Brevet FR2314274A1 — publié le 19770107

La présente invention concerne un nouveau procédé pour le décapage d'aciers au carbone de même que d'aciers faiblement alliés et, plus parti culierement, un procédé pour le décapage élecfrolytique de ces aciers, basé sur l'utilisation d'une solution de décapage ayant un pH proche de la neutraité. On connait de3â de nombreuses techniques de décapage dtaciers courants ou faiblement allies dont la caractéristique commune réside dans l'utilisation d'un bain d'un acide minéral qui assure une action décapante drastique. Cependant, l'utilisation desdites solutions de décapage nla pas donné des résultats totalement satisfaisants. Dans son application, le décapage acide est lié à de nombreux inconvenients qui n'ont pas encore été surmontés jusqu'à présent Parmi ceux-ci on peut essentiellement citer les problèmes à I'ag gressivité chimique des agents de décapage, qni entraient une -usure rapide des installations,sans mentionner les complications d'entretien, d'hygiène du travail et de prévention des accidents. Cependant, parmi tous les inconvénients du décapage acide, on ne peut passer sous silence l'aspect écologique. En fait, le rejet des solu tions usées contribue de manière importante â la pollution de l'envqronne- ment et aux modifications des équilibres ecologiques et chimiques locaux. D'autre part, les opérations de depollution des solutions usées sont relativement compliquées. également en ce qui concerne les boues des opérations de décapage, le problème se présente différemment pour l'acide Eulfurique et pour l'acide de chlorhydrique. Dans le premier cas, la récupération de H2S04 du sulfate de fer contenu dans les boues n'entre pas en considération du fait que ce sel est généralement vendu comme engrais. Dans le second cas, le chlorure de fer qui constitue le constituant principal des boues est soumis à une decomposition thermique oxydante onéreuse dans un lit fluidité à 850 C pour donner de l'oxyde ferrique et de l'acide chlorhydrique qui est réutilise dans le décapage.On peut donc dire que dans un cas la récuperation de llélectrolyte-de décapage n'est pas effectuée et que dans 1' autre, elle entraîne un accroissement important des frais de traitement. La Demanderesse a trouvé un procédé de décapage électrolytique qui rend possible de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus tout en permettant d'obtenir d'autres avantages qui seront décrits ci-après. La présente invention concerne un procédé pour le décapage électrolytique basé sur l'utilisation d'une solution pressentant un pH proche do la neutralité, à savoir de pH 6 à pH 8 au lieu d'une solution acide. tfA solution est essentiellement constituée par du sulfate de fer à une concentration 0,5 a 2,5 molaire, ainsi qu'éventuellement en proportion variable, d'autres sels dérivant d'acides minéraux. Le procédé de décapage avec un électrolyte neutre selon la présente invention consiste essentiellement à soumettre l'acier à décaper, constituant alternativement la cathode et l'anode dans la cellule électrolytique, à l'action de ladite solution dans les conditions opératoires suivantes - température de la solution, de 30 à 100 C; - temps de traitement, de 15 secondes a 5 minutes; - densité de courant, de 5 à 60 A/dm2. L'opération de décapage selon la présente invention peut être précédée d'un traitement mécanique pour rompre la continuité de la couche d'oxydation. Du point de vue électro-chimique, le procédé selon la présente invention peut être inclus dans le schéma réactionnel suivant - anode (pole positif) -cathode (pole négatif3 - réaction globale Le schéma de réaction indique clairement que les cations et les anions constituant le sulfate de sodium et les autres sels éventuellement présents et qui dérivent d'acides minéraux ne participent pas aux semiréactions d'oxydo-réduction,respectivement a la cathode et à l'anode. Par conséquent, au cours du décapage en solution neutre, il ne se produit pas de consommation du produit soluté mais seulement une consommation des ions OH et P provenant de la dissociation ionique de l'eau (qui doit etre périodiquemen-t réalimentée). Bien entendu, l'action de décapage est un