本發(fā)明涉及一種用于在處理站中通過處理液體處理鋼帶，特別是用于酸洗處理鋼帶的方法，該處理站包括處理罐。

此外，本發(fā)明涉及一種用于在處理站中通過處理液體處理鋼帶，特別是用于酸洗處理鋼帶的系統(tǒng)，該處理站包括處理罐。

背景技術：

有待根據本發(fā)明的方法并且在本發(fā)明的系統(tǒng)中處理的鋼帶是不銹鋼。

鋼帶表面上存在的氧化皮是在高溫加工過程中形成的。術語氧化皮總體上是指當金屬處于高溫下時通過暴露于空氣而在鋼的表面上形成的鐵和氧的化學化合物以及鐵合金元素例如鉻和氧的化學化合物。由此形成的化學化合物包括鐵氧化物，諸如feo、fe2o3和fe3o4，合金元素的氧化物，諸如cro3、nio、sio2以及復合氧化物尖晶石像fecr2o4、nife2o4、fe2sio4和其他。在退火過程中，不銹鋼等級被加熱至高達某一溫度(根據鋼等級，850℃-1150℃)并且在此溫度下保持一段時間來使金屬軟化，以便釋放由熱軋和冷軋所引起的加工硬化。根據退火溫度獲得均勻的晶粒結構，并且在表面上形成氧化皮。在不銹鋼的表面下，形成貧鉻區(qū)，對于奧氏體、鐵素體和雙相不銹鋼等級而言，該貧鉻區(qū)是不同的。

在不銹鋼工業(yè)中需要去除此氧化皮和貧鉻層來獲得技術產品的工藝，但是這必須在基底材料損失最小的情況下實現(xiàn)。酸洗是在無機酸水溶液的作用下將氧化皮從金屬的表面化學地去除的工藝。不銹鋼廣泛地在稀釋的硫酸或鹽酸中進行酸洗。對于不銹鋼的酸洗，廣泛地應用硝酸和氫氟酸的混合物。酸洗速率受到多種變量的影響，包括鋼基組分以及有待去除的氧化物的類型和附著。酸洗溶液溫度、酸濃度、反應產品濃度、湍流流動條件、浸入時間以及抑制劑和加速劑的存在或不存在均影響酸侵蝕的速率。由于包括酸洗速度、品質和效率以及hcl對基底金屬的侵蝕減輕的生產因素，鹽酸已經有效地替換硫酸作為不銹鋼的工業(yè)大規(guī)模酸洗線中的酸選擇。當酸洗速率與酸的濃度成正比地增加時，溫度的影響更加明顯。在另一方面中，當某些金屬諸如銅、鉻和鎳出現(xiàn)在鋼基底中時，它們會減慢酸洗速率，因為攜帶這些合金金屬的氧化皮會抑制酸侵蝕。元素像鋁和硅形成耐火型氧化物，這進而降低氧化物在酸洗酸中的溶解速率。氧化皮的厚度隨軋機中的實踐極大地改變。例如，松散的卷取使得更多大氣滲透到包裝中，其中在邊緣區(qū)域上形成相應更厚的氧化物。另外，卷取溫度影響氧化物的附著并且決定將其去除的難易度。較低的卷取溫度使得氧化物去除更容易，在較高的卷取溫度下，需要更長的酸洗時間。例如，在750℃的卷取溫度下，與570℃的卷取溫度相比較，需要雙倍的酸洗時間。

與碳鋼一樣，不銹鋼在熱軋和卷取之后也氧化。在熱軋不銹鋼帶的表面上形成的氧化皮層含有合金元素并且非常緊密地附著在該表面上，這使得與碳鋼相比不銹鋼的除去氧化皮或酸洗非常困難。為了實現(xiàn)將表面氧化物從不銹鋼帶有效地且徹底地去除，必須使用更嚴苛的加工技術，這些加工技術實質上增加了加工時間和操作成本。通常，為了實現(xiàn)完全的氧化皮去除，必須在例如通過噴丸和/或去氧化皮進行機械除去氧化皮之后對不銹鋼帶進行化學酸洗?，F(xiàn)在常常應用另外的預酸洗方法來使氧化皮軟化。例如，在混合酸中進行主要酸洗之前，熱軋不銹鋼常規(guī)地在熱硫酸中進行預酸洗并且冷軋不銹鋼在na2so4溶液的中性電解質中進行電解預酸洗。在目前技術發(fā)展水平的實踐中，機械除去氧化皮(md)和預酸洗(pp)僅可以去除氧化皮層，貧鉻區(qū)和部分基底材料僅可以通過最終酸洗工藝(fp)來去除。

最常用于不銹鋼的酸洗工藝涉及使用硝酸和氫氟酸的混合物，硝酸和氫氟酸的相互濃度根據有待酸洗的不銹鋼的類型(奧氏體、鐵素體、馬氏體、雙相……)、其表面特征以及其過去的加工歷史而改變。當在同一線中加工300系和400系時，需要不同的酸組成(混合物i和混合物ii)和不同的酸混合物溫度。因為奧氏體鋼等級在50℃-65℃下進行酸洗，大部分鐵素體和馬氏體不銹鋼等級在酸洗過程中生成放熱反應，這需要酸洗線中的冷卻設施以便將酸混合物溫度保持在35℃-40℃的范圍內。雖然該工藝能夠獲得優(yōu)異的酸洗結果，但是它具有非常嚴重的缺點，即它由于使用這些特定酸而產生極大的且實質性的生態(tài)問題。氫氟酸極具腐蝕性并且是有害的環(huán)境污染物。硝酸是高污染氮氧化物(nox)蒸汽的來源，這些蒸汽被散發(fā)到大氣中并且對它們所接觸的金屬和非金屬是高度侵蝕性的。另外，高硝酸鹽水平存在于沖洗水中和廢酸洗浴中，并且產生主要的處理問題。通過催化脫nox設備對空氣中的nox蒸汽進行的消除以及中和的廢水中的硝酸鹽形成極大的裝備操作問題、非常高的設備投資成本、高維護要求以及非常高的操作成本。因此，在研究和發(fā)展不使用硝酸或氫氟酸并且是生態(tài)安全和環(huán)境友好的不銹鋼酸洗工藝和裝備方面存在極大的興趣。

