RS55232B1

RS55232B1 - Nagrizanje nerđajućeg čelika u oksidacionoj, elektrolitičkoj kiseloj kupki

Info

Publication number: RS55232B1
Application number: RS20160862A
Authority: RS
Inventors: Amanda R Glass; Ronald D Rodabaugh; David M Price
Original assignee: Ak Steel Properties Inc
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2017-02-28
Also published as: CA2849304A1; AU2012316187B2; TWI452181B; ES2605452T3; RU2583500C2; TW201319331A; RU2014113442A; EP2761063B1; WO2013049103A1; EP2761063A1; BR112014007132A2; KR20140069293A; US9580831B2; MX355793B; SI2761063T1; HRP20161598T1; JP5897717B2; CN103906864A; KR20160022931A; JP2014526617A

Description

PRVENSTVO

[0001]Ova prijava zahteva prvenstvo u odnosu na američku privremenu patentnu prijavu serijskog br. 61/539,259, podnetu 26. septembra 2011, pod naslovom "NAGRIZANJE

NERĐAJUĆEG ČELIKA U OKSIDACIONOJ, ELEKTROLITIČKOJ KISELOJ KUPKI".

STANJE TEHNIKE

[0002]Kaljenje metalne trake kao što je nerđajuća čelična traka može da dovede do stvaranja oksida na površini metalne trake. Ovi oksidi sastoje se od, na primer, gvožđa, hroma, nikla, i drugih povezanih metalnih oksida, i uklonjeni su ili smanjeni pre korišćenja trake. Oksidi nerđajućeg čelika, međutim, mogu da budu otporni na uobičajene tretmane kiselinom. Dodatno, ovi oksidi prijanjaju Čvrsto uz osnovni metal, i prema tome mogu da zahtevaju mehaničko razbijanje kamenca kao što je sačmarenje, savijanje valjkom, ili ravnanje čelične trake ili elektrolitičku obradu i/ili obradu tečnom slanom kupkom pre nagrizanja (uklanjanje oksida na površini trake) da opuste ove okside ili da površinu oksida naprave više poroznom pre nagrizanja trake.

[0003]Tradicionalno, oksidi na površini nerđajućeg Čelika su uklonjeni, ili "nagriženi", korištenjem azotne kiseline u kombinaciji sa fluorovodoničnom kiselinom; ili korišćenjem kombinacije vodonik peroksida, sumporne kiseline, i fluorovodonične kiseline, kao što je dato na uvid javnosti u američkom patentu br. 6,645,306, pod naslovom "Hvdrogen Peroxide Pickling Scheme for Stainless Steel Grades," publikovanim 11. novembra 2003. Takve kiseline, naročito fluorovodonična kiselina, su skupe. Dalje, azotna kiselina se ne smatra ekološkom.

[0004]WO 03/0521165 Al opisuje proces od više koraka za uklanjanje kamenca, nagrizanje i završnu obradu/pasiviranje feritnih ili ne feritnih nerđajućih čeličnih traka. Proces se sastoji od procedure od dva koraka elektrolitičkog postupka ponovnog skaliranja koristeći pri prvom koraku vodeni rastvor koji sadrži od 10 do 250 g/l H2SO4sa < 80g/l ukupno rastvorenog Fe i po izboru Fe<3+>> 15 g/I i Fe<3+>/Fe<2+>> 1.0, i pri drugom koraku vodeni rastvor koji sadrži od 10 do 250 g/l H2SO4sa 80g/l ukupno rastvorenog Fe i po izboru i Fe<3+>/Fe<2+>> 1.0. Navedeni proces dalje sadrži korak hemijskog nagrizanja pomoću vodenog rastvora koji sadrži H2SO4i HF.

[0005]WO 02/086199 A2 odnosi se na elektrolitičko uklanjanje kamenca u uslovima specifične strujne gustine u različitim jakim kiselim rastvorima.

[0006]WO 99/32690 Al ne opisuje proces elektrolitičkog nagrizanja feritne nerđajuće čelične trake korišćenjem smeše H2SO4i viška oksidacionog agensa kao stoje H2O2, u odsustvu HF, niti opisuje proces elektrolitičkog nagrizanja nerđajuće trake korišćenjem smeše 10 g/l do 200 g/I H2SO4i viška oksidacionog agensa kao što je H2O2.

[0007]WO 99/32690 Al ne opisuje proces elektrolitičkog nagrizanja feritne nerđajuće čelične trake korišćenjem smeše H2SO4i viška oksidacionog agensa kao što je H2O2. u odsustvu HF, niti opisuje proces elektrolitičkog nagrizanja nerđajuće trake korišćenjem smeše 10 g/l do 200 g/l H2SO4i viška oksidacionog agensa kao što je H2O2.

