پرشین ورق

خط ویژه

ورق اسید شویی چیست

Print Friendly, PDF & Email
ورق اسید شویی چیست

ورق اسید شویی چیست؟ ورق اسید شویی از پرکاربردترین ورق های آلیاژی می باشند. انواع ورق های اسید از انواع ورق سیاه و یا همان ورق گرم نور دیده میباشند که طی عملیات اسید شویی با اسید کلریک زغال ها و ذرات ناخالصی روی سطح ورق پاک میشود. پس از این عملیات سطح ورق، ظاهری براق مانند ورق روغنی پیدا میکند. بنابراین ورق اسیدشویی از ورق سیاه، براق تر است.

بررسی فرآیند اسیدشویی

برای تولید ورق اسید شویی بخشی از محصول تولیدی در واحد نورد گرم جهت شستشوی سطح ورق بوسیله اسید، به واحد اسید شوئی انتقال می یابد. در بخش اسیدشوئی رولها پس از باز شدن توسط رول باز کن ها وارد حوضچه های اسید کلریدریک شده و در آنجا جهت اکسیدزدایی شست وشو می شو ند. ورق ها پس از شستن از حوضچه های اسید خارج شده و بعد از با آب شسته شده و جهت خشک کردن از تونل هوای گرم عبور داده می شوند. بخشی از ورق فولادی پس از اسید شویی شدن رول شده و به صورت مستقیم وارد بازار می شوند و بخش عمده ورق اسید شویی برای تولید محصولات نورد سرد، به واحد نورد سرد منتقل می شود.

برای فرایند اسید شویی ورق گرم، از اسید های کلریدریک اسید و سولفوریک بیشتر استفاده می شود. در اوایل برای اسید شویی از اسید سولفوریک استفاده می شد ولی از انجایی که اسید کلریدریک نسبت به اسید سولفوریک دارای قدرت شویندگی بسیار بالاتری است و همچنین فرسایش فلز در شست شو با اسید کلریدریک کمتر از اسید سولفوریک است و با توجه به اینکه سرعت عمل در واحد یکپارچه سازی بسیار بالا می باشد و با توجه به قدرت اسید کلریدریک، این اسید بهترین انتخاب می باشد . البته اسید کلریدریک از اسید سولفوریک بسیار گران تراست ولی با در نظر گرفتن به ویژگی های مناسب این اسید، استفاده از آن در خط تولید توجیح پذیر می باشد.

در واحد اسیدشویی مجتمع فولاد مبارکه بعد از آن که فولاد از نورد گرم خارج می شود سطح آن در معرض اکسیژن هوا قرار می گیرد و سطح فولاد اکسید می شود. برای برطرف کردن اکسید، ورقه های فولاد با اسید شستشو داده می شوند. اسیدشویی در اصل برطرف کردن اکسید با غوطه ور کردن ورقه های فولادی در اسید می باشد. بعد از اسیدشویی صفحات فولادی، برای پاکسازی باقی مانده ناخالصی های روی ورق اسیدشویی با آب خالص شستشو داده می شوند. در این واحد ، آب خالص بسیار زیادی برای شستشوی ورق اسیدشویی مصرف می شود.

فولادهای کربن‌دار، که میزان آلیاژ آنها کمتر از ۶ درصد است، اغلب در اسیدکلریدریک و اسیدسولفوریک شستشو داده می‌شوند. فولادهایی که محتوای آلیاژی آنها بالاتر از ۶ درصد است باید در طی دو مرحله شستشو داده شوند و از اسیدهای دیگری مانند فسفریک اسید، نیتریک اسید و هیدروفلوئوریک اسید استفاده شود. فولادهای حاوی کروم و نیکل باید در حمام اسیدکلریدریک و اسیدنیتریک شستشو داده شوند. برای اسید شویی آلیاژهای مس از اسید سولفوریک رقیق و برای برنج از مخلوط اسیدسولفوریک غلیظ و اسیدنیتریک استفاده می‌شود.