現(xiàn)今酸洗線被設計為淺罐湍流設備，其包括若干個連續(xù)酸洗罐。鋼帶被拉動或推動通過處理罐。完整的酸洗區(qū)段被安排為串聯(lián)的，即新鮮的或再生的酸被添加到最后的處理罐(即，根據鋼帶的移動方向的最下游的處理罐)中，并且然后以與帶材傳送方向逆向流動的方式進行加工，以便使酸洗酸的使用最大化。在處理罐的進口和出口處，安裝擠水輥以盡可能最大程度地將酸洗酸從帶材中去除，以便增強串聯(lián)效果。德國專利披露內容de4031234描述了此技術。

在處理罐內，酸洗酸在罐的兩側上注入，從而在帶材表面與酸洗酸之間產生高湍流。

然后酸洗酸從處理罐溢出到循環(huán)罐，從該循環(huán)罐，酸洗酸通過泵再次注入到處理罐中。高湍流減小帶材表面上的液體邊界層的厚度，從而引起改進的介質和能量交換，并且因此減小所需的酸洗時間。

另一種熟知的酸洗方法是噴淋酸洗，其中酸洗酸使用安裝在鋼帶上方和下方的若干個噴嘴直接噴淋到帶材表面上，參閱例如文獻de4228808a1。然后酸洗酸被收集在循環(huán)罐中，從該循環(huán)罐，酸洗酸被泵送到噴嘴并且再次噴淋到帶材表面上。噴嘴典型地在高于1巴的壓力下運行。由于噴淋到帶材表面上的酸洗酸的高沖力，酸洗效率和因此的酸洗時間可以進一步改善。然而，此技術從未在商業(yè)上用于帶材酸洗線中。

使用鹽酸作為用于不銹鋼酸洗的酸洗劑允許實現(xiàn)去除氧化皮和貧鉻區(qū)兩者的酸洗機制。不銹鋼在鹽酸中的酸洗是還原和氧化的組合過程。

鋼在hcl中的化學溶解如下：

fe+2hcl→fecl2+h2

基底金屬fe通過氧化劑主要是fecl3溶解：

2fecl3+fe3→3fecl2

產生所需氧化劑的氧化反應如下：

4fecl2+o2+4hcl→4fecl3+2h2o

對于不銹鋼的酸洗工藝，需要最低的適當fecl3濃度?，F(xiàn)今這典型地通過向酸洗液中添加h2o2來達到。

在本發(fā)明的上下文中，鐵的氯化物和其他金屬(特別是鉻)的氯化物由術語mecl共同指代。

針對不同鋼等級進行的實驗室測試已經證明對于含有hcl的酸洗溶液，噴淋酸洗的酸洗速度與淺罐湍流技術相比高至五倍。另外，用于噴淋酸洗技術中的噴嘴產生與空氣直接接觸的具有高表面的細小液滴?？諝猓唧w地為在空氣中包含的氧氣溶解在酸洗酸中并且與hcl一起氧化fecl2，從而形成fecl3。因此，在噴淋酸洗區(qū)段中使用hcl處理不銹鋼具有不需要h2o2來產生fecl3的優(yōu)點。然而，在干凈的噴淋酸洗罐中，fecl3的形成可能過高(達到60g/l以及以上)，從而使得整個酸洗工藝難以控制，這具有過度酸洗金屬帶或造成帶材表面的不可接受的粗糙度的高風險。酸洗酸中增加的fecl3濃度的另一個缺點是對于廢酸洗酸的再生工藝的影響。典型地使用熱水解工藝來再生含有hcl的廢酸洗酸。在此工藝中，fecl2和fecl3轉化回hcl和fe2o3。然而，fecl3具有比fecl2低得多的蒸發(fā)溫度并且在熱水解反應器中蒸發(fā)，從而在轉化成fe2o3時產生大小低于1μm的非常細小的fe2o3顆粒。這些細小顆粒難以從工藝廢氣中去除，從而造成高粉塵排放。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目標是提供用于改進的鋼帶處理，特別是酸洗的方法和系統(tǒng)，這樣使得固定投資以及維護成本得以減少，以高品質并以環(huán)境友好的方式相對快地實現(xiàn)處理和酸洗工藝。

本發(fā)明的目標是通過一種用于在處理站中通過處理液體處理鋼帶，特別是用于酸洗處理鋼帶的方法來實現(xiàn)的，該處理站包括具有噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段的處理罐，并且該處理站包括用于處理液體的公共收集裝置，

其中鋼帶包括不銹鋼并且是在其縱向和橫向方向兩者上基本上水平取向的連續(xù)鋼帶，

其中鋼帶具有頂部表面和底部表面，

其中該方法包括在傳送方向上將鋼帶連續(xù)傳送通過處理站，該傳送方向平行于鋼帶的縱向方向，這樣使得

--在第一步驟中，當鋼帶處于處理站的噴淋區(qū)段中時，處理液體被噴淋到鋼帶的頂部表面上和鋼帶的底部表面上，

--在第二步驟中，當鋼帶處于處理站的浸入區(qū)段中時，鋼帶被浸入在處理液體中，

其中當處理鋼帶時，處理液體被連續(xù)泵送出公共收集裝置并且泵送通過處理站的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者，其中使用噴嘴提供處理液體到鋼帶的頂部表面和底部表面上的噴淋。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是提供需要相對低的安裝成本以及減少的維護成本的處理站。本發(fā)明涉及一種用于化學或電化學處理不銹鋼，優(yōu)選地帶狀不銹鋼的表面的工藝，其中該材料在一個或多個處理罐中使用酸洗溶液，優(yōu)選地含有hcl的酸洗溶液來處理，以便去除先前在金屬帶(鋼帶)的熱軋工藝過程中形成的氧化皮層。需要此處理來獲得用于在冷軋工藝中進行進一步加工或用于直接商業(yè)用途的清潔表面。