[0008]Predmetna prijava opisuje proces nagrizanja nerđajućeg čelika pripremanjem smeše kiseline kao što je sumporna kiselina (H2SO4), viška vodonik peroksida (H2O2), i najmanje jednog seta elektroda uključujući najmanje jednu katodu ili anodu i primenom struje na metalnu traku (kao što je nerđajuća čelična traka) koja prolazi kroz smešu. Usled viška H2O2, sav fero-sulfat pretvara se u feri-sulfat (Fe2(S04)3), koji se sam po sebi ponaša kao oksidacioni agens. Proces dozvoljava smanjenje ukupno potrošenih hemikalija u procesu nagrizanja od poznatih procesa nagrizanja i posebno smanjenje azotne kiseline (HNO3) i/ili fluorovodonične kiseline (HF) van poznatih procesa nagrizanja. Dalje, određeni feritni nerđajući čelici mogu biti nagriženi bez uključivanja HF u proces nagrizanja korišćenjem objavljene gornje smeše kiseline kao što je sumporna kiselina (II2SO4). viška vodonik peroksida (H2O2), i najmanje jednog seta elektroda.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0009]Dok se specifikacija završava sa patentnim zahtevima koji posebno ističu i jasno potvrđuju pronalazak, veruje se da će predmetni pronalazak biti bolje shvaćen iz sledećeg opisa određenih primera koji su u vezi sa za pratećim nacrtima, u kojima referentni brojevi određuju iste elemente i u kojima: Na slici 1 je dat šematski prikaz rasporeda tri kade u stanju tehnike nagrizanja nerđajuće čelične trake;

Na slici 2 je dat šematski prikaz tri kade za nagrizanje čelične trake gde prva kada uključuje set elektroda katoda-anoda-katoda; i

Na slici 3 je dal šematski prikaz rasporeda elektrolitičkog nagrizanja nerđajuće čelične trake jedne kade.

[0010] Nije namera da nacrti budu ograničavajući na bilo koji način, i predviđeno je da različita rešenja predmetnog pronalaska mogu da se sprovedu na razne druge načine, uključujući one koji nisu nužno opisani na crtežima. Prateći crteži koji su inkorporirani i formiraju deo specifikacije ilustruju nekoliko aspekata predmetnog pronalaska, i zajedno sa opisom služe da objasne principe predmetnog pronalaska; podrazumeva se, međutim, da ovaj predmetni pronalazak nije ograničen na precizne prikaze koji su predstavljeni.

DETALJAN OPIS

[0011] Sledeći opis određenih primera ne treba da se koristi da ograniči obim predmetnog pronalaska. Drugi primeri, karakteristike, aspekti, rešenja, i prednosti novog procesa nagrizanja postaće jasni prosečnim poznavaocima oblasti iz sledećeg opisa. Kao što će biti shvaćeno, pronalazak omogućava druge i očigledne aspekte, sve bez udaljavanja od pronalaska. Prema tome, nacrte i opise treba posmatrati kao u prirodi ilustrativne i ne ograničavajuće.

[0012] Predmetna objava odnosi se na proces nagrizanja metala, i posebno na nagrizanje toplo valjane, toplo valjane i kaljene, ili hladno valjane i kaljene nerđajuće čelične trake koja se prerađuje na kontinuirani način. Proces sadrži najmanje jedan tank za nagrizanje i po izboru može da uključi najmanje jedan tank za pre nagrizanja, tank sa četkom za ribanje, tank za Čišćenje, jedinicu za filtraciju, ili izmenjivač toplote. Na primer, proces može da sadrži seriju koraka pre nagrizanja koji su mehanički i/ili hemijski, jedan ili više tankova za nagrizanje, i korak posle tretiranja da se ispere i osuši tretirani materijal, od kojih su svi poznati u ovoj oblasti. Korak pre tretiranja može da uključi, na primer, sačmarenje, ravnanje istezanjem, izlaganje tečnoj kupki, ili odgovarajući korak pre tretiranja koji će biti jasan proseČnom poznavaocu oblasti imajući u vidu uputstva ovde. Takvi koraci pre tretiranja mehanički razbijaju i/ili uklanjaju kamenac i/ili hemijski smanjuju sloj kamenca na metalnoj traci kako bi pripremili metalnu traku za efikasnije nagrizanje.

[0013] Priroda oksida i tretmani za njihovo uklanjanje iz osnovnog metala zavise od sastava legure osnovnog metala. Nerđajući čelici su bogati hromom (Cr) i kada su zagrejani oni formiraju okside bogate hromom. Oksidi bogati hromom su relativno otporni/pasivni na napad mnogih kiselina. Oni obično zahtevaju korišćenje kombinacije kiselina kao što su azotna kiselina (HNO3) i fluorovodonična kiselina (HF) da ih potpuno uklone. Funkcija HF je da probije zaštitni oksid bogat hromom i da onda dozvoli oksiđađonim kiselinama kao što je HNO3da rastvore osnovni metal osiromašen hromom i da spreči preuranjenu pasivaciju osnovnog metala pre nego što oksidni sloj bude u potpunosti uklonjen. HF je skupa hemikalija i postoji tendencija da HNO3bude potcenjena radi očuvanja životne sredine.