ورق های فولادی اسید شویی شده را بعد از خروج از واحد اسید شویی به روغن آغشته می کنند زیرا ورق بعد از فرایند اسید شویی هنگام ورود به محیط تحت تاثیر محیط اطراف دچار اکسایش شده و وضعیت نامطلوبی پیدا می کند.روغن موجود بر سطح ورق اسید شویی را هنگام استفاده شست شو می دهند.

مزایا و معایب اسیدکلریدریک و اسید سولفوریک

مزایای اسید کلریدیک :

به دلیل اینکه این روش در دمای اتاق انجام می‌شود فرایند حرارتی احتیاج ندارد و در نتیجه هزینه نهایی آن کاهش می یابد.
حذف مقدار زیادی از آلاینده ها به دلیل قدرت بالای اسید.
نفوذ کمتر هیدروژن از طریق انتشار.
با استفاده از این اسید نمک آهن کمتری بر روی سطح آهن رسوب می کند.

معایب
در صورتی که دمای محیط بالا رود به دلیل گرم شدن اسید دود تولید می شود.
سیستم بازیابی اسید کلریدریک فرایندی گران قیمت است.
به دلیل قدرت بالای اسید تجهیزات جانبی مورد استفاده در فرایند با خورندگی زیادی مواجه هستند.
هزینه دفع منیزیم از اسید سولفوریک بسیار بالا می باشد.

مزایا اسید سولفوریک

اسید سولفوریک قابل بازیابی و استفاده چندین باره است.
با بالا رفتن دما کیفیت اسید شویی نیز بالاتر می رود.
سولفات آهن به راحتی قابل بازیابی است.
با تغییر دما می توان نرخ اسید شویی را کنترل نمود.

معایب

اسید سولفوریک به فلز اصلی آسیب می زند.
نفوذ بیشتر هیدروژن به داخل فولاد.
باقیمانده‌های اسید شویی بسیار چسبنده هستند.
محلول اسیدی باید حرارت داده شود.

نرخ اسید شویی.

نرخ اسید شویی ورق فولادی از عواملی چون نوع اسید بکار رفته، غلظت اسید، دما، غلظت مهارکننده و درجه حرارت تحت تأثیر می‌گیرد.زمان اسید شویی در اسیدکلریدریک در دمای ۲۵ سانتی‌گراد بسیار سریع است اما در اسید سولفوریک نرخ اسید شویی در دمای بالا مناسب‌تر است. در هردو مورد با افزایش غلظت اسید نرخ اسید شویی نیز افزایش می‌یابد.به‌طورکلی زمان اسید شویی در اسیدکلریدریک کمتر است و نرخ اسید شویی بهتری نسبت به اسیدسولفوریک نشان می‌دهد.

نرخ اسید شویی

نرخ اسید شویی فولاد توسط عواملی مانند نوع اسید بکار رفته، غلظت اسید، دما، غلظت مهارکننده و درجه حرارت تحت تأثیر قرار می‌گیرد. شکل‌های ۱ و ۲ نمونه‌هایی از نرخ اسید شویی را بر مبنای نوع اسید، غلظت و درجه حرارت نشان می‌دهند. با توجه به این نمودارها می‌توان گفت که با افزایش دما نرخ اسید شویی در هر دو مورد اسید کاهش می‌یابد. زمان اسید شویی در اسیدکلریدریک در دمای ۲۵ سانتی‌گراد بسیار سریع است ما در اسید سولفوریک نرخ اسید شویی در دمای بالا

مناسب‌تر است. در هردو مورد با افزایش غلظت اسید نرخ اسید شویی نیز افزایش می‌یابد.

به‌طورکلی زمان اسید شویی در اسیدکلریدریک کمتر است و نرخ اسید شویی بهتری نسبت به اسیدسولفوریک نشان می‌دهد. مواد نشان داده شده در این شکل‌های تأیید می‌کند که علیرغم گران بودن اسیدکلریدریک استفاده از آن بهتر از اسیدسولفوریک است.