根據本發(fā)明的一個實施例，與包含不銹鋼的鋼帶相比，還優(yōu)選的是，鋼帶由不銹鋼組成。

根據本發(fā)明，優(yōu)選的是，使用含有hcl的酸洗溶液作為唯一的酸洗劑來實施用于化學或電化學處理不銹鋼的表面的工藝，其中噴淋酸洗的優(yōu)點被使用至最大程度。此外，該工藝應當是可控的，從而使過度酸洗的風險最小化，這樣使得該工藝可以在商業(yè)上使用的工業(yè)規(guī)模酸洗線中實現(xiàn)。

在噴淋和湍流酸洗的情況下這種酸洗時間的急劇縮短可以通過非常薄的層流邊界層來解釋，該層流邊界層比在湍流浸漬工藝的情況下薄得多。因為此層的厚度被顯著地減小，所以穿過邊界層的熱量、質量和動量轉移的傳動力更快。

根據本發(fā)明，具體地鑒于廢酸中的fecl3濃度，這種工藝的此廢酸具有使得它可以在再生裝備中進行處理而無需另外的投資的品質。

本發(fā)明還涉及以下可能性：翻新現(xiàn)有的酸洗線，具體地為處理罐，并且以提高的效率使用更有效的酸洗技術，同時重新使用現(xiàn)有設備以便減少安裝成本，因為例如可以重新使用酸循環(huán)回路等。

根據本發(fā)明，有利地可能的是，這些需求可以通過本發(fā)明實現(xiàn)，包括使用含有hcl的酸洗溶液作為唯一的酸洗酸的酸洗工藝，其中有待處理的材料(即，鋼帶)通過一個或多個處理罐進行水平加工，處理罐(在多于一個處理罐的情況下)作為酸洗串聯(lián)來運行。

根據本發(fā)明，以上所述的工藝的(處理站的)每個單一處理罐包括安排作為使用一個公共循環(huán)回路的一個單元的一個噴淋酸洗區(qū)和一個浸漬酸洗區(qū)，即按需要具有多個泵回路的一個公共循環(huán)罐(公共收集裝置)。來自浸漬區(qū)段和噴淋區(qū)段的所有酸洗酸在公共循環(huán)罐(公共收集裝置)中收集并混合并且泵送回以上所述的(處理站的處理罐的)兩個酸洗區(qū)段。在單一酸洗罐(處理罐)內，可能需要位于噴淋區(qū)段與酸洗區(qū)段之間的在帶材下方的導輥來將鋼帶更好地定位處理罐內。典型地，不需要軋水輥單元，因為它典型地安裝在兩個酸洗區(qū)段之間。優(yōu)選地，處理罐的第一區(qū)段是噴淋區(qū)段，而第二區(qū)段是浸漬酸洗類型，優(yōu)選地具有高效率，諸如淺罐湍流技術。

根據本發(fā)明，鋼帶(在處理站的處理罐中)通過處理液體進行處理，這樣使得在處理罐的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者中使用相同的處理液體。有利地，因此以更成本有效的方式實現(xiàn)處理站(具有噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者)是可能的，因為同一公共收集裝置(以及循環(huán)系統(tǒng)的至少一部分)可以用于噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者，從而減少用于實現(xiàn)通過噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者處理鋼帶的可能性的成本。

根據本發(fā)明，鋼帶包括不銹鋼并且是至少在處理站處在其縱向和橫向方向兩者上基本上水平取向的連續(xù)鋼帶。這意味著鋼帶在其橫向方向上主要是水平的，但是允許在其縱向方向上下垂。鋼帶在其縱向方向上通過處理站的高度變化可以達到例如多至0,5m。優(yōu)選地，同樣在處理站之間或在多個處理站之間，鋼帶在其縱向方向上的高度變化也包括多至0,5m。總體上，根據本發(fā)明優(yōu)選的是，鋼帶在其縱向方向上的高度變化包括在整個完整的處理系統(tǒng)中多至0,5m之間，該完整的處理系統(tǒng)潛在地(并且典型地)包括在鋼帶的傳送方向上一個接一個的多個處理站。

根據本發(fā)明，當鋼帶處于處理站的噴淋區(qū)段中時，處理液體在第一步驟中并且通過噴嘴噴淋到鋼帶的頂部表面上和鋼帶的底部表面上。在第二步驟(不一定在第一步驟之后，而也可以在第一步驟之前)中，當鋼帶處于處理站的浸入區(qū)段中時，鋼帶被浸入在處理液體中。為了處理鋼帶，處理站的處理液體被連續(xù)泵送出(此處理站的)公共收集裝置并且泵送通過處理罐的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者，其中處理液體到鋼帶的頂部表面和底部表面上的噴淋使用噴嘴來提供。

根據本發(fā)明，兩種酸洗技術直接組合在一個處理罐中(即，在一個處理站中)，即在兩個酸洗區(qū)段中(即，在所考慮的處理站的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者中)使用物理上相同的酸洗酸(或相同的處理液體)，如所描述的。這樣，在整個酸洗工藝中，fecl3的濃度可以保持在臨界水平以下，從而保證一致的酸洗結果而沒有過度酸洗的風險。此外，這種工藝的廢酸可以容易地在再生裝備中再生而不需要另外的投資來達到法律要求的排放值，特別是在粉塵排放方面。

根據本發(fā)明，增加了處理工藝(或酸洗工藝)的效率。測試已經證明fecl3濃度的一定增加也為浸漬酸洗工藝減少酸洗時間。因此，根據本發(fā)明的工藝使用高效率噴淋酸洗工藝的優(yōu)點，而由于酸洗酸的共同使用(即，在同一個處理站的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者中使用相同的處理液體)以及因此增加的fecl3水平，浸漬酸洗工藝的效率也得到提高。當然，在酸洗線或鋼帶酸洗設備中使用多于一個處理站的(典型的)情況下，這不意味著在所有這些不同的處理站中使用相同的處理液體。相反，在多個處理站(即，各自具有包括噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段的處理罐)的情況下，通常對于不同的處理站使用不同的處理液體；然而，在同一處理站/處理罐內，對于兩種類型的酸洗工藝(噴淋酸洗和浸漬酸洗)使用相同的處理液體。因此，有利地可能的是，可以避免相對高濃度的fecl3的缺點，這些缺點典型地在同一處理站中使用不同的處理液體來組合噴淋酸洗和浸漬酸洗的情況下出現(xiàn)。