[0014]Opisani proces smanjuje koncentracije kiselina, posebno HNO3i/ili HF bez negativnog uticaja na stopu proizvodnje korišćenjem dodatne snage nagrizanja najmanje jednog seta elektroda koji ima najmanje jednu katodu i najmanje jednu anodu, viška oksidacionog agensa kao što je H2O2. Višak oksidacionog agensa stvara drugi oksidacioni agens, i snaga drugog oksidacionog agensa, kao što je Fe2(S04)3, deluje tako što agresivno napada bogati oksid i tako oslobađa/podiže oksid iz osnovnog metala. Proces dozvoljava smanjenje ukupnih hemikalija potrošenih u procesu nagrizanja od poznatih procesa i smanjenje azotne kiseline (HNO3) i/ili fluorovodonične kiseline (HF) van poznatih procesa nagrizanja.

[0015]U poznatim metodama nagrizanja, toplo valjani metalni materijal, toplo valjani i kaljeni metalni materijal, i/ili hladno valjani i kaljeni metalni materijal kao što je nerđajuća čelična traka su obrađeni u kombinaciji mešanih kiselina i izloženi su seriji tankova ili kada za nagrizanje. U jednom poznatom procesu, prvi tank može da uključi sumpornu kiselinu (I I2SO4) i HF. Drugi tank može da uključi HNO3i HF. Poslednji tank može da uključi HNO3da pasivira površinu metalne trake, koja je zatim isprana i osušena. Slika 1 prikazuje metod nagrizanja poznat u stanju tehnike koji ima tri tanka. Prvi tank 10 uključuje H2SO4i može dodatno da uključi HF. Drugi tank 12 uključuje HNO3i HF. Treći tank 14 uključuje HNO3. Nerđajuća čelična traka 16 prolazi na kontinuirani način kroz prvi tank 10, drugi tank 12, i treći tank 14 u smeru strelice A.

[0016]Proces je dat na uvid javnosti da može da smanji ili eliminiše potrebu za HNOji HF kupkom u drugom tanku za feritne čelične trake i smanji koncentracije potrebne u takvoj HNO3i HF kupki za austenitne i martenzitne nerđajuće čelike.

[0017]Proces dat na uvid javnosti opisan u paragrafu iznad [0011] prati korak (korake) pre tretmana. Nakon koraka pre tretmana, metalna traka je uron jena u prvu elektrolitičku kupku za nagrizanje koja sadrži kiselu kompoziciju i oksidacioni agens. Kisela sredina može da uključi H2SO4, na primer, i može dodatno da uključi HF. Određene feritne čelične trake neće zahtevati HF u ovom koraku procesa. Jedan od oksidacionih agensa može da bude, na primer, feri-sulfat (Fe2(S04)3), koji može da bude stvoren kontinuiranim injektiranjem drugog oksidacionog agensa kao što je vodonik peroksid (H2O2), i H2O2može da se održava u višku u odnosu na rastvorene metale tako da bi H2O2postojao u koncentraciji iznad stoje potrebno da pretvori sav fero metal u feri metal. Na primer, kao što je oksidni kamenac na čeličnoj traci rastvoren procesom nagrizanja, fero metali se rastvaraju u smeši za nagrizanje kao fero-sulfat. Fero-sulfat usporava hemijsku reakciju povezanu sa brzinom nagrizanja. Fero-sulfat je moguće pretvoriti u feri-sulfat pomoću oksidacionog agensa kao što je H2O2ili HNO3. na primer. Feri-sulfat povoljno deluje kao akcelerator na brzinu hemijske rekacije nagrizanja. Količina H2O2u višku potvrđuje daje sprovedeno potpuno pretvaranje fero-sulfata u feri-sulfat. [0018)Elektrode se koriste da se struja primeni na metalnu traku dok je traka uronjena u ovu kupku. Set elektroda može da uključi najmanje jednu katodu ili anodu, gde čelična traka može da deluje kao druga katoda ili anoda da spovodi struju. Na primer, u serijskom procesu nagrizanja, kalemi čeličnih žica, ili čelični delovi, su potopljeni kao posebna jedinica, radije nego kao kontinuirana traka, u seriji koja sadži smešu za nagrizanje. U takvom slučaju, katoda može da bude prisutna u smeši i čelični deo može da deluje kao anoda. Dodatno ili alternativno, za bilo koji od serijskih procesa ili kontinuiranih procesa, elektrodni set od najmanje jedne katode i najmanje jedne anode može da se koristi, na primer. Raspored može da bude raspored elektrodnog seta katoda-anoda-katoda, iako drugi rasporedi elektrodnog seta koji će biti jasni prosečnom poznavaocu oblasti imajući u vidu uputstva ovde mogu dodatno ili alternativno da se koriste. Na primer, pojedinačni set elektroda koji uključuje jednu katodu ijednu anodu može da se koristi. Sa elektrolitičkom kupkom za nagrizanje opisanom iznad, kontrola odnosa feri do fero jona u kupki za nagrizanje, nije potrebna.