ورق اسید شویی و تشکیل لایه پسیو

از ویژگی های ورق اسید شویی شده ایجاد تشکیل لایه پسیو بر سطح فولاد ضد زنگ می باشد. در صورت اسید شویی، سطح ورق های آلیاژی فولادی که دارای فلز کروم و نیکل هستند بعد از خوردگی اقدام به تشکیل لایه ای مقاوم در برابر خوردگی می دهند و غیر فعال می شوند . به عبارتی زمانی که فلزات دچار خوردگی می شوند یک لایه ی مقاوم و غیر فعال تولید می کنند که از ادامه ی خوردگی جلوگیری می کند . این لایه مانند حفاظی یکپارچه بر روی سطح ورق فولادی عمل می کند.
این معمولاً برای ایجاد این لایه مقاوم به‌طور ترجیحی از اسید نیتریک استفاده می‌شود. در این حالت اگرچه نرخ اسید شویی و میزان پاک‌سازی آلودگی‌ها نسبت به سایر اسیدها کمتر است اما با ایجاد لایه پسیو نقش مهمی در ماندگاری ورق اسید شویی دارد. ورق اسید شویی از این لحاظ یکی از محصولات ممتاز در صنعت به شمار می‌رود. ورق‌های اسید شویی حتی به‌عنوان مواد اولیه گالوانیزه نیز استفاده می‌شود.

دلایل اسیدشویی ورق

اسیدشویی یکی از متداول ترین فرآیندهای صنعتی است. این فرایند در کارهای آبکاری کوچک، کارخانه های اتومبیل سازی، کارخانه های تولید فولاد و هر کارخانه ای که کار آن شامل استفاده از یک پوشش برای فلزی پایه باشد دیده می شود. اسیدشویی فرآیندی است که از طریق آن اکسیدها و جرم های یک سطح فلزی به طریق شیمیایی و با غوطه وری ساختن آن در یک اسید معدنی رقیق که معمولا اسید سولفوریک و یا هیدروکلریک است ، برطرف می شود.

به دلایل زیر اسیدشویی بر روی ورق های تولیدی از نورد گرم می بایست انجام پذیرد

1 – به دلیل جدا شدن لایه های اکسید از سطح، ورق اسیدشویی دارای ظاهری بهتر و سطحی با کیفیت مرغوب تر خواهد شد.

2 – پوسته های اکسیدی روی سطح ورق اسیدشویی سخت و ضد سایش می باشند. بنابراین در صورتی که ورق ها بدون اسیدشویی وارد مرحله نورد سرد شوند موجب افزایش استهلاک غلتک های نورد می گردند. از این رو ورق می بایست پیش از ورود به مرحله نورد سرد تحت عملیات اسیدشویی قرار گیرد.

 

اگرچه فرایندهای گوناگون اسیدشویی نام های مختلفی دارند اما می توان آن ها را به سه نوع کلی تقسیم بندی کرد

اسیدشویی ساکن

اسیدشویی ساکن یا خمره ای، اکثرا در صنعت آبکاری به کار می رود، در حالی که اسیدشویی دسته ای و پیوسته معمولا مربوط به صنایع تولیدی بزرگ می باشد. در اسیدشویی ساکن، ورق اسیدشویی در محلول اسید غوطه ور می شود و معمولا ساکن باقی می ماند، در حالی که محلول در حال حرکت است.

اسیدشویی دسته ای

در اسیدشویی دسته ای چندین قطعه از یک محصول در محلول اسید غوطه ور می شوند و این قطعات معمولا در حال حرکت هستند.

اسیدشویی پیوسته

در اسیدشویی پیوسته ، محصول معمولا نوار فولادی است که پیچیده نشده است و در یک جهت افقی یا عمودی از میان مخازن اسید و شستشوی آب یا اسپری ها عبور می کند.

تاریخچه استفاده از اسید در فرایند اسیدشویی

اسیدشویی تقریبا تا این اواخر از نظر فنی تغییر چندانی نکرده بود، هر چند در حالی که قبلا تنها تقریبا از اسیدشویی با اسید سولفوریک استفاده می شد، اینک تمایلی وجود دارد که در خطوط اسیدشویی پیوسته از اسیدشویی با اسید کلریدریک استفاده شود و باید توجه بیشتری به مشکلات تخلیه پساب اسیدشویی یا بازیابی اسید مبذول گردد.