根據本發(fā)明，處理線或酸洗線以一種方式進行設計，這種方式使得有利地可能的是，處理站或處理罐在需要翻新(或整修)的情況下可以容易地更換現(xiàn)有的處理罐，同時循環(huán)回路可以重新使用。這主要歸因于噴淋酸洗技術和浸漬酸洗技術(即，噴淋區(qū)段和浸漬區(qū)段)組合在一個處理罐中(即，作為一個處理罐的一部分)的事實。

本發(fā)明的設計還允許在沒有另外的(外部的)循環(huán)罐(或公共收集裝置)(即，在處理罐外部或與處理罐分開)的情況下運行處理罐的可能性。在這個實施例中，處理罐本身，具體地噴淋區(qū)段下方的區(qū)域并且需要時為浸漬區(qū)段下方的區(qū)域被用作循環(huán)罐(或公共收集裝置)，即循環(huán)罐(或公共收集裝置)以與處理罐整合的方式實現(xiàn)。這對于更換(整修)常常在沒有循環(huán)回路的情況下運行的深槽處理罐是有利的。在這種情況下，僅需要添加泵回路，同時循環(huán)罐被結合(或整合)在處理罐中。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，噴淋區(qū)段具有平行于鋼帶的縱向方向的有效噴淋長度，這樣使得在第一步驟的過程中鋼帶的頂部表面和底部表面在位于有效噴淋長度內時接收處理液體，其中浸入區(qū)段具有平行于鋼帶的縱向方向的有效浸入長度，這樣使得在第二步驟的過程中鋼帶在位于有效浸入長度內時其頂部表面和底部表面被浸入在處理液體中，其中有效噴淋長度和有效浸入長度被提供為具有在30:70至70:30之間并包括它們的比率，特別是50:50的比率。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是將酸洗線的工藝參數(shù)靈活地適配為在構造之后最好地適合預期的操作性用途。通過限定浸入區(qū)段的長度(在鋼帶通過酸洗線的給定傳送速度下)，限定在處理液體在浸入區(qū)段中有效處理鋼帶過程中的時間。通過限定噴淋區(qū)段的長度(同樣地在鋼帶通過酸洗線的給定傳送速度下)，限定與浸漬酸洗時間相關的噴淋酸洗的最大時間。

根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，有效噴淋長度以及因此有效噴淋長度相對于有效浸入長度的比率通過僅啟動噴嘴中的一部分來改變。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是甚至在酸洗線的運行使用過程中，即通過關閉噴嘴中的一部分來改變噴淋酸洗時間。通過選擇性啟動和/或關閉噴嘴組，根據本發(fā)明，有利地可能的是，還可以在酸洗線的運行使用中例如通過僅每隔一個地使用噴嘴來改變噴淋酸洗步驟的方式或強度，這樣使得噴淋酸洗在噴淋區(qū)段中的強度較低。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，噴淋區(qū)段沿著鋼帶的傳送方向位于相對于浸入區(qū)段的上游。根據本發(fā)明的一個可替代的優(yōu)選實施例，噴淋區(qū)段沿著鋼帶的傳送方向位于相對于浸入區(qū)段的下游。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是提供不同酸洗線構架的可能性。例如，有利地可能的是(在使用至少兩個處理站的情況下)，提供兩個處理站，這樣使得噴淋區(qū)段位于相對于浸入區(qū)段的上游(即，鋼帶首先穿過噴淋區(qū)段，然后穿過浸入區(qū)段)：這引起以下類型的酸洗次序：在第一(或上游)處理站中的噴淋和浸漬酸洗(使用第一處理液體)，接著在第二(或下游)處理站中的噴淋和浸漬酸洗(使用第二處理液體)?？商娲?，還有利地可能的是(在使用至少兩個處理站的情況下)，提供第一處理站，這樣使得噴淋區(qū)段位于相對于浸入區(qū)段的下游(即，鋼帶首先穿過浸入區(qū)段，然后穿過噴淋區(qū)段)，并且提供第二處理站，這樣使得噴淋區(qū)段位于相對于浸入區(qū)段的上游(即，鋼帶首先穿過(第二處理站的)噴淋區(qū)段，然后穿過(第二處理站的)浸漬區(qū)段)：這引起以下類型的酸洗次序：在第一(或上游)處理站中的浸漬和噴淋酸洗(使用第一處理液體)，接著在第二(或下游)處理站中的噴淋和浸漬酸洗(使用第二處理液體)。當然，兩個處理站的這些構建塊可以重復或者與其他處理站或處理站的構型組合。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該方法包括除使用處理站中的處理液體以外使用另一個處理站中的另一種處理液體，該另一個處理站包括具有另一個噴淋區(qū)段和另一個浸入區(qū)段的另一個處理罐，并且該另一個處理站包括用于進一步處理液體的另一個公共收集裝置，

其中該方法包括在傳送方向上將鋼帶連續(xù)傳送通過另一個處理站，這樣使得

--在第三步驟中，當鋼帶處于另一個處理站的另一個噴淋區(qū)段中時，另一種處理液體被噴淋到鋼帶的頂部表面上和鋼帶的底部表面上，

--在第四步驟中，當鋼帶處于另一個處理站的另一個浸入區(qū)段中時，鋼帶被浸入在另一種處理液體中，

其中當處理鋼帶時，另一種處理液體被連續(xù)泵送出另一個公共收集裝置并且泵送通過另一個處理站的另一個噴淋區(qū)段和另一個浸入區(qū)段兩者，其中將另一種處理液體到鋼帶的頂部表面和底部表面上的噴淋使用另一個噴嘴來提供，其中第三步驟和第四步驟是在第一步驟和第二步驟之前或在第一步驟和第二步驟之后。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是在酸洗線中組合至少兩個發(fā)明性處理站。當然，根據本發(fā)明也可能并優(yōu)選的是，將這兩個發(fā)明性處理站與一個常規(guī)處理站(即，在處理罐中僅具有噴淋區(qū)段或僅具有浸入區(qū)段)或與多個常規(guī)處理站組合。在酸洗線的這種構架中，兩個發(fā)明性處理站沿著鋼帶的傳送方向直接一個接一個地定位，或者提供與一個或多個常規(guī)處理站的組合，這樣使得處理站(或第一處理站)根據鋼帶的傳送方向位于相對于一個常規(guī)處理站(或相對于多個常規(guī)處理站)的上游，并且在相對于這個或這些常規(guī)處理站的下游處定位根據本發(fā)明的另一個處理站(或第二處理站)。