[0019]Korišćenje takvog rastvora kao prve kupke za nagrizanje opisanog iznad povoljno uklanja kamenac sa većine feritnih nerđajućih Čelika i značajno smanjuje sloj kamenca na austenitnim nerđajućim čelicima kojima je možda nakon toga potrebna druga kupka za nagrizanje koja sadrži smanjene koncentracije kiselina kao što je HNO3i/ili HF, da dovoljno uklone bilo kakav preostali sloj oksida/kamenca. Dok objavljeni proces ne zahteva treću IINO3 kupku za dobijanje čiste i nagrižene metalne trake na feritnim nerđajućim čelicima, takva treća kupka može da se koristi za pasivaciju površine tretirane metalne trake.

[0020]Slika 2 prikazuje primer objavljenog procesa korišćenjem elektrolitičke kupke za nagrizanje nakon kaljenja i tretiranja Čelične trake rastopljenom solju 16. Prvi tank 20 uključuje H2SO4i HF kupku koja ima setove elektroda 22, 24, i 26 organizovane u postavci 28 kroz koji nerđajuća čelična traka 16 prolazi na kontinuirani način i u smcru strelice A. Prvi tank 20 može da sadrži, na primer, od oko 10 g/L do oko 200 g/L H2SO4, ili oko 30 g/L do oko 120 g/L H2SO4, ili oko 25 g/L do oko 35 g/L H2SO4, od oko 0 g/L do oko 100 g/L HF, od oko 0.03 g/L do oko 100 g/L H202, ili oko 1 g/L do oko 100 g/L H2O2, ili oko 5 g/L do oko 100 g/L H202, i set elektroda od najmanje jedne katode i jedne anode. Inkluzija HF u elektrolitičku kupku zahteva specijalni kompatibilni materijal koji je otporan na hemijski napad, ali je i dalje električno konduktivan. Set elektroda 22 je katodni elektrodni set, set elektroda 24 je anodni elektrodni set, i set elektroda 26 je katodni elektrodni set. Čelična traka 16 prolazi kroz postavku 28 i svaki set 22, 24, 26 primenjuje struju na čeličnu traku 16. Struja može biti primenjena, na primer, u rasponu od oko 10 do oko 200 Kulona po dm<2>sa gustinom struje od oko 1 do oko 100 Ampera po dm<2>ili od oko 1 do oko 10 Ampera po dm<2>. Temperatura od oko 21.1 °C (70 °F) do oko 54,4 °C (180 °F) ili od oko 27.7 °C (80 °F) do oko 54.4 °C (130 °F) može da se održava kako bi kontrolisala pad H2O2kada se ubaci u sistem. Količina rastvorenih metala može da bude jednaka ili manja od oko 80 g/L. u rasponu od oko 0 do 80 g/L, ili u rasponu od oko 5 do oko 40 g/L. [0021 jDrugi tank 30 uključuje HNO3za primenu, na primer, u obradi feritne čelične trake. Drugi tank 30 može da sadrži, na primer, od oko 10 g/L do oko 130 g/L HNO3. Drugi tank je opcionalan za obradu feritnih nerđajućih čelika osim ako nije poželjeno da se čelična traka posvetli i pasivizuje putem procesa nagrizanja radije nego putem kasnije, prirodne reakcije sa vazduhom, u čijem slučaju bi bio potreban drugi tank. Za klase austenitnog nerđajućeg čelika, drugi tank može da sadrži smanjenu ukupnu količinu HNO3i HF od one korišćene u poznatim procesima nagrizanja. Na primer, kao što je opisano ispod u skladu sa primerom 3, HF može da se smanji oko 50% od poznatog procesa tako daje smanjena ukupna potrošnja HNO3i HF u drugom tanku. HF može da bude uključena u koncentraciju, na primer, od oko 1 g/L do oko 100 g/L ili oko 5 g/L do oko 30 g/L ili oko 5 g/L do oko 25 g/L. Treći tank 32 može da uključi HNO3za primenu, na primer, u obradi feritnog nerđajućeg čelika, ili može da iskoristi HF za primenu, na primer, u obradi austenitnog nerđajućeg čelika. Treći tank 32 može da sadrži, na primer, od oko 10 g/L do oko 130g/LHNO3. HF može da bude uključena u trećem tanku 32 u koncentraciji, na primer. od oko 1 g/L do oko 100 g/L ili oko 5 g/L do oko 30 g/L ili oko 5 g/L do oko 25 g/L. Ili treći tank 32 ne mora da uključi HF i količinu HNO3koja je smanjena oko 20% od poznatog procesa tako daje smanjena ukupna potrošnja kiselina u trećem tanku izvan onih procesa poznatih u stanju tehnike. [0022 JProces predmetne prijave može alternativno samo da koristi jedan tank, koji je prikazan na slici 3 kao pojedinačni tank 40. Takav proces u jednom tanku posebno može da se koristi za čeličnu traku 16 koja je čelična feritna traka. Tank 40 uključuje rastvor kupke opisanu iznad za prvi tank 20 na slici 2. Nakon napuštanja tanka 40, čelična traka 16 nastavlja sa ispiranjem i sušenjem kao delom tretmana kao što će biti jasno prosečnom poznavaocu oblasti imajući u vidu uputstvo ovde.