نوع عملیات اسیدشویی عمدتا بستگی به محصولی دارد که قرار است تمیز شود، معمولا در اسیدشویی از اسیدهایی مانند اسید سولفوریک، هیدروکلریک ، فسفریک، هیدروفلوریک و نیتریک به تنهایی یا به صورت ترکیب های گوناگون استفاده می کردند. تاکنون برای اسیدشویی آلیاژهای فولادی کربن دار، اسید سولفوریک بیشترین استفاده را داشته است همراه با اسید هیدروکلریک که در رده پس از آن به میزان روز افزونی بیشتر مورد استفاده می باشد.

یکی از کاربردهای بسیار زیاد هیدروکلریدریک اسید تولیدی در سطح جهان، در صنایع فولادسازی است. مثلا در کشور کانادا بیش از 26 درصد از کل هیدروکلریدریک اسید تولیدی به مصرف واحد اسیدشویی می رسد. یعنی از 113 تن هیدروکلریدریک اسید تولیدی در حدود 30 تن در صنعت اسیدشویی آهن و فولاد مصرف می شود.

بررسی فرایند اسیدشویی و پساب حاصل از آن

بعد از آنکه ورقه های فولادی در واحد نورد گرم تولید شد، به دلیل درجه حرارت بالایی که دارد وقتی در معرض هوا قرار می گیرد با اکسیژن هوا ترکیب شده و یک لایه اکسید سطح فلز را در بر می گیرد. در مجتمع فولاد مبارکه تولید ورق اسیدشویی به صورت زیر انجام می گیرد.

برای برطرف کردن این سطح اکسید، ورقه های فولاد را در حمام های حاوی هیدروکلریدریک اسید 30-20 درصد غوطه ور می کنند. تعداد این حمام ها پنج عدد و طول آن ها در حدود 120 متر است. ورقه های اکسید شده با سرعت 250-120 متر بر ساعت از داخل این حمام ها عبور می کنند و سپس برای پاکسازی باقی مانده مواد اسیدی با آب خالص شستشو داده می شوند.

شرح فرایند شستشوی ورق اسیدشویی

در واحد اسیدشویی مجتمع فولاد مبارکه، ورق اسیدشویی پس از آنکه از حوضچه های اسیدشویی خارج می گردند، برای پاکسازی باقی مانده مواد اسیدی، رسوبات و ناخالصی ها، با آب خالص شستشو داده می شوند. برای این کار ورق اسیدشویی پس از خروج از حوضچه های اسیدشویی، وارد حوضچه های شستشو با آب می شوند. همه حوضچه ها به هم مرتبط اند ، بدین صورت که آب شستشوی ورقه های فولادی از حوضچه اول سرریز شده و وارد حوضچه بعدی تا حوضچه پنجم می گردد.

جهت حرکت ورق اسیدشویی با جهت حرکت آب شستشو عکس همدیگر باشند، بدین صورت که ورق ابتدا وارد حوضچه پنجم می شود و رفته رفته با آب شستشوی تازه تری تماس پیدا می کند که در حوضچه اول فقط با آب خالص شستشو داده می شود. حوضچه ها به صورت شیب دار ساخته شده اند که آب خالص ابتدا وارد حوضچه اول شده و چون به صورت شیب دار هستند سرریز کرده و در نهایت وارد حوضچه پنجم می شود.

 

خط اسیدشویی ورق

به طور کلی مراحل نورد به صورت زیر می باشد

خط اسید شویی پیوسته

ریخته گری پیوسته شمش

در اولین مرحله نورد با استفاده از روش ریخته گری پیوسته تختال هایی به طول 4.5 تا 10 متر و ضخامت 20 سانتی متر تولید می گردند. پس از ریخته گری تختال به واحد خنک کننده منتقل می گردد تا دمای آن به دمای محیط نزدیک شود.