根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，處理液體和/或另一種處理液體包含

--鹽酸，其濃度范圍為從150g/l并包括150g/l至250g/l并包括250g/l，以及

--fecl3，其濃度范圍為從10g/l并包括10g/l至35g/l并包括35g/l，特別是濃度范圍為從15g/l并包括15g/l至30g/l并包括30g/l或者特別是濃度范圍為從19g/l并包括19g/l至26g/l并包括26g/l，以及

--mecl2，其濃度范圍為從30g/l并包括30g/l至300g/l并包括300g/l，特別是濃度范圍為從30g/l并包括30g/l至60g/l并包括60g/l或者濃度范圍為從130g/l并包括130g/l至180g/l并包括180g/l或者濃度范圍為從230g/l并包括230g/l至300g/l并包括300g/l。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是，組合高效率的酸洗工藝同時保留相對容易地再生所使用的酸洗酸(處理液體)的可能性。

本發(fā)明還涉及一種用于在處理站中通過處理液體處理鋼帶，特別是用于酸洗處理鋼帶的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括處理站，其中該處理站包括具有噴淋區(qū)段、浸入區(qū)段的處理罐，并且該處理站包括用于處理液體的公共收集裝置，

其中鋼帶包括不銹鋼并且是在其縱向和橫向方向兩者上基本上水平取向的連續(xù)鋼帶，

其中鋼帶具有頂部表面和底部表面，

其中該系統(tǒng)被配置為在傳送方向上將鋼帶連續(xù)傳送通過處理站，該傳送方向平行于鋼帶的縱向方向，這樣使得

--當鋼帶處于處理站的噴淋區(qū)段中時，處理液體被噴淋到鋼帶的頂部表面上和鋼帶的底部表面上，

--當鋼帶處于處理站的浸入區(qū)段中時，鋼帶被浸入在處理液體中，

其中該系統(tǒng)被配置成使得處理液體被連續(xù)泵送出公共收集裝置并且泵送通過處理站的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者，其中該系統(tǒng)包括噴嘴，這樣使得處理液體使用噴嘴噴淋到鋼帶的頂部表面和底部表面上。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是提供需要相對低的安裝成本以及減少的維護成本的系統(tǒng)(或處理站)。根據本發(fā)明，有利地可能的是組合噴淋酸洗和浸漬酸洗的優(yōu)點并且使過度酸洗的風險最小化。另外有利的是，具體地鑒于廢酸中的fecl3濃度，這種系統(tǒng)的此廢酸具有使得它可以在再生裝備中進行處理而不需要另外的投資的品質。

根據本發(fā)明的一個實施例，與包含不銹鋼的鋼帶相比，還優(yōu)選的是，鋼帶由不銹鋼組成。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，特別是關于發(fā)明性系統(tǒng)的優(yōu)選實施例，噴淋區(qū)段具有平行于鋼帶的縱向方向的有效噴淋長度，這樣使得鋼帶的頂部表面和底部表面在位于有效噴淋長度內時接收處理液體，其中浸入區(qū)段具有平行于鋼帶的縱向方向的有效浸入長度，這樣使得鋼帶在位于有效浸入長度內時其頂部表面和底部表面浸入在處理液體中，其中有效噴淋長度和有效浸入長度被提供為具有在30:70至70:30之間并包括它們的比率，特別是50:50的比率。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是xxx

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，特別是關于發(fā)明性系統(tǒng)的優(yōu)選實施例，噴淋區(qū)段沿著鋼帶的傳送方向位于相對于浸入區(qū)段的上游。根據本發(fā)明的一個可替代的優(yōu)選實施例，特別是關于發(fā)明性系統(tǒng)，噴淋區(qū)段沿著鋼帶的傳送方向位于相對于浸入區(qū)段的下游。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是將酸洗線的工藝參數(shù)靈活地適配為在構造之后最好地適合預期的操作性用途。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，特別是關于發(fā)明性系統(tǒng)的優(yōu)選實施例-，用于噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者的處理液體的公共收集裝置是與處理站的處理罐分開的收集裝置。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是以非常成本有效的方式構建處理罐，這樣使得特別是處理罐的體積是相對較小的(并且因此使用較少處理液體)。處理液體被泵送通過與處理罐分開的公共收集裝置(或循環(huán)罐)。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，特別是關于發(fā)明性系統(tǒng)的優(yōu)選實施例-，用于噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者的處理液體的公共收集裝置是與處理站的處理罐整合的收集裝置，特別是整合成使得處理罐的底部部分形成公共收集裝置。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是以非常成本有效的方式實現(xiàn)處理站，因為不需要單獨的公共收集裝置(或循環(huán)罐)。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，特別是關于發(fā)明性系統(tǒng)的優(yōu)選實施例-，該系統(tǒng)包括除處理站中的處理液體以外的另一個處理站中的另一種處理液體，該另一個處理站包括具有另一個噴淋區(qū)段和另一個浸入區(qū)段的另一個處理罐，并且該另一個處理站包括用于另一種處理液體的另一個公共收集裝置，

