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)壓不銹鋼管(guan)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(yi)步清(qing)除鋼(gang)管表面玻璃潤滑(hua)劑的方法(fa)有機械法(fa)和化學(xue)法(fa)兩種。


1. 機(ji)械法-噴(pen)丸處理


  采用噴(pen)丸處(chu)理(li)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(chu)理設備的(de)結構基本上(shang)有(you)兩種形式:一種是用壓縮空氣使鐵(tie)丸流動,并通過噴(pen)嘴將(jiang)鐵(tie)丸噴(pen)向被加工不銹鋼(gang)管的(de)表面,實(shi)現對鋼(gang)管的(de)表面處(chu)理;另一種是噴(pen)丸設備有(you)一個離(li)心裝置,依靠(kao)離(li)心力將(jiang)鐵(tie)丸摔向鋼(gang)管表面,實(shi)現對鋼(gang)管的(de)表面處(chu)理。


  為了(le)清(qing)理(li)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)內表面(mian)殘(can)留的(de)玻璃潤滑劑,在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)內表面(mian)引入(ru)在(zai)(zai)(zai)壓力(li)作用下(xia)供給鐵丸(wan)的(de)帶噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)軟管(guan)(guan)。通過一(yi)次噴(pen)(pen)吹即(ji)能(neng)將(jiang)鋼(gang)管(guan)(guan)內表面(mian)殘(can)留的(de)玻璃潤滑劑清(qing)除。此時,在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)另一(yi)端設有強(qiang)力(li)抽丸(wan)裝置(zhi)。日本神(shen)戶(Kobe)公(gong)司的(de)噴(pen)(pen)丸(wan)設備長約10m,設有單獨傳動提供鐵丸(wan)的(de)8個噴(pen)(pen)嘴(zui)。鐵丸(wan)是反復循環使(shi)用的(de),直徑為1mm.噴(pen)(pen)丸(wan)過程(cheng)借助于傾斜布置(zhi)的(de)道,鋼(gang)管(guan)(guan)一(yi)邊移動,一(yi)邊旋轉。噴(pen)(pen)丸(wan)機的(de)工(gong)作空間是完(wan)全密封的(de),并且,為了(le)排出玻璃塵(chen)埃(ai),設有強(qiang)力(li)抽風(feng)裝置(zhi)。


  美國 Amerex 擠壓不銹鋼(gang)管廠的(de)噴丸(wan)(wan)機,噴丸(wan)(wan)處理鋼(gang)管的(de)最(zui)大(da)直(zhi)徑為28.6mm采用的(de)丸(wan)(wan)粒有兩種,一種是帶(dai)尖(jian)棱角(jiao)的(de),另一種是圓滑無(wu)棱的(de)。現場所見,丸(wan)(wan)粒袋裝外購。根(gen)據現場工程師介紹,丸(wan)(wan)粒也有用細鋼(gang)絲切成的(de)。


  當(dang)被(bei)擠壓(ya)制品表(biao)面(mian)上的(de)(de)玻(bo)璃潤滑劑薄(bo)膜層(ceng)的(de)(de)厚(hou)度不(bu)超過(guo)0.05mm時,對于管和空心(xin)型材外表(biao)面(mian)的(de)(de)清理(li),采用在(zai)輥道(dao)架上,將型材或不(bu)銹鋼管引(yin)至(zhi)砂流或者鐵丸流的(de)(de)下面(mian),使(shi)噴(pen)嘴可以(yi)從四(si)面(mian)八(ba)方朝著(zhu)擠壓(ya)制品的(de)(de)外表(biao)面(mian)進行噴(pen)丸清理(li)。


  對于擠壓制品表內(nei)表面(mian)進(jin)(jin)行清理(li)殘留玻(bo)璃潤滑劑薄(bo)膜(mo)時發(fa)現,當用帶有砂(sha)子或(huo)鐵丸的(de)(de)空氣流(liu)從鋼管的(de)(de)內(nei)表面(mian)噴吹(chui)(chui)時,玻(bo)璃薄(bo)膜(mo)去除很慢,并且沿(yan)著(zhu)的(de)(de)鋼管的(de)(de)長度(du)(du)和方(fang)(fang)向(xiang)上玻(bo)璃膜(mo)去除很不均勻。引(yin)入加速度(du)(du)噴吹(chui)(chui)帶有砂(sha)子或(huo)鐵丸氣流(liu)進(jin)(jin)行清理(li),可在鋼管長度(du)(du)方(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)橫截面(mian)上,形成帶砂(sha)子或(huo)鐵丸的(de)(de)高壓空氣流(liu)忽大忽小(xiao)變化(hua)的(de)(de)旋風式噴吹(chui)(chui),并且使(shi)噴吹(chui)(chui)過程沿(yan)著(zhu)鋼管的(de)(de)長度(du)(du)方(fang)(fang)向(xiang)往復來回地(di)運動,可以獲得較(jiao)好(hao)的(de)(de)噴吹(chui)(chui)效果(圖2-45)。


圖 2-45 鋼管的表面清除玻璃潤滑劑的噴吹裝置.jpg


2. 化學方法-堿酸洗處(chu)理


 擠壓(ya)不銹鋼管內外(wai)表面殘留的玻(bo)璃潤滑劑具有很大的化學穩定(ding)性(xing),因(yin)此需采用堿(jian)溶液或包含(han)有氫氟(fu)酸的堿(jian)溶液來(lai)清除。堿(jian)與二氧(yang)化硅或其(qi)他不溶解(jie)的硅酸鹽(yan)玻(bo)璃反應(ying)(ying)形成可溶解(jie)的堿(jian)金屬硅酸鹽(yan),其(qi)化學反應(ying)(ying)式如下:


   SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O


氫氟酸與二氧化硅的化學反應(ying)式為(wei):


   SiO2+4HF→SiF4+2H2O


 不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)堿(jian)(jian)(jian)酸洗(xi)(xi)(xi)制(zhi)度(du)如下(xia):首先,將鋼管(guan)(guan)放在(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿(jian)(jian)(jian)內(nei)處(chu)(chu)理(li),然后(hou)在(zai)(zai)(zai)酸洗(xi)(xi)(xi)溶液(ye)中(zhong)(zhong)酸洗(xi)(xi)(xi)。鋼管(guan)(guan)在(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)處(chu)(chu)理(li)之前,要先在(zai)(zai)(zai)煤(mei)氣爐中(zhong)(zhong)加熱至(zhi)150~200℃,以防止鋼管(guan)(guan)浸入時(shi)(shi)熔融(rong)堿(jian)(jian)(jian)被冷(leng)卻。鋼管(guan)(guan)在(zai)(zai)(zai)溫度(du)為(wei)480℃的(de)(de)熔融(rong)堿(jian)(jian)(jian)槽內(nei)處(chu)(chu)理(li)20min,在(zai)(zai)(zai)冷(leng)水(shui)槽內(nei)冷(leng)卻6min.在(zai)(zai)(zai)溫度(du)為(wei)60℃的(de)(de)5%~8%硫酸溶液(ye)內(nei)中(zhong)(zhong)和10min,冷(leng)水(shui)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)(di)(di)5min.在(zai)(zai)(zai)硝(xiao)酸(12%~16%)和氫氟酸(4%~8%)溶液(ye)中(zhong)(zhong),溫度(du)為(wei)60℃時(shi)(shi),酸洗(xi)(xi)(xi)30min.用(yong)壓力為(wei)0.5MPa的(de)(de)冷(leng)水(shui)沖洗(xi)(xi)(xi)1min.用(yong)冷(leng)水(shui)充分(fen)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)(di)(di)3次,每次5min.在(zai)(zai)(zai)10%~15%硝(xiao)酸溶液(ye)中(zhong)(zhong)(溫度(du)為(wei)50℃)鈍化15min.先用(yong)冷(leng)水(shui),后(hou)用(yong)熱水(shui)(60℃)分(fen)別洗(xi)(xi)(xi)滌(di)(di)(di)2次,每次5min。


 堿(jian)酸洗可(ke)清除擠壓(ya)制(zhi)品上(shang)的玻璃(li)膜,特別(bie)是在其(qi)厚(hou)度不一致時。存在于制(zhi)品上(shang)的玻璃(li)液和厚(hou)的玻璃(li)層(ceng),可(ke)以在幾(ji)次堿(jian)酸洗后(hou)被清除。由于腐蝕物(wu)的存在而使化學(xue)反應速(su)度減慢(man),因此可(ke)能會(hui)增加(jia)個別(bie)工序(xu)的持(chi)續時間。


 擠壓制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)堿酸洗(xi)會使鋼管表面(mian)的(de)(de)粗糙(cao)度有一些(xie)降低,特別是碳素鋼和合金鋼制(zhi)品(pin)(pin)。因此此法可應用在(zai)對表面(mian)光(guang)潔度有較高(gao)要求的(de)(de)產品(pin)(pin)的(de)(de)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(wen)度500℃, 時間10~12min,水中清(qing)洗5min; H2SO4酸(suan)洗(xi):20%硫(liu)酸(suan)溶(rong)液中酸(suan)洗(xi)5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗5min,水(shui)中清洗。


  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(wen)度420~450℃,時間30~50min,冷(leng)水沖洗(xi);酸洗(xi):1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余(yu)量,溫度50~60℃,水(5~10大(da)氣壓)沖洗,時(shi)間3~5min;酸(suan)洗:20% HF+8% HNO3+H2O余量,時(shi)間10min;壓水沖洗,熱水清洗。


  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。