اسیدشویی استیل فرایندی است که در یک واکنش شیمیایی، پوسته اکسیدی روی سطح ورق به وسیله یک محلول مناسب از اسید حل و تمیز می شود. کار اسیدشویی می تواند بوسیله حمام های دربردارنده اسید، بصورت نیمه پیوسته و یا پیوسته انجام پذیرد.
شکل زیر یک خط اسید شویی پیوسته نوار استیل را نشان می دهد. نوار نورد گرم شده استیل به این ترتیب در خط اسیدشویی تحت فرایند قرار می گیرد:
1-باز شدن کویل نوار فولادی
2-اسید شویی در محلول اسید هیدروکلریک یا اسید سولفوریک. طبق واکنش زیر اسید پوسته اکسیدی را از سطح نوار استیل در خود حل می کند:
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
3-شستشو و ایجاد لایه محافظ روی سطح نوار استیل. در این مرحله توسط آب، اسید از سطح ورق شسته شده و سپس یک لایه محافظ جهت جلوگیری از خوردگی روی نوار قرار می گیرد.
4-خشک کردن
5-اصلاح لبه های نوار (لبه بری)
6-روغن کاری سطح نوار
7-بسته بندی مجدد نوار فولادی بصورت کویل
فاکتورهای مهم در سرعت اسید شویی ورق استیل
سرعت و یا نرخ اسیدشویی به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد. مهمترین آنها عبارتند از: نوع اکسید، ضخامت لایه اکسیدی، چسبندگی لایه اکسیدی به سطح، نوع، دما و غلظت محلول اسیدی، اغتشاش و هم زدن محلول اسیدی، زمان نگهداری در محلول اسیدی، وجود بازدارنده های موجود در محلول اسیدی که باعث کندی واکنش می شوند و همه سازه هایی که روی واکنش شیمیایی اسید بر اکسید موجود روی سطح ورق کارآمد باشند.
در این میان نقش دما، نوع و غلظت اسید از همه مهمتر و حساس تر می باشد. برای نمونه در اسیدشویی بوسیله اسیدسولفوریک با غلظت 15 درصد، در محدوده دمایی 20 تا 100 درجه سانتیگراد دیده شده است که به ازای هر 10 درجه افزایش دمای اسید، نرخ اسید شویی 2 برابر می شود. به بیان دیگر نرخ اسید شویی در دمای 80 درجه سانتیگراد بیش از 5 برابر بیشتر از نرخ اسیدشویی در دمای اتاق می باشد. این موضوع اهمیت دمای اسیدشویی را نشان می دهد. به همین ترتیب غلظت و نوع اسید کارایی زیادی در نرخ اسیدشویی دارند.
دلایل اسید شویی ورق استیل
ورق استیل بدست آمده از نورد گرم به 2 دلیل ممکن است اسید شویی شوند:
بهبود کیفیت سطحی که بدلیل جدا شدن و تمیز شدن لایه های اکسیدی از روی سطح ورق استیل است. در این صورت ورق از سطح مرغوب تر و شکل ظاهری بهتری بهره مند خواهد شد. این هدف برای آن دسته از ورق هایی است که پس از اسید شویی وارد بازار مصرف می شوند.
آماده سازی ورق برای فرایند نورد سرد. معمولا پوسته های اکسیدی روی سطح ورق سخت و ضد سایش می باشند. به همین دلیل اگر ورق ها بدون اسیدشویی و اکسید زدایی نورد سرد شوند، سبب می شود که غلتک های نورد سرد به سرعت ساییده و از تلرانس خارج شوند و روی هم رفته فرایند نورد سرد را با دشواری روبرو می سازد. این دشواری دو چندان خواهد شد، اگر اتصال و یا چسبندگی پوسته های اکسیدی به سطح ورق استیل سست و ضعیف باشد. بنابراین لازم است که سطح ورق، پیش از فرایند نورد سرد، حتما تمیز و تهی از اکسید باشد.
مزایای اسید شویی ورق استیل با اسید کلریدریک
در گذشته از اسیدسولفوریک به عنوان ماده اصلی اسیدشویی استفاده می شد. ولی امروزه بیشتر تولید کنندگان استیل برای فرایند اسید شویی از اسید کلریدریک استفاده می کنند. دلیل این امر مزایای مختلفی است که اسید کلریدریک نسبت به اسید سولفوریک از خود نشان داده است. اول و مهمتر از همه جنبه اقتصادی کار است. زیرا قیمت اسید کلریدریک بسیار کمتر از اسید سولفوریک است. دلایل دیگری که استفاده از اسید کلریدریک را توجیه می کنند عبارتند از:
در شرایط غلظت و دمای یکسان، نرخ اسیدشویی با اسید کلریدریک 2.5 تا 3.5 برابر بیشتر از نرخ اسیدشویی با اسیدسولفوریک است.
اسید کلریدریک اکسید بیشتری را در خود حل می کند، در نتیجه سطح را تمیزتر می کند.
استفاده از اسید کلریدریک سبب می شود که در تانک های اسید شویی از اسید کمتری استفاده شود.
حمله و کارایی اسید کلریدریک به خود فولاد بعنوان فلز پایه، کمتر خواهد بودف در نتیجه از هدر رفتن فلز جلوگیری می شود.
دمای کاری برای اسید کلریدریک کمتر از اسید سولفوریک است. دمای بهینه کاری برای اسید کلریدریک 70 تا 80 درجه سانتیگراد است، حال آنکه این دما برای اسید سولفوریک 100 تا 105 درجه سانتیگراد می باشد.
بزرگترین عیب اسیدکلریدریک نسبت به اسید سولفوریک، فرار بودن بیشتر آن است. بنابراین تانک های اسیدشویی در بردارنده اسید کلریدریک، می بایست به خوبی آب بندی شوند تا از گریز اسید جلوگیری شود. عملیات اسیدشویی پیوسته، معمولا بوسیله 3 تا 5 تانک در بردارنده اسید با غلظت های متفاوت انجام می پذیرد. طول تانک ها نزدیک به 2 تا 2.5 متر می باشند و پشت سر هم قرار می گیرند.
پیشگیری از اکسیداسیون ورق استیل پس از اسیدشویی
پس از اسید شویی، برای جلوگیری از اکسید شدن سطح ورق استیل در تماس با هوا هنگام نگهداری در انبار، لازم است که ورق پیش از کلاف شدن، به گونه ای بهینه روغنکاری شده و سطح آن بوسیله یک لایه نازک از روغن معدنی پوشیده شود و سپس کلاف شود. فرایندهای صافکاری، موج گیری و لبه بری از دیگر عملیات هایی هستند که در صورت نیاز روی ورق استیل می بایست انجام پذیرد.
منبع: پاکمن