其中該系統(tǒng)被配置成使得鋼帶在傳送方向上連續(xù)傳送通過另一個處理站，這樣使得

--當鋼帶處于另一個處理站的另一個噴淋區(qū)段中時，另一種處理液體被噴淋到鋼帶的頂部表面上和鋼帶的底部表面上，

--當鋼帶處于另一個處理站的另一個浸入區(qū)段中時，鋼帶被浸入在另一種處理液體中，

其中該系統(tǒng)被配置成使得另一種處理液體被連續(xù)泵送出另一個公共收集裝置并且泵送通過另一個處理站的另一個噴淋區(qū)段和另一個浸入區(qū)段兩者，其中該系統(tǒng)包括另外的噴嘴，這樣使得另一種處理液體使用另一個噴嘴噴淋到鋼帶的頂部表面和底部表面上。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是在酸洗線中組合至少兩個發(fā)明性處理站。當然，根據本發(fā)明也可能并優(yōu)選的是，將這兩個發(fā)明性處理站與一個常規(guī)處理站(即，在處理罐中僅具有噴淋區(qū)段或僅具有浸入區(qū)段)或與多個常規(guī)處理站組合。

根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該系統(tǒng)包括除處理站中的處理液體和另一個處理站中的另一種處理液體以外的第三處理站中的第三處理液體，該第三處理站包括具有第三噴淋區(qū)段和第三浸入區(qū)段的第三處理罐，并且該第三處理站包括用于第三處理液體的第三公共收集裝置。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是在酸洗線中組合至少三個發(fā)明性處理站。當然，根據本發(fā)明也可能并優(yōu)選的是，將這三個發(fā)明性處理站與一個常規(guī)處理站(即，在處理罐中僅具有噴淋區(qū)段或僅具有浸入區(qū)段)或與多個常規(guī)處理站組合。

根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，該系統(tǒng)包括除處理站中的處理液體、另一個處理站中的另一種處理液體以及第三處理站中的第三處理液體以外的第四處理站中的第四處理液體，該第四處理站包括具有第四噴淋區(qū)段和第四浸入區(qū)段的第四處理罐，并且該第四處理站包括用于第四處理液體的第四公共收集裝置。根據本發(fā)明，根據其他實施例，根據本發(fā)明的五個處理站的組合也是可能的并且優(yōu)選的。

根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，處理液體和/或另一種處理液體和/或第三處理液體包含

--鹽酸，其濃度范圍為從150g/l并包括150g/l至250g/l并包括250g/l，以及

--fecl3，其濃度范圍為從10g/l并包括10g/l至35g/l并包括35g/l，特別是濃度范圍為從15g/l并包括15g/l至30g/l并包括30g/l或者特別是濃度范圍為從19g/l并包括19g/l至26g/l并包括26g/l)，以及

--fecl2，其濃度范圍為從30g/l并包括30g/l至300g/l并包括300g/l，特別是濃度范圍為從30g/l并包括30g/l至60g/l并包括60g/l或者濃度范圍為從130g/l并包括130g/l至180g/l并包括180g/l或者濃度范圍為從230g/l并包括230g/l至300g/l并包括300g/l。

根據本發(fā)明，因此有利地可能的是，組合高效率的酸洗工藝，同時保留相對容易地再生所使用的酸洗酸(處理液體)的可能性。

本發(fā)明的這些和其他特性、特征和優(yōu)點將結合附圖，根據以下詳細說明而變得明顯，附圖以舉例的方式說明本發(fā)明的原理。該說明書僅出于舉例的目的給出，并不限制本發(fā)明的范圍。以下所引用的參考圖是指附圖。

附圖說明

圖1示意性地示出了包括三個不同處理站的處理系統(tǒng)，每個處理站根據本發(fā)明進行配置，即具有帶有噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者的處理罐，這樣使得公共收集裝置和相同的處理液體用于在對應的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者中處理鋼帶。

圖2示意性地示出了具有處理罐和與處理罐分開的公共收集裝置的處理站的第一實施例，該處理罐具有其噴淋區(qū)段和其浸入區(qū)段以使用公共處理液體處理鋼帶，該公共處理液體一方面在公共收集裝置之間并在其內部循環(huán)，另一方面在噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段之間并在其內部循環(huán)。

圖3示意性地示出了具有處理罐和與處理罐分開的公共收集裝置的處理站的第二實施例，該處理罐具有其噴淋區(qū)段和其浸入區(qū)段以使用公共處理液體處理鋼帶，該公共處理液體一方面在公共收集裝置之間并在其內部循環(huán)，另一方面在噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段之間并在其內部循環(huán)。

具體實施方式

將相對于具體實施例并參考某些附圖來對本發(fā)明進行描述，但本發(fā)明并不受限于此而僅受權利要求限制。描述的附圖僅是示意性的并且為非限制性的。在這些附圖中，為了說明的目的一些元件的大小可能被擴大并且沒有按照比例繪出。

在提及單數(shù)名詞時使用不定冠詞或定冠詞，例如“一個/一種(a)”、“一個/一種(an)”、“該(the)”的情況下，除非另外特別說明，否則這包括該名詞的復數(shù)形式。

此外，在說明書和權利要求書中的術語第一、第二、第三以及類似術語用于在類似的元件之間進行區(qū)分并且不一定用于描述一種連續(xù)順序或時間順序。應當理解如此使用的術語在適當?shù)那樾蜗率强苫Q的，并且在此描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在此說明或展示的之外的其他順序操作。

圖1示意性地示出了包括三個不同的處理站3、31、32的處理系統(tǒng)作為根據本發(fā)明的酸洗線的實例。在圖1中表示的用于處理鋼帶1的酸洗線的一種可能且優(yōu)選的實現(xiàn)方式中，所有三個處理站3、31、32表示根據本發(fā)明的處理站，即具有帶有噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段兩者的處理罐，這樣使得公共收集裝置和相同的處理液體用于在對應的噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段中處理鋼帶。在酸洗線的此實現(xiàn)方式或架構中，所有三個處理站3、31、32根據針對由參考符號3表示的處理站的示例性情況的在圖2中表示的本發(fā)明的第一實施例來實現(xiàn)，或者根據針對由參考符號3表示的處理站的示例性情況的在圖3中表示的本發(fā)明的第二實施例來實現(xiàn)?？商娲兀腥齻€處理站3、31、32中的一部分根據本發(fā)明的第一實施例(圖2)來實現(xiàn)，并且另一部分根據本發(fā)明的第二實施例(圖3)來實現(xiàn)。在本發(fā)明的上下文中，術語‘處理站’和‘第一處理站’以及‘另一個處理站’和‘第二處理站’以相同意義使用，并且目的僅在于將處理站彼此區(qū)分。典型地，命名慣例典型地(但不一定)涉及處理站沿著鋼帶的傳送方向的位置，該傳送方向由參考符號2表示。在圖1中表示的實現(xiàn)方式中，處理站(或第一處理站)3位于另一個處理站(或第二處理站)31的上游。另一個處理站(或第二處理站)31位于第三處理站32的上游。處理站(或第一處理站)3包括處理罐(或第一處理罐)4和公共收集裝置(或第一公共收集裝置)5。另一個處理站(或第二處理站)31包括另一個處理罐(或第二處理罐)41和另一個公共收集裝置(或第二公共收集裝置)51。第三處理站32包括第三處理罐42和第三公共收集裝置52。在圖1中表示的酸洗線的示例性實現(xiàn)方式中(其中所有的處理站均根據本發(fā)明來配置)，所有三個處理站3、31、32各自具有噴淋區(qū)段和浸入區(qū)段作為其對應的處理罐4、41、42的一部分，即處理站(或第一處理站)3具有使用處理液體(或第一處理液體)的噴淋區(qū)段(或第一噴淋區(qū)段)和浸入區(qū)段(或第一浸入區(qū)段)，另一個處理站(或第二處理站)31具有使用另一種處理液體(或第二處理液體)的另一個噴淋區(qū)段(或第二噴淋區(qū)段)(未在圖1中描繪)和另一個浸入區(qū)段(或第二浸入區(qū)段)(未在圖1中描繪)，并且第三處理站32具有使用第三處理液體的第三噴淋區(qū)段(未在圖1中描繪)和第三浸入區(qū)段(未在圖1中描繪)。對于處理站3(第一處理站3)的示例性情況，本發(fā)明的第一實施例和第二實施例在圖2和圖3中示意性地示出。

圖2示意性地示出了具有處理罐4和與處理罐4分開的公共收集裝置5的處理站3的第一實施例，處理罐4具有其噴淋區(qū)段13和其浸入區(qū)段14以使用公共處理液體處理鋼帶1，該公共處理液體一方面在公共收集裝置5之間并在其內部循環(huán)，另一方面在噴淋區(qū)段13與浸入區(qū)段14之間并在其內部循環(huán)。

圖3示意性地示出了具有處理罐4和與處理罐4分開的公共收集裝置5的處理站3的第二實施例，處理罐4具有其噴淋區(qū)段13和其浸入區(qū)段14以使用公共處理液體處理鋼帶1，該公共處理液體一方面在公共收集裝置5之間并在其內部循環(huán)，另一方面在噴淋區(qū)段13與浸入區(qū)段之間并在其內部循環(huán)。

圖1、圖2和圖3組合示出了用于化學或電化學處理鋼帶1的表面的發(fā)明性處理工藝和系統(tǒng)(或處理站)，鋼帶1是不銹鋼帶。鋼帶1首先水平傳送通過處理站3、31、32，其中鋼帶1使用酸洗酸形式的通常含有hcl的處理液體進行處理。處理站3、31、32(或其對應的處理罐4、41、42)中的至少一個包括根據本發(fā)明的噴淋酸洗區(qū)段(如在圖2和圖3中表示為處理站3的噴淋區(qū)段13)和浸漬酸洗區(qū)段(如在圖2和圖3中表示為處理站3的浸入區(qū)段14)。圖1示出了具有三個處理站3、31、32(各自具有處理罐)的作為優(yōu)選實施例的示例性實現(xiàn)方式，然而處理站(和處理罐)的數(shù)量至少是一個并且不限于三個。

所有處理站3、31、32分別包括公共收集裝置(即，對應的處理罐4、41、42連接到對應的公共收集裝置(或循環(huán)罐)5、51、52)，其中公共收集裝置5、51、52實現(xiàn)為如圖2中表示的第一實施例所示的單獨的罐或者實現(xiàn)為整合在如圖3中所示的對應的處理罐4、41、42中的公共收集裝置5、51、52(即，對于每個處理站3、31、32為潛在地不同的)。

在圖1中所示的示例性實施例中，公共收集裝置(或循環(huán)罐)5、51、52作為串聯(lián)來運行，即新鮮或再生的酸(即，處理液體)添加(參閱參考符號54)到最后的公共收集裝置(或最后的循環(huán)罐)52中，即與根據鋼帶1的傳送方向2的最下游的處理站32相關，并且因此在與帶材傳送方向2相反的方向上傳送到其他公共收集裝置(或循環(huán)罐)。因此，游離酸的水平在第三處理液體(在第三處理站32中循環(huán))中是最高的，游離酸的水平在另一種處理液體(第二處理液體)(在另一個(第二)處理站31中循環(huán))中是中等的，并且在處理液體(第一處理液體)(在(第一)處理站3中循環(huán))中是最低的。最后，廢酸從(第一)公共收集裝置(或(第一)循環(huán)罐)5中去除(參考符號55)。在三個處理站3、31、32(在圖1中所示的示例性實現(xiàn)方式中)中進行酸洗處理之后，如果需要，鋼帶1在包括沖洗區(qū)段和干燥器的區(qū)段6中進一步加工。

根據圖2中所示的公共收集裝置(或循環(huán)罐)5的第一實施例，處理站3包括具有單獨的公共收集裝置5(或單獨的循環(huán)罐5)的處理罐4。在進口和出口區(qū)段處，安裝軋水輥12以將酸洗酸從帶材中去除，并且在處理罐4內引導鋼帶1。當處理罐是酸洗工藝中的第一個罐，像圖1中的處理站3時，僅使用進口區(qū)段中的軋水輥12。之后的處理站(或處理罐)，像圖1中的處理站31、32不需要這種軋水輥12。在圖2的示例性表示中(即，不是必須的)，處理罐4的第一部分(根據鋼帶1的傳送方向)是噴淋酸洗區(qū)段13或噴淋區(qū)段13，接著是浸漬酸洗區(qū)段14或浸入區(qū)段14。在噴淋酸洗區(qū)段13中，噴嘴15安置在鋼帶1的表面的上方和下方。酸洗酸(或處理液體)通過泵17、18從循環(huán)罐5(或公共收集裝置5)泵送到噴淋酸洗區(qū)段13和浸漬酸洗區(qū)段14兩者。在一個或多個泵回路中，安裝熱交換器19以將酸洗酸(處理液體)加熱到所需的溫度。如果需要，可以將導輥20安裝在噴淋酸洗區(qū)段13與浸漬酸洗區(qū)段14之間以便減少帶材的遲緩。

根據圖3中所示的公共收集裝置(或循環(huán)罐)5的第二實施例，處理站3包括具有整合的公共收集裝置5的處理罐4。處理站3的其他部件與圖2的描述類似。

雖然已經詳細示出并描述了本發(fā)明的具體實施例來說明發(fā)明性原理，但是應當理解，本發(fā)明可以在不脫離這些原理的情況下以其他方式體現(xiàn)。

例如，酸洗線被配置為鋼帶1的最大寬度是1890mm、鋼帶1的最大速度是85m/min。另外示例性地，噴嘴15到鋼帶1(從噴嘴到鋼帶1的頂部表面1’和鋼帶1的底部表面1”兩者)的距離是200mm或大約200mm。另外，在鋼帶1的橫向方向上噴嘴15彼此的距離對應于200mm或大約200mm。另外，在鋼帶1的縱向方向上噴嘴15彼此的距離對應于500mm或大約500mm。處理液體優(yōu)選地被泵送出具有在1巴并包括1巴至3巴并包括3巴之間的壓力的噴嘴，并且每個噴嘴的處理液體的量是優(yōu)選地12l/min或大約12l/min。例如，每個處理站的噴嘴的總數(shù)量對應于306個或大約306個，并且每個處理站的泵送的處理液體的量對應于220m³/h或大約220m³/h。

在實驗工廠中進行測試試驗。該實驗工廠由兩個處理站(各自具有處理罐)組成，這兩個處理站如本發(fā)明中所描述地安排，在每個處理罐中是第一噴淋酸洗區(qū)段接著浸漬酸洗區(qū)段。處理罐被設計成使得兩個區(qū)段的長度大約相同。所使用的酸洗酸是hcl，其在兩個罐中具有大約200g/l的總酸濃度。在測試運行過程中所處理的材料是不同的奧氏體鋼等級，諸如aisi304和316。測試結果已經證明與以淺罐湍流技術使用浸漬酸洗的常規(guī)酸洗工藝相比較，酸洗時間可以減少40％-45％，同時fecl3濃度持續(xù)低于30g/l，就酸再生工藝而言，這被認為是不嚴重的。所有的測試材料均顯示一致的酸洗結果而沒有任何過度酸洗的現(xiàn)象。

在使用相同的實驗工廠的另一個測試中，使用降低的酸洗酸(處理液體)溫度來處理材料。結果顯示溫度可以從90℃降低至70℃，同時仍然達到與使用淺罐湍流技術的常規(guī)浸漬酸洗工藝相同的酸洗時間。此結果相當于在酸洗工藝中保持工藝溫度所需要的能量減少20％。

作為系統(tǒng)運行的實例并且特別是使用處理液體作為串聯(lián)的實例，針對在酸洗線中使用三個處理站的實例給出濃度值的實例：

在第一處理站3中，hcl的濃度的范圍為201g/l并包括201g/l至215g/l并包括215g/l之間，mecl2的濃度的范圍為270g/l并包括270g/l至286g/l并包括286g/l之間，fecl3的濃度的范圍為23g/l并包括23g/l至29g/l并包括29g/l之間。處理液體的溫度的范圍為87℃并包括87℃至89℃并包括89℃之間。在第二處理站31中，hcl的濃度的范圍為204g/l并包括204g/l至214g/l并包括214g/l之間，mecl2的濃度的范圍為141g/l并包括141g/l至149g/l并包括149g/l之間，fecl3的濃度的范圍為19g/l并包括19g/l至23g/l并包括23g/l之間。處理液體的溫度的范圍為91℃并包括91℃至93℃并包括93℃之間。在第三處理站中，hcl的濃度的范圍為190g/l并包括190g/l至201g/l并包括201g/l之間，mecl2的濃度的范圍為40g/l并包括40g/l至50g/l并包括50g/l之間，fecl3的濃度的范圍為20g/l并包括20g/l至22g/l并包括22g/l之間。處理液體的溫度的范圍為88℃并包括88℃至91℃并包括91℃之間。

使用不同品質的熱輥不銹鋼帶進行不同測試。多數(shù)使用奧氏體aisi304和316等級以及鐵素體aisi409和430等級進行測試，但是也使用其他鋼等級。使用在鹽酸中酸洗之前已經進行噴丸或破鱗的鋼實現(xiàn)最好的結果。在這些試驗中，在相同的酸洗條件下對一些不銹鋼等級進行比較。在所有試驗中，在一個處理步驟中使用公共循環(huán)系統(tǒng)進行的組合的噴淋酸洗和浸漬酸洗給出最短的酸洗時間和優(yōu)異的表面品質，同時fecl3濃度可以保持在低于30g/l的水平下。重要的是，對于重鋼等級到酸洗鋼等級實現(xiàn)了酸洗時間的減少，因為這是在較高的卷取溫度例如>700℃下卷取的卷的情況。

參考符號

1鋼帶

2鋼帶的傳送方向

3處理站

4(處理站的)處理罐

5(處理站的)公共收集裝置

12軋水輥

13(處理站的)噴淋區(qū)段

14(處理站的)浸入區(qū)段

15(處理站的)噴嘴

17、18泵

19熱交換器

20導輥

31另一個處理站

41(另一個處理站的)另一個處理罐

51(另一個處理站的)另一個公共收集裝置

32第三處理站

42(第三處理站的)第三處理罐

52(第三處理站的)第三公共收集裝置

54新處理液體的進料

55所使用的處理液體的去除