effet des réactions secondaires auxquelles prennent part les composants de la battiture Comparé aux procédés de décapage classiques des aciers au carbone ou des aciers faiblement alliés, le procédé selon l'invention présentreles avantages suivants - les surfaces décapées sont plus stables à l'oxydation atmosphérique i - les surfaces décapées restent brillantes pour une plus grande-durée; - le bain de décapage est auto-régénerant (dans le sens indiqué précédem ment) - le fer sous forme de Fe203 peut être plus facilement récupéré des boues constituées essentiellement d'hydroxydes de fer en vue d'etre utilisées dans l'industrie sidérurgique; - la durée de vie des installations est prolongée;; - l'entretien et les frais de réparation sont réduits - tous les inconvénients relatifs au stockage et à l'utilisation des acides sont évités; - la présence de fumées corrosives et polluantes est évitée, ce qui permet d'obtenir des conditions pour un environnement industriel plus ~proprets; - les dangers indirects résultant de la pollution atmosphérique sont évi tés. Il est également apparu que le procédé de décapage selon la présente invention peut hêtre appliqué avantageusement aux aciers magnétiques. Dans ce cas, en plus des avantages prémentionnés, au cours des étapes alternatives de décapage anodique, l'acier subit un phénomène de passivation par lequel le courant de décapage est réduit de manière drastique à la fin de l'opération, ce qui rend pratiquement négligeable les risques et les destructions résultant d'un surdécapage. Ce procédé convient également avantageusement dans des lignes de production continues pour la fabrication de produits en acier plat, Après cette description générale dé l'invention, afin de permettre une meilleure compréhension de celle-ci, les détails complémentaires relatifs à son application seront décrits à titre d'exemples non limitatifs. Bien entendu, ceux-ci sont donnes à titre d'illustration et de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit tout en restant dans le cadre de l'invention. EXEMPI;E 1. Un acier ordinaire au carbone, sous forme de bande laminée à froid de 2 mm d'épaisseur, est tremp-é dans une solution 1 molaire de Na2S04 à 90oC. L'acier est ainsi soumis pendant 60 secondes à un traitement cathodique avec une densité de courant de 40 A/dm et ensuite pendant 60 secondes supplémentaires à un traitement anodique à une densité de courant de 30 A/dm2 Lorsque la bande, avant le décapage, a été pliée et redressée entre des rouleaux pour rompre la battiture, deux traitements de chacun 45 se condes,c'est-à-dire un total de 90 secondes suffisent pour le traitement électrolytique complet. EXEMPLE 2 Unebande d'acier magnétique laminée à froid est soumise au procédé selon l'invention. Elle est d'abord trempée dans une solution 1 molaire de Na2S04 à 400C. Ensuite un traitement cathodique est réalisé pendant 15 secondes avec une densité de courant de 40 A/dm. Ensuite, on procède à un traitement anodique pendant 30 secondes avec une densité de courant de 40 A/dm. Dans les deux cas, les résultats obtenus du point de vue de la brillance et de la propreté de la surface décapée sont nettement satisfaisants. REVENDIChTIONS 1. Procédé pour le décapage électrolytique d'aciers au carbone ou faiblement alliés, caractérisé en ce que l'acier a décaper, pendant des durées comprises entre 15 secondes et 5 minutes, sert alternativement de cathode et d'anode d'une cellule d'électrolyse dans Iaquelle une solution aqueuse àunpE proche de la neutralité, à savoir de pH 6 a pH 8, et est essentiellement constituée par du sulfate de fer à une concentration 0,5 à 2,5 molaire, la température de la solution étant comprise entre 3jOO et 1000C et la densité de courant dans la cellule ayant une valeur comprise entre 5 et 60 A/dm. 2. Procédé pour le décapage électrolytique d'aciers au-carbone ou faiblement alliés selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution contient également des sels dérivés d'acides minéraux autres que le sulfate de fer. 3. Proeédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que~ l'acier soumis au décapage subit un traitement préalable de rupture mécanique de la battiture.