PRIMER!

[0023]U sleđećim primerima polarnosl elektrolita je zamenjena najmanje jedanput na način očigledan prosečnom poznavaocu oblasti imajući u vidu uputstva ovde.

PRIMER 1

[0024]U prvom primeru koji pokazuje stvarne podatke, utvrđeno je da proces elektrolitičkog nagrizanja ("EP") predmetne objave troši manje ukupnih hemikalija i odvija se na nižoj temperaturi dok postiže bolje rezultate nego proces nagrizanja u stanju tehnike (obeležen kao "Osnovni" ispod).

[0025]Nerđajući čelici ASTM klasa 301, 304, i 316, čije su klase i vezane hemijske kompozicije poznate u oblasti, testirani su osnovnom procesu i u EP procesu. Za osnovni proces, preostala količina od 30 g/L Fe<2+>pokazala je da H2O2nije u višku (kao što je 0 g/L količina H2O2). Za EP proces, količina od 0 g/L Fe<2+>pokazala je da je H2O2u višku (takođe prikazano 5 g/L količinom H2O2). Za nerđajući čelik klase 301, korišćen je osnovni proces u prvoj kadi koji ima 100 g/L H2SO4i 30 Kulona /dm<2>na temperaturi od 71.1. °C (160 stepeni Farenhajta), što rezultira delimično čistom čeličnom površinom. EP proces je koristio prvu kadu koja ima smanjenu količinu 30 g/L H2SO4. 30 g/L Fe<J+>. i povećanje 100 Kulona/ dm<2>na smanjenoj temperaturi od 48.9°C (120 stepeni Farenhajta), što je rezultiralo suštinskom potpuno Čistom površinom čelika. Slične količine za nerđajući čelik klase 304 proizvode ekvivalentne rezultate. Slične količine za nerđajući čelik klase 316 daju rezultate u kojima čelična površina izgleda isto kao pre procesa nagrizanja, što ukazuje na neuspešno Čišćenje. Materijali ovog prvog primera mogu onda da budu u potpunosti očišćeni u jednoj ili više sledećih kada što uključuje smanjene količine HNO3i HF u poređenju sa naknadno korišćenim kadama u poznatim procesima nagrizanja. "Ukupna HF' je opisana u sledećim primerima i kombinacija je "slobodne HF' i dela vezanog za rastvorene metale. U zavisnosti od tehnike analize, "ukupna HF' ili "slobodna HF' može da se izmeri.

[0026]Da bi se u potpunosti očistio materijak naknadno nagrizanje bi se moglo očekivati u sledećim koncentracijama za kadu 2 i 3 ispod. Pojam čist označava opšte prihvatljiv izgled sa stanovišta proizvodnje koji je poznat prosečnom poznavaocu oblasti.

[0027]U objavljenom EP procesu u prvom primeru, utrošena HF je bila smanjena više od polovine od one utrošene u osnovnom procesu u drugoj kadi i potpuno je bila uklonjena iz smeše u trećoj kadi. Koncentracija HN03 mogla bi biti smanjena za oko 20% u drugoj kadi.

PRIMER 2

[0028] U slučaju da su kompatibilni materijali napravljeni za elektrode predložen je drugi primer koji sledi. U drugom primeru, korišćen je EP proces sa dve kade gde druga kada isključivo sadrži HNO3, i rezultira suštinski očišćenom površinom nerđajućeg čelika. Pošto se HF ne koristi u drugoj kadi, smanjenje ukupne potrošnje kiselina nastaje od poznatog procesa za koji je poznato da koristi i HNO3i HF u drugoj kadi. Pošto je nerđajući čelik klase 316 mnogo teže nagrizati, dodavanje HF u drugoj kadi je opcija.

[0029]Za svaku od testiranih klasa (301, 304. 316, i 409), 30 g/L H2SO4i 30 g/L Fe<3+>su korišteni na temperaturi od 48.9 °C (120 stepeni Farenhajta). Za nerđajući čelik klase 316, tešku klasu za nagrizanje, korišćeni su 20 g/L HF i 120 Kulona/dm2. Za nerđajući čelik klasa 301 i 304, korišćeni su lOg/L HFi 100 Kulona/dm2. Za nerđajući čelik klase 409, jednostavniju klasu za nagrizanje, korišćeni su 5 g/L HF i 50 Kulona/dm<2>. Da bi se suštinski i dalje potpuno očistile čelične trake iz drugog primera, druga i/ili treća kada mogu da uključe smanjenu količinu HF iz poznatih procesa nagrizanja. Na primer, klasa 409 nerđajućeg čelika može da eliminiše upotrebu HF u jednoj ili više narednih kada. Klasa 301 nerđajućeg čelika i klasa 304 nerđajućeg čelika koristila bi 0 g/L do oko 10 g/L HF, i klasa 316 nerđajućeg čelika koristila bi oko 10 g/L do oko 30 g/L HF. Ova koncentracija bila bi smanjenje od oko 20% do oko 50% za ove klase nerđajućeg čelika van poznatih procesa nagrizanja.