نورد گرم

هدف از نورد گرم تولید ورق با ابعاد معین، شکل دلخواه، خواص مطلوب و صافی سطح مورد نیاز از یک تختال با ابعاد مشخص می باشد. دلیل اصلی استفاده از نورد گرم مقاومت کم فولاد در مقابل تغییر شکل در درجه حرارت بالاست. فولاد کم کربن در دمای بالاتر از 890 درجه سانتی گراد در فاز آستنیت قرار دارد. در صورتی که تمامی تغییرات در فاز آستنیت انجام شود می توان گفت که فرایند نورد به صورت همگن خواهد بود. با توجه به اینکه دمای خروجی تختال از کوره پیش گرمکن به تلفات حرارتی حین عملیات نورد وابسته است، بنابراین تختال می بایست در کوره به دمایی برسد تا با دمایی بیش از 890 درجه سانتی گراد از آخرین مرحله نورد نهایی خارج شود.

 

کوره پیش گرم

در کوره پیش گرم تختال با نرخ معین حرارت داده می شود تا به دمای مورد نیاز در نورد گرم برسد. در طول این مدت برای جلوگیری از ناهمگونی در تغییر شکل توزیع دما در تمامی نقاط تختال می بایست به گونه ای یکنواخت باشد. بدین منظور از کوره های هم دماساز استفاده می شود تا دمای تختال در هنگام خروج از کوره به گونه ای یکنواخت در آید. این دما به ابعاد تختال، شرایط نورد، نوع فولاد، تعداد مراحل نورد، دمای ورق در مرحله پایانی و عوامل دیگر بستگی دارد. این دما برای فولاد کم کربن در حدود 1300 درجه سانتی گراد می باشد.

نکته مهم در طی این مرحله مدت زمان نگهداری تختال در کوره پیش گرمکن می باشد زیرا طولانی شدن این زمان علاوه بر اتلاف انرژی باعث خوردگی بیش از اندازه تختال و حتی سوزاندن کربن موجود در فولاد می گردد. تختال پس از خروج از کوره پیش گرمکن پوسته زدایی می گردد تا قابلیت ورود به مراحل بعدی نورد را داشته باشد.

نورد مقدماتی یا خشن

به منظور تولید ورق لازم است تا در ابتدا ضخامت تختال ریخته گری شده در طی 2 تا 3 مرحله نورد مقدماتی کاهش یابد. ضخامت تختال در این مرحله از 250 الی 350 میلی متر به 25 الی 35 میلی متر کاهش می یابد. این عملیات عموما توسط قفسه های رفت و برگشتی یونیورسال انجام می گیرد. پس از خروج تختال از مرحله نورد مقدماتی تختال مجددا پوسته زدایی می گردد. دما در این مرحله تا حدود 1100 درجه سانتی گراد کاهش می یابد.

خط تولید ورق اسیدشویی

میز انتقال

در کارخانه نورد گرم با آرایش همزمان برای هماهنگی و جلوگیری از برخورد تختال های عبوری، از یک میز انتقال در فاصله میان مراحل نورد مقدماتی و نهایی استفاده می شود. استفاده از این میز باعث هماهنگ شدن سرعت بالای تختال در هنگام نورد مقدماتی و سرعت پایین آن در مرحله قیچی و اولین مرحله نورد نهایی می شود.

با توجه به طول زیاد میز انتقال اتلاف حرارت قابل توجهی از سطح تختال صورت می گیرد که باعث ناهمگونی دما در تختال و در نتیجه کاهش مرغوبیت فولاد تولیدی، افزایش استهلاک قطعات، افزایش هزینه سوخت، کاهش راندمان کارخانه و افزایش آلودگی محیط زیست می گردد. با توجه به این مساله اتلاف حرارت در چند دهه اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. آن ها روش های مختلف را برای کاهش اتلاف انرژی در فاصله نورد مقدماتی و نهایی به کار گرفته اند.

تختال پس از عبور از میز انتقال وارد مرحله نورد نهایی می شود.

