硅钢涂层过程中六价铬向三价铬转化测试

供稿|李邦波，宋博 / LI Bang-bo, SONG Bo

内容导读

无取向硅钢表面需要连续、均匀地涂敷一定厚度的涂料用以形成绝缘涂层，这种涂料由六价铬的铬酸盐组成。这种涂料涂覆在带钢上，在后续的涂层烘干炉、烧结炉发生化学反应，六价铬被完全还原，成品带钢的绝缘层中无六价铬，符合欧盟的ROSH指令。实际生产中，涂层的中会出现六价铬问题。文章研究了六价铬产生的原因，并提出了抑制六价铬产生的方法。指出涂层液中六价铬在烘干烧结过程中发生化学反应，应充分掌握反应机理，掌握反应条件，促进六价铬向三价格完全转化，使涂层中无六价铬残留，达到环保要求。

无取向硅钢生产过程中，经过连续退火后，硅钢表面一般需要连续、均匀地涂敷一定厚度的涂料用以形成绝缘涂层，这种涂料由六价铬的铬酸盐组成[1]。这种涂料在后续的涂层烘干炉、烧结炉发生化学反应，六价铬被完全还原，成品带钢的绝缘层中无六价铬，符合欧盟的ROSH指令。但是，实际生产过程中，偶尔存在绝缘层中检测出六价铬的现象。本文探究了无取向硅钢涂层烘干、烧结过程中发生的化学反应，影响六价铬转化的因素作，并提出抑制六价铬产生的方法。

硅钢涂层设备及参数

带钢经过连续退火炉完成退火和脱碳后出炉，然后经过水喷淋进行清洗和烘干，进入涂层段。涂层段配置2台凃机(一用一备)，给运行中的带钢表面连续、均匀地涂敷一定厚度的绝缘涂层湿膜。湿膜带钢采用悬垂方式先后通过涂层烘干炉(DF—DS)和涂层烧结炉(DF—BS)。DF—DS段采用辐射管进行间接加热，带钢未干燥时不能接触炉底辊，在该段要考虑带钢的悬垂度，以保证带钢的正常运行。采用抽鼓式辐射管烧嘴，烧嘴安装在炉子的侧墙上，布置在带钢上下。DF—BS段采用明火烧嘴直接加热，烧嘴布置在炉顶和侧墙。炉顶采用辐射杯烧嘴，侧墙采用高速烧嘴。

柳州建城于西汉元鼎六年，但早在旧石器时代晚期，便有人类在此发迹。作为南中国古人类“柳江人”的发祥地，柳州拥有白莲洞遗址、大龙潭鲤鱼嘴遗址，蛮王城遗址以及柳江两岸台地、蓝家村台地、九头山、甘前岩等众多古人类文化遗址。

由表1可知，涂层炉涂层烘干段加热能力完全具备将涂层湿膜烘干和烧结的能力，涂层炉烘干段采用辐射管上下加热，加热均匀、色泽统一、表面质量较好。若投入BS1段明火加热，容易造成带钢边部发花现象。生产中，若将BS1段助燃风机停掉，通过实验进行验证是否会造成涂层含有六价铬，对比验证结果如表2。

本钢硅钢生产过程中，一般会对涂层是否含有六价铬进行抽检。抽检检验方法一般采用沸水浸取法。在250 mL烧杯中加入约250 mL蒸馏水，把一组待测钢板(尺寸为60 mm×30 mm)放入烧杯中，加热至沸腾后继续煮沸20 min。将上述溶液冷至室温后，撕开一包铬试剂倒入烧杯中，观察是否发生红色变化以判断是否存在六价铬[2]。

表1 涂层炉工艺参数

中低牌号无取向硅钢生产中六价铬检验

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六价铬向三价铬转化机理分析

铬是一种过渡元素，有多种氧化态，其中Cr3+和Cr6+是稳定的氧化态。六价铬具有强氧化性，容易被还原剂还原成三价铬。在涂层烘干烧结过程中，六价铬会发生反应式(1)所示化学反应。涂层液中的还原剂提供电子，六价铬得电子形成三价铬。反应(2)需要BS1段风机将生成物通过废气排出，促进(1)、(2)反应向右进行，使六价铬完全转化为三价铬，达到环保要求。如果反应条件遭到破坏，(1)、(2)反应将会不彻底，存在涂层中含有六价铬的可能性。

实验结果及讨论

涂层液涂覆在带钢表面涂覆量控制在(2.8±0.2) kg/t(0.5 mm厚度带钢)，经过烘干烧结后涂层厚度控制在0.8～1.2 μm。涂层炉炉温控制参数和机组速度相匹 配，具体参数见表1。

基于上述有关成员权的理解，许多研究者将小区内部基于建筑物以及建筑物附属设施的财产性权利而形成的共有权和共同管理权理解为业主自治的权力，并以《物权法》为依据，将小区尤其是封闭式小区内部所有的集体性事务看做是只与物权有关的事务，从而主张业主自治的合法性及其唯一性，甚至排斥居民自治。然而，小区内部的事务并不仅仅是建立在财产关系上的事务。在一个小区内部，业主、居民、物业企业、自治组织乃至社会组织、商业组织等众多主体生活、互动在一起，除了因建筑物区分所有权而衍生的共有权和共同管理权所管辖的集体事务外，还有因共同生活关系和社会交往关系而形成的公共事务，这就必然产生对公共事务的管理。

表2 BS1段助燃风机开启/关闭生产试验对比

由于DS段为辐射管加热，辐射管内气氛与炉腔内气氛是无法发生对流作用的，而BS1段助燃风机可以将炉腔内反应(1)、(2)的产物通过废气带走。若将BS1段助燃风机关闭，整个涂层炉炉腔内气氛流通将会大幅度变慢或甚至停止，造成六价铬还原不彻底而残留在涂层中，从而测试液颜色变红。

结束语

实际生产中无取向硅钢表面的绝缘涂层中有出现六价铬的问题。涂层液中六价铬在烘干烧结过程中发生化学反应，应充分掌握反应机理，掌握反应条件，促进六价铬向三价铬完全转化，使涂层中无六价铬残留，达到环保要求。