[0030]PRIMER 3

[0031]Treći primer prikazan ispod i izveden iz stvarnih podataka naglašava da EP proces dozvoljava smanjenje ukupnih korišćenih hemikalija. Ovde, natrijum sulfat (Na2S04) je bio korišćen u osnovnom slučaju i nerđajući čelici klase 304 i klase 409 bili su testirani u osnovnom procesu i EP procesu.

[0032]Značajno za kade 2 i 3 je da, HNO3deluje kao oksidacioni agens koji dozvoljava kompletnu konverziju fero jona u feri jone. Za nerđajući čelik klase 304, osnovni proces je koristio 175 g/L Na2S04,1 - 2 g/L Fe<3+>, 1 - 2 g/L Fe<2+>. 0 g/L H202, 120 Kulona/dm<2>i izveden je na temperaturi od 65. 6<Q>C (150 stepeni Farenhajta] u prvoj kadi. I druga i treća kada su uključile 120 g/L HNO3, 42.3 g/L HF, 27.5 g/L Fe<3+>na temperaturi od 54. 4 °C (130 stepeni Farenhajta], Vizuelno je dobijen konačan čist izgled.

[0033]Za nerđajući čelik klase 304, EP proces je koristio 30 g/L H2SO4, 30 g/L Fe3\ 0 g/L Fe<2+>, količinu H2O2u višku (> 0.1 g/L) 120 Kulona/dm<2>i bio je izveden na smanjenoj temperaturi od 48. 9 °C (120 stepeni Farenhajta] u prvoj kadi. Druga i treća kada su još uvek uključivale 120 g/L HNO3, 42.3 g/L HF. 27.5 g/L Fe3+ na temperaturi od 54. 4 °C (130 stepeni Farenhajta). Smanjena ukupna količina hemikalija bila je utrošena u EP procesu pored osnovnog procesa, i vizuelno je dobijen konačan Čist izgled.

[0034]Za nerđajući čelik klase 409, osnovni proces je koristio 175 g/L Na2SOa, 1 - 2 g/L Fe<3+>, 1 -2 g/L Fe<2+>, 0 g/L H2O2,60 Kulona/dm<2>i bio je izveden na temperaturi od 65. 6 °C (150 stepeni Farenhajta] u prvoj kadi. Druga kada uključuje 105 g/L HNO3, 8 g/L HF, 32.5 g/L Fe'<4>na temperaturi od 51. 7 °C (125 stepeni Farenhajta). Treća kada uključuje 120 g/L of HNO3, 22.5 g/L HF, 27.5 g/L Fe<3+>na temperaturi od 51. 7 °C (125 stepeni Farenhajta). Vizuelno je dobijen konačan čist izgled.

[0035]Za nerđajući čelik klase 409, EP proces je koristio 30 g/L H2SO4, 30 g/L Fe<3+>, 0 g/L Fe2+, 5 g/L H2O2, i 120 Kulona/dm<2>i bio je izveden na smanjenoj temperaturi od 48. 9 °C (120 stepeni Farenhajta) u prvoj kadi. Druga kada uključuje 105 g/L HNO3. 8 g/L HF, 32.5 g/L Fe<J+>na temperaturi od 51. 7 °C (125 stepeni Farenhajta]. Treća kada uključuje, na temperaturi od 51. 7°C(125 stepeni Farenhajta), 27.5 g/L Fe<3+>i smanjene količine 105 g/L HNO3i 8 g/L HF. Smanjena ukupna količina kiselina bila je utrošena u EP procesu više nego u osnovnom procesu. Na primer, u trećoj kadi EP procesa, HNO3je smanjena za 15 g/L preko koncentracije korišćene u trećoj kadi osnovnog procesa, i HF je smanjena za 14.5 g/L preko koncentracije korišćene u trećoj kadi osnovnog procesa. Ovo rezultira ukupnom smanjenom koncentracijom od 29.5 g/L kiselina korišćenih u trećoj kadi EP procesa preko ukupne koncentracije kiselina upotrebljenih u osnovnom procesu. Dalje, vizuelno je dobi jen konačan čist izgled.

PRIMER 4

[0036] Četvrti primer prikazan ispod naglašava da EP proces dozvoljava smanjenje očekivane koncentracije upotrebljenih hemikalija. Ovde, natrijum sulfat (Na2S04) je korišćen u osnovnom procesu i nerđajući čelici klase 304 i klase 409 su testirani u osnovnom procesu i u EP procesu.

[0037]Za nerđajući čelik klase 304, osnovni proces koristi 175 g/L Na2S04, 1 - 2 g/L Fe<3+>, 1-2 g/L Fe<2+>, 0 g/L H2O2, 120 Kulona/dm<2>i izveden je na temperaturi od 65.5 °C (150 stepeni Farenhajta) u prvoj kadi. Druga kada uključuje 120 g/L HNO3, 40 g/L HF. 30 g/L Fe<3+>na temperaturi od 54.4 °C (130 stepeni Farenhajta) i treća kada uključuje 100 g/L HN03, 20 g/L HF, 20 g/L Fe<3>" na temperaturi od 54.4 °C (130 stepeni Farenhajta). Očekuje se da će konačan čist izgled biti vizuelno postignut.