نورد نهایی

تختال عبوری از میز انتقال به منظور تولید ورق به سمت قفسه های نورد نهایی فرستاده می شود. معمولا این خط از 6 تا 7 قفسه تشکیل شده است که در آن ضخامت ورق به 1.8 تا 3 میلی متر کاهش می یابد. دمای ورق در خروج از نورد نهایی تا حدود 900 درجه سانتی گراد کاهش می یابد.

پس از اتمام عملیات نورد نهایی ورق به واحد خنک کاری وارد می گردد. عملیات خنک کاری به این دلیل بر روی ورق انجام می گیرد تا در هنگام کلاف پیچی لایه های ورق به یکدیگر جوش نخورند. کم کردن دمای ورق با پاشیدن جریان آب در قسمت سردکننده انجام می گیرد تا درجه حرارت ورق به 650 درجه سانتی گراد کاهش یابد. در این دما ورق توسط دستگاه کلاف پیچ به صورت کلاف های استوانه ای در می آید.

کلاف ها توسط سیستم حمل کلاف به انبار منتقل و تا رسیدن به دمای محیط در آن نگهداری می شوند.

پس از آن کلاف ها به واحد تکمیل نورد گرم یا نورد سرد تحویل می گردند.

مرحله بعد تولید ورق اسیدشویی می باشد که به طور مفصل در بالا ذکر گردید

نورد سرد

به دلیل کاهش بیشتر ضخامت و دستیابی به خواص مکانیکی بهینه، ورق های تولید شده در واحد نورد گرم پس از اسیدشویی تحت عملیات نورد سرد قرار می گیرند. نورد سرد متوالی مرسوم به تاندم به صورت 4 تا 6 قفسه ای و اخیرا به صورت رفت و برگشتی 2 تا 3 قفسه ای انجام می گیرد. در فرایند نورد سرد ضخامت ورق بین 25 تا 90 درصد کاهش می یابد. ورق های تولید شده با ضخامت های گوناگون 0.1 تا 6 میلی متر به شکل کلاف یا ورق تهیه می شوند.

عملیات حرارتی

ساختار نهایی فولاد در ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن ها تاثیر به سزایی دارد. بنابراین برای دستیابی به خواص مکانیکی بهینه و آرایش یکنواخت ورق، کلاف تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد. کلاف ها به صورت دو یا سه تایی روی یکدیگر قرار گرفته و یک پوسته استوانه ای شکل روی آن ها قرار می گیرد. سپس کلاف ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. پس از حرارت دهی کلاف ها به آرامی سرد می گردند.

نورد پوسته ای

هدف از نورد پوسته ای ایجاد کار اندک در ورق می باشد تا در آن چقرمگی و مقاومت مکانیکی افزایش یابد. در این مرحله تغییر شکل پلاستیک بسیار کمی بر ورق اعمال می گردد. این موضوع به همراه کنترل دقیق ضخامت موجب می شود تا صافی سطح ورق افزایش یابد و ناصافی ایجاد شده در ورق در طی مراحل قبل به حداقل ممکن برسد.

 

ابعاد ورق اسید شویی:

ورق اسید شویی به دو صورت رول و شیت (فابریک و برشی) تولید می شوند، رول های ورق اسید شویی عرضی بین ۱۰۰ تا ۱۲۵ سانتی متر دارند.
ورق های اسید شور شیت فابریک نیز دارای ابعاد زیر هستند:
ورق اسیدشور شده ۱۰۰۰*۲۰۰۰ میلی متر
ورق اسیدشور شده ۱۲۵۰*۲۵۰۰ میلی متر

ابعاد فیزیکی

ضخامت :ورق اسید شویی در ضخامت های بین ۱٫۵ تا ۶ میلی متر تولید می شود.

وزن ورق اسیدشویی

وزن ورق های اسید شویی مانند ورق های نورد گرم (سیاه) می باشند.

قیمت انواع ورق اسید شویی

  1. قیمت ورق اسید شویی
  2. قیمت ورق اسیدشویی فولادمبارکه

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *