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(xiu)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。
進一步清除鋼管表面玻璃潤滑劑的方法有(you)機(ji)械法和化(hua)學(xue)法兩種。
1. 機械法-噴(pen)丸處理
采用噴(pen)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)丸處理設備的結構基本(ben)上有兩種(zhong)形式:一(yi)(yi)種(zhong)是用壓(ya)縮(suo)空氣使鐵(tie)丸流動,并通(tong)過噴(pen)嘴將鐵(tie)丸噴(pen)向被加工不銹鋼(gang)管(guan)(guan)的表(biao)面,實現對鋼(gang)管(guan)(guan)的表(biao)面處理;另一(yi)(yi)種(zhong)是噴(pen)丸設備有一(yi)(yi)個離心裝(zhuang)置,依靠離心力(li)將鐵(tie)丸摔向鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面,實現對鋼(gang)管(guan)(guan)的表(biao)面處理。
為了清理不銹鋼(gang)管內表(biao)(biao)(biao)面殘留的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑,在鋼(gang)管內表(biao)(biao)(biao)面引入在壓力作(zuo)用下供(gong)給(gei)鐵(tie)(tie)丸的(de)(de)帶噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)的(de)(de)軟管。通(tong)過一(yi)次噴(pen)(pen)吹即能將鋼(gang)管內表(biao)(biao)(biao)面殘留的(de)(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑清除。此時,在鋼(gang)管的(de)(de)另一(yi)端設(she)(she)(she)有強力抽丸裝(zhuang)置。日本神戶(Kobe)公司(si)的(de)(de)噴(pen)(pen)丸設(she)(she)(she)備長約10m,設(she)(she)(she)有單獨傳動提供(gong)鐵(tie)(tie)丸的(de)(de)8個噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)。鐵(tie)(tie)丸是反(fan)復循環使(shi)用的(de)(de),直(zhi)徑為1mm.噴(pen)(pen)丸過程借助于傾斜布(bu)置的(de)(de)道,鋼(gang)管一(yi)邊移動,一(yi)邊旋轉。噴(pen)(pen)丸機的(de)(de)工作(zuo)空間是完全密封的(de)(de),并且(qie),為了排出玻(bo)璃(li)塵埃,設(she)(she)(she)有強力抽風裝(zhuang)置。
美(mei)國(guo) Amerex 擠壓不銹鋼(gang)管廠的噴(pen)丸(wan)機,噴(pen)丸(wan)處理鋼(gang)管的最大直徑為28.6mm采用的丸(wan)粒有兩(liang)種,一種是(shi)帶(dai)尖棱角的,另一種是(shi)圓滑無棱的。現場(chang)所見,丸(wan)粒袋裝(zhuang)外購。根據現場(chang)工程師介紹,丸(wan)粒也有用細(xi)鋼(gang)絲切(qie)成的。
當被(bei)擠(ji)壓(ya)制品(pin)表(biao)面上的玻璃(li)潤滑(hua)劑薄膜(mo)層的厚度不(bu)(bu)超過(guo)0.05mm時,對(dui)于管和空心型材外表(biao)面的清理,采(cai)用在輥道架上,將型材或(huo)不(bu)(bu)銹鋼管引(yin)至砂(sha)流或(huo)者(zhe)鐵丸流的下面,使噴嘴可以(yi)從四面八方朝著擠(ji)壓(ya)制品(pin)的外表(biao)面進(jin)行噴