擠壓不銹鋼管和軋制不銹鋼管一樣,在擠壓后還要經過冷卻、矯直、切管、修磨等一系列的精整工序和檢驗、測試工序,才能成為商品管。擠壓鋼管精整工藝的特點是,由于擠(ji)壓不銹鋼(gang)管在熱擠壓時采用了玻璃潤滑劑,因而膜,影響的鋼管內外表面上形成了一層0.05~0.15mm厚的堅硬的玻璃潤滑劑薄膜,影響了擠壓后進一步的加工和使用,因此必須首先應予以清除。
從擠壓不銹鋼管(guan)表面上清除玻璃潤滑劑是一個困難而又昂貴的工序。因此,從開始采用玻璃潤滑劑起就將不銹鋼管表面玻璃潤滑劑的去除作為一個重要的研究課意,試驗通過玻璃潤滑劑成分的調整來加大玻璃潤滑劑和鋼管膨脹系數的差異。在不銹鋼管擠壓后淬水冷卻時,使表面的玻璃潤滑劑實現自動剝落。這一研究雖然取得一定的成果,但尚未達到徹底清除不銹鋼管表面殘余玻璃潤滑劑的目的。
進一步清除(chu)鋼管表面(mian)玻璃潤滑劑(ji)的(de)方法(fa)有機械法(fa)和(he)化學法(fa)兩種。
1. 機械法-噴丸處(chu)理
采用噴丸處理來清除擠壓不銹鋼管表面殘留的玻璃潤滑劑的方法是一種比較經濟的方法。
噴(pen)丸處理設備的(de)結構(gou)基本(ben)上有兩(liang)種(zhong)形式:一(yi)種(zhong)是(shi)用壓縮(suo)空氣(qi)使鐵丸流動(dong),并通過噴(pen)嘴將鐵丸噴(pen)向(xiang)被(bei)加工不銹(xiu)鋼管的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian),實現對鋼管的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處理;另(ling)一(yi)種(zhong)是(shi)噴(pen)丸設備有一(yi)個(ge)離心裝(zhuang)置,依(yi)靠(kao)離心力將鐵丸摔向(xiang)鋼管表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian),實現對鋼管的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處理。
為了(le)清理不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)內(nei)表面殘留的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑,在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)內(nei)表面引(yin)入在壓力(li)作用下供(gong)給鐵(tie)(tie)丸的(de)(de)帶(dai)噴(pen)嘴(zui)的(de)(de)軟管(guan)(guan)(guan)。通過一(yi)次噴(pen)吹(chui)即能將(jiang)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)內(nei)表面殘留的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)劑清除。此時,在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)另一(yi)端設有強(qiang)力(li)抽丸裝置(zhi)。日本神(shen)戶(Kobe)公司的(de)(de)噴(pen)丸設備長(chang)約10m,設有單獨傳動提(ti)供(gong)鐵(tie)(tie)丸的(de)(de)8個噴(pen)嘴(zui)。鐵(tie)(tie)丸是反復(fu)循(xun)環(huan)使用的(de)(de),直徑為1mm.噴(pen)丸過程借助于傾斜布置(zhi)的(de)(de)道(dao),鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)一(yi)邊(bian)移(yi)動,一(yi)邊(bian)旋轉。噴(pen)丸機的(de)(de)工作空間是完全(quan)密封(feng)的(de)(de),并且(qie),為了(le)排出玻(bo)璃(li)塵埃,設有強(qiang)力(li)抽風裝置(zhi)。
美國 Amerex 擠壓不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)的噴丸(wan)(wan)(wan)機(ji),噴丸(wan)(wan)(wan)處理鋼(gang)管(guan)(guan)的最(zui)大直(zhi)徑為28.6mm采用的丸(wan)(wan)(wan)粒(li)有兩種(zhong),一種(zhong)是帶尖(jian)棱(leng)角的,另(ling)一種(zhong)是圓滑無棱(leng)的。現(xian)場所見,丸(wan)(wan)(wan)粒(li)袋裝外購。根據現(xian)場工程師介紹,丸(wan)(wan)(wan)粒(li)也有用細(xi)鋼(gang)絲(si)切成的。
當(dang)被擠(ji)壓制(zhi)(zhi)品表(biao)(biao)面上的玻璃(li)潤滑(hua)劑薄膜層的厚度不(bu)超過0.05mm時(shi),對(dui)于管和空(kong)心型材(cai)外表(biao)(biao)面的清(qing)理,采用在(zai)輥道架上,將(jiang)型材(cai)或不(bu)銹鋼管引至砂流或者鐵丸流的下面,使噴(pen)嘴可以從四面八方朝著擠(ji)壓制(zhi)(zhi)品的外表(biao)(biao)面進行噴(pen)丸清(qing)理。
對于擠壓(ya)制(zhi)品(pin)表內表面進行(xing)清(qing)理殘留玻璃(li)潤滑(hua)劑薄膜時發現,當用帶有砂子(zi)或鐵(tie)丸(wan)的(de)空(kong)氣(qi)流(liu)從鋼(gang)管的(de)內表面噴(pen)吹(chui)時,玻璃(li)薄膜去(qu)除很慢,并且沿(yan)著的(de)鋼(gang)管的(de)長(chang)度和方向上玻璃(li)膜去(qu)除很不(bu)均勻。引入加速度噴(pen)吹(chui)帶有砂子(zi)或鐵(tie)丸(wan)氣(qi)流(liu)進行(xing)清(qing)理,可(ke)在鋼(gang)管長(chang)度方面的(de)橫截(jie)面上,形成帶砂子(zi)或鐵(tie)丸(wan)的(de)高壓(ya)空(kong)氣(qi)流(liu)忽(hu)大忽(hu)小變化(hua)的(de)旋風(feng)式噴(pen)吹(chui),并且使噴(pen)吹(chui)過程沿(yan)著鋼(gang)管的(de)長(chang)度方向往復來回地運動,可(ke)以獲得較好的(de)噴(pen)吹(chui)效果(圖(tu)2-45)。

2. 化學方法(fa)-堿酸洗處(chu)理
擠壓不銹鋼管內外表(biao)面殘留的玻(bo)璃潤滑劑具有很大(da)的化學穩定性,因此需采用堿溶(rong)(rong)液或包含(han)有氫氟酸的堿溶(rong)(rong)液來清(qing)除。堿與二氧化硅或其他(ta)不溶(rong)(rong)解(jie)的硅酸鹽(yan)玻(bo)璃反應形(xing)成可溶(rong)(rong)解(jie)的堿金屬硅酸鹽(yan),其化學反應式如下:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
氫氟酸與二氧化硅的化學反應式為:
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
不銹鋼管(guan)(guan)的(de)堿酸(suan)(suan)洗制度(du)如(ru)下:首先,將(jiang)鋼管(guan)(guan)放在(zai)(zai)(zai)(zai)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)堿內(nei)(nei)處理(li),然(ran)后(hou)在(zai)(zai)(zai)(zai)酸(suan)(suan)洗溶(rong)液中(zhong)(zhong)酸(suan)(suan)洗。鋼管(guan)(guan)在(zai)(zai)(zai)(zai)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)堿中(zhong)(zhong)處理(li)之前,要先在(zai)(zai)(zai)(zai)煤(mei)氣爐中(zhong)(zhong)加(jia)熱(re)至150~200℃,以防止鋼管(guan)(guan)浸入時熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)堿被冷(leng)(leng)(leng)卻(que)。鋼管(guan)(guan)在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)為(wei)480℃的(de)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)堿槽(cao)(cao)內(nei)(nei)處理(li)20min,在(zai)(zai)(zai)(zai)冷(leng)(leng)(leng)水槽(cao)(cao)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)6min.在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)為(wei)60℃的(de)5%~8%硫酸(suan)(suan)溶(rong)液內(nei)(nei)中(zhong)(zhong)和(he)10min,冷(leng)(leng)(leng)水洗滌5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)硝酸(suan)(suan)(12%~16%)和(he)氫氟酸(suan)(suan)(4%~8%)溶(rong)液中(zhong)(zhong),溫度(du)為(wei)60℃時,酸(suan)(suan)洗30min.用(yong)(yong)(yong)壓力為(wei)0.5MPa的(de)冷(leng)(leng)(leng)水沖洗1min.用(yong)(yong)(yong)冷(leng)(leng)(leng)水充分(fen)(fen)洗滌3次(ci),每次(ci)5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)(suan)溶(rong)液中(zhong)(zhong)(溫度(du)為(wei)50℃)鈍化15min.先用(yong)(yong)(yong)冷(leng)(leng)(leng)水,后(hou)用(yong)(yong)(yong)熱(re)水(60℃)分(fen)(fen)別洗滌2次(ci),每次(ci)5min。
堿(jian)酸洗(xi)(xi)可清(qing)除(chu)擠壓(ya)制(zhi)品(pin)(pin)上(shang)的(de)玻璃膜,特別(bie)是在(zai)其厚(hou)度不(bu)一致時(shi)。存在(zai)于制(zhi)品(pin)(pin)上(shang)的(de)玻璃液(ye)和厚(hou)的(de)玻璃層,可以在(zai)幾次堿(jian)酸洗(xi)(xi)后被(bei)清(qing)除(chu)。由(you)于腐蝕物的(de)存在(zai)而使化學(xue)反(fan)應速度減慢,因此可能會(hui)增加個別(bie)工序(xu)的(de)持續(xu)時(shi)間(jian)。
擠壓(ya)制品(pin)的堿(jian)酸洗會(hui)使(shi)鋼(gang)管(guan)表(biao)面(mian)的粗糙(cao)度(du)有一些(xie)降低,特別是碳素鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)制品(pin)。因此(ci)此(ci)法可應用在對表(biao)面(mian)光(guang)潔度(du)有較高要求的產品(pin)的生(sheng)產中。
瑞典山特維克公司不銹鋼管表面殘留玻璃潤滑劑的堿酸洗工藝如下: NaOH+NaCO3堿洗:溫度500℃, 時(shi)間10~12min,水中(zhong)清洗5min; H2SO4酸洗:20%硫酸溶液中酸洗5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗(xi)5min,水(shui)中清洗(xi)。
尼科波爾南方鋼管廠的堿酸洗工藝如下:堿洗:60%~70%NaOH+25%~30%NaNO3+≤5% NaCl2,溫度420~450℃,時(shi)間30~50min,冷水沖洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫(wen)度(du)50~60℃,水(5~10大氣(qi)壓)沖(chong)洗,時間3~5min;酸洗:20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓水沖(chong)洗(xi),熱水清洗(xi)。
美國Amerex 公司擠壓不銹鋼管廠去除擠壓鋼管表面殘留玻璃潤滑劑采用“噴砂+酸洗”工藝。對于一般的鋼種僅進行噴丸處理,對于不銹鋼管則在噴丸處理之后,還必須進行酸洗。經噴丸處理之后的鋼管表面殘留的玻璃潤滑劑薄已經處于疏松狀態,酸洗時極易清除。其“機械處理+化學處理”的工藝如下:不銹鋼管內外表面經噴丸處理后,在20%HNO3+3%HF+H2O的混合酸溶液中酸洗后,在清水中洗滌干凈。