[0038]Za nerđajući čelik klase 304, EP proces koristi 30 g/L H2SO4, 40 g/L Fe<3+>, 0 g/L Fe<2+>. višak H2O2(>0.1 g/L), 120 Kulona/dm<2>i izveden je na smanjenoj temperaturi od 48.9 °C (120 stepeni Farenhajta) u prvoj kadi. Druga kada uključuje 100 g/L HNO3. 20 g/L HF, 30 g/L Fe<3+>na temperaturi od 54.4 °C (130 stepeni Farenhajta) i treća kada uključuje 80 g/L HNO3, 10 g/L HF, 20 g/L Fe<3+>na temperaturi od 54.4 °C (130 stepeni Farenhajta). Smanjena ukupna količina kiselina troši se u EP procesu više nego u osnovnom procesu, kao i smanjenje HNO3i HF u drugoj i trećoj kadi. Na primer, u drugoj kadi EP procesa. HNO3je smanjena za 20 g/L preko koncentracije korišćene u drugoj kadi osnovnog procesa, i HF je bila smanjena za 10 g/L preko koncentracije korišćene u drugoj kadi osnovnog procesa. Ovo je rezultiralo u ukupnoj smanjenoj koncentraciji od 30 g/L kiselina korišćenih u drugoj kadi EP procesa preko ukupne koncentracije kiselina korišćenih u osnovnom procesu. Dalje, u trećoj kadi EP procesa, HNO3je smanjena za 20 g/L preko koncentracije korišćene u trećoj kadi osnovnog procesa, i HF je smanjena za 5 g/L više od koncentracije korišćene u trećoj kadi osnovnog procesa. Ovo je rezultiralo u ukupnoj smanjenoj koncentraciji od 25 g/L kiselina korišćenih u trećoj kadi EP procesa preko ukupne koncentracije kiselina korišćenih u osnovnom procesu. Očekuje se da će konačan čist izgled biti vizuelno postignut.

[0039]Za nerđajući čelik klase 409, osnovni proces koristi 175 g/L Na2S04,0 g/L Fe<3+>, 40 g/L Fe<2+>, 0 g/L H2O2, 60 Kulona/dm<2>i izveden je na temperaturi od 65.6 °C (150 stepeni Farenhajta) u prvoj kadi. Druga kada uključuje 120 g/L HNO3, 20 g/L HF, 30 g/L Fe<1+>na temperaturi od 48.9 °C (120 stepeni Farenhajta). Treća kada uključuje 80 g/L F1N03, 5 g/L HF, 20 g/L Fe<3+>na temperaturi od 48.9 °C (120 stepeni Farenhajta). Očekuje se da će konačan čist izgled biti vizuelno postignut.

[0040]Za nerđajući čelik klase 409, EP proces koristi 30 g/L H2SO4, 30 g/L Fe<3+>. 0 g/L Fe<2+>, 5 g/L H2O2, i 120 Kulona/dm<2>i izveden je na smanjenoj temperaturi od 48.9 °C (120 stepeni Farenhajta) u prvoj kadi. Druga kada uključuje 100 g/L HNO3, 0 g/L HF, 30 g/L Fe<3+>na temperaturi od 48.9 °C (120 stepeni Farenhajta). Treća kada uključuje, na temperaturi od 48.9 °C (120 stepeni Farenhajta), 20 g/L Fe<3+>smanjenu količinu od 80 g/L ITNO3 i 0 g/L HF. Smanjena ukupna količina kiselina potrošena je u EP procesu više od osnovnog procesa, kao i smanjenje svake od HNO3i HF u drugoj kadi, i smanjenje HF u trećoj kadi. Na primer, u drugoj kadi EP procesa, HNO3je smanjena za 20 g/L više od koncentracije korišćene u drugoj kadi osnovnog procesa, i HF je smanjena za 20 g/L (do 0 g/L) preko koncentracije korišćene u drugoj kadi osnovnog procesa. Ovo rezultira u ukupnoj smanjenoj koncentraciji od 40 g/L kiselina korišćenih u drugoj kadi EP procesa preko ukupne koncentracije kiselina korišćenih u osnovnom procesu. Dalje, u trećoj kadi EP procesa, HF je smanjena za 5 g/L iznad koncentracije korišćene u trećoj kadi osnovnog procesa. Ovo rezultira ukupnom smanjenom koncentracijom od 5 g/L kiselina korišćenih u trećoj kadi EP procesa preko ukupne koncentracije kiselina korišćenih u osnovnom procesu. Očekuje se da će konačan Čist izgled biti vizuelno postignut. [0041 ]Prema tome. za nerđajući čelik klase 409 u EP procesu, 100% HF može biti eliminisano. Za druge feritne klase i niže klase austenitnih legura, kao što je nerđajući čelik klase 301 i nerđajući čelik klase 304, moguće je da koncentracija HF bude smanjena za 20% ili više preko osnovnih procesa. Za austenitnu klasu nerđajućeg čelika 316, suštinsko smanjenje ne može da se javi. U nekim slučajevima, koncentracija HNO3 će možda moći da se smanji u EP procesu za 10 - 20% preko osnovnog procesa.

[0042] Nakon što su prikazana i opisana različita rešenja predmetnog pronalaska, dalja adaptiranja metoda i sistema opisanih ovde mogu da budu postignuta odgovarajućim modifikacijama od strane prosečnog poznavaoca oblasti bez udaljavanja od obima predmetnog pronalaska kao što je definisano u patentnim zahtevima. Nekoliko od takvih potencijalnih modifikacija bile su spomenute, i druge će biti jasne poznavaocima oblasti. Na primer, primeri, rešenja, geometrije, materijali, dimenzije, razmere, koraci, i slično razmatrani iznad su ilustrativni. Prema tome, obim predmetnog pronalaska je definisan u smislu sledećih patentnih zahteva i podrazumevano je da nije ograničen na detalje strukture i postupka prikazanih i opisanih u specifikaciji i nacrtima.

Claims

1. Proces za nagrizanje feritne nerđajuće čelične trake obuhvata: tretiranje čelika sa prvom smešom raspoređenom u prvoj kadi, prva smeša sadrži H2SO4, višak najmanje jednog oksidacionog agensa, gde najmanje jedan oksidacioni agens služi da pretvori ukupnu količinu fero-sulfata u feri-sulfat (Fe2(S04)3), i primenu struje na čelik, gde prva smeša ne uključuje HF.

2. Proces iz patentnog zahteva 1, gde je koncentracija H2S04od 10 g/L do 200 g/L.

3. Proces iz patentnog zahteva 1, gde je prva kada jedina kada korišćena u procesu nagrizanja.

4. Proces za nagrizanje kontinuirane nerđajuće čelične trake sadrži: tretiranje čelika sa prvom smešom raspoređenom u prvoj kadi, prva smeša sadrži H2SO4) višak najmanje jednog oksidacionog agensa, gde najmanje jedan oksidacioni agens služi da pretvori ukupnu količinu fero-sulfata u feri-sulfat (Fe?(S04)3), i primenu struje na čelik, gde koncentracija H2SO4 je od 10 g/L do 200 g/L.

5. Proces patentnog zahteva 1 ili 4, gde koncentracija Fe2(S04)3je od 5 g/L do 100 g/L.

6. Proces patentnog zahteva 1 ili 4, gde najmanje jedan oksidacioni agens je H2O2.

7. Proces patentnog zahteva 4, gde prva smeša dalje sadrži HF.

8. Proces patentnog zahteva 7, gde koncentracija H2SO4je od 25 g/L do 35 g/L. i gde koncentracija HF je od 0 g/L do 100 g/L.

9. Proces patentnog zahteva 1 ili 4, gde korak primene struje na čelik obuhvata primenu struje pomoću najmanje jedne katode ili anode.

10. Proces patentnog zahteva 9, gde čelik sadrži jednu katodu ili anodu.

11. Proces patentnog zahteva 4, dalje obuhvata tretiranje čelika sa drugom smešom raspoređenom u drugoj kadi, gde druga smeša sadrži najmanje jednu od HNO3i HF, gde koncentracija HNO3je od 10 g/L do 130 g/L, i gde koncentracija HF je od 0 g/L do 30 g/L.

12. Proces patentnog zahteva 11, gde prva smeša dalje sadrži HF.

13. Proces patentnog zahteva 12, gde nerđajući čelik sadrži feritni nerđajući čelik i druga smeša sadrži HNO3.

14. Proces patentnog zahteva 11, gde nerđajući čelik sadrži austenitni nerđajući čelik i druga smeša sadrži HNO3i HF, i gde je koncentracija HF u drugoj smeši u rasponu od 5 g/L do 25 g/L.

15. Proces patentnog zahteva 11, dalje obuhvata tretiranje čelika sa trećom smešom raspoređenom u trećoj kadi, gde treća smeša sadrži HNO3, i gde koncentracija HNO3 je od 10 g/L do 130 g/L.

16. Proces patentnog zahteva 1 ili 4, gde se čelik nagriza na kontinuirani način.

17. Proces patentnog zahteva 4, gde je temperatura prve smeše u opsegu od 21.1 °C (70<D>F) do 82.2 °C (180 °F) ili u opsegu od 27.7 °C (80 °F) do 54.4 °C (130 °F).

18. Proces patentnog zahteva 4, gde je količina ukupnih rastvorenih metala u prvoj smeši nakon tretiranja trake prvom smešom jednaka ili manja od 80 g/L.

19. Proces patentnog zahteva 4, gde korak primene struje na čelik obuhvata primenu struje pomoću elektroda koje sadrže katoda-anoda-katoda raspored i operabilne su da primene struju u opsegu od 10 Kulona/dm<2>do 200 Kulona/ dm<2>sa gustinom struje u opsegu od 1 Ampera/dm<2>do 100 Ampera/dm<2>.