que rebosa del tanque 3. En el tanque de lavado, el óxido de la tira de acero, que proviene del tanque 1 puede comenzar a reaccionar con el peróxido de hidrógeno que contiene la solución decapante. La etapa de depuración con cepillo posterior (depurador con cepillo de la figura 2) elimina mecánicamente el óxido de la superficie de la tira. Estas etapas adicionales previenen que gran parte del óxido entre en el tanque 3.

En la figura 3 se muestra una forma de realización más del procedimiento de decapado básico. El procedimiento de decapado es una reacción exotérmica en el tanque 3. El calor producido por el procedimiento de decapado puede ser debido en parte a la reacción de partículas de óxido sueltas en el tanque con la solución de decapado. Por lo tanto, para minimizar el aumento de temperatura y la degradación de peróxido de hidrógeno en el tanque 3, es conveniente mantener las partículas de óxido sueltas fuera del tanque de decapado y controlar la temperatura del tanque por debajo de 54ºC y preferentemente por debajo de 43ºC.

Esto se consigue usando un dispositivo de filtración y un intercambiador de calor que se acoplan al tanque 3. El sistema de filtración y el intercambiador de calor se disponen en un bucle de recirculación de manera que, en cualquier momento, una parte de la solución del tanque 3 circule a través del sistema de filtración y el intercambiador de calor y la solución resultante se distribuya sobre el tanque de decapado (tanque 3) a través de al menos una boquilla (mostrada como toberas eyectoras en la figura 3).

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Ejemplos Ejemplo 1

Los siguientes aceros inoxidables laminados en caliente se procesan en una línea de decapante con templado continua. Antes del decapado según las condiciones anteriores, el acero se templa a temperaturas apropiadas dependiendo de la aleación y después se desincrusta mecánicamente usando un dispositivo de granallado de acero. La superficie de la tira de acero se somete también a depuración después del tanque 1. Este procedimiento produce acero de calidad a velocidades de producción comparables con sistemas de decapado que usan ácido nítrico.

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Ejemplo 2

Los siguientes aceros inoxidables laminados en caliente se procesan en una línea de decapante con templado continua. Antes del decapado según las condiciones anteriores, el acero se templa a temperaturas apropiadas dependiendo de la aleación y después su óxido se prepara para tratarlo en un baño de sal fundida. La tira se somete también al tratamiento intermedio de lavado en el tanque 2. La superficie de la tira se depura también con cepillos tras la etapa de lavado. La solución de decapado del tanque 3 se somete también a control de temperatura mediante un intercambiador de calor y filtración. El procedimiento produce acero de calidad comercialmente aceptable a velocidades de producción comparables con sistemas de decapado que usan ácido nítrico.

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Claims

1. Un procedimiento para decapar una tira de acero inoxidable de manera continua que comprende las etapas de:

a): inmersión de dicha tira en un tanque de pre-decapado, conteniendo dicho tanque una solución de pre-decapado compuesta por ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico;

b): sumergir dicha tira después de la etapa a en un tanque de decapado, conteniendo dicho tanque una solución de decapado compuesta por ácido sulfúrico, ácido fluorhídrico y peróxido de hidrógeno estabilizado y

c): eliminar el calor de la solución de decapado de la etapa b.

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que se sitúa un intercambiador de calor en el exterior y acoplado a dicho tanque de decapado y el intercambiador de calor se dispone en un bucle de recirculación de modo que en cualquier momento, una parte de la solución de dicho tanque de decapado circule a través del intercambiador de calor y la solución resultante se deposite sobre dicho tanque de decapado a través de al menos una entrada localizada en dicho tanque de decapado.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado en dicho tanque de decapado es de 5 g/l a 50 g/l.

4. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la concentración de peróxido de hidrógeno estabilizado en dicho tanque de decapado es de 5 g/l a menos de 10 g/l.

5. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que dicha tira se depura después de la etapa a y antes de sumergirla en dicho tanque de decapado.

6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que dicha tira se sumerge en un tanque de lavado inmediatamente antes de depurarla, conteniendo dicho tanque de lavado una solución que comprende peróxido de hidrógeno, ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico.

7. El procedimiento de la reivindicación 6 en el que la solución en dicho tanque de pre-decapado comprende de
90 g/l a 200 g/l de ácido sulfúrico y de 10 g/l a 60 g/l de ácido fluorhídrico.

8. El procedimiento de la reivindicación 7 en el que la solución en el tanque de pre-decapado se mantiene a una temperatura de 54ºC a 77ºC.

9. El procedimiento de la reivindicación 8 en el que la solución en el tanque de decapado contiene de 20 g/l a
60 g/l de ácido sulfúrico y de 2 g/l a 50 g/l de ácido fluorhídrico.

10. El procedimiento de la reivindicación 9 en el que la solución en el tanque de decapado se mantiene a una temperatura de 20ºC a 60ºC.

11. El procedimiento de la reivindicación 10 en el que la solución en el tanque de decapado se mantiene a una temperatura de 35ºC a 50ºC.

12. El procedimiento de la reivindicación 6 en el que la solución que rebosa del tanque de decapado se canaliza en el tanque de lavado.

13. El procedimiento de la reivindicación 2 en el que dicho intercambiador de calor y un dispositivo de filtración son externos y se acoplan al tanque de decapado.

14. El procedimiento de la reivindicación 13 en el que dicho dispositivo de filtración y dicho intercambiador de calor se disponen en un bucle de recirculación de modo que, en cualquier momento, una parte de la solución del tanque de decapado circule a través del sistema de filtración y el intercambiador de calor y la solución resultante se deposite sobre el tanque de decapado a través de al menos una entrada localizada dentro del tanque de decapado.

15. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12 y 14 en el que dicha tira de acero inoxidable es una tira de acero inoxidable laminada en caliente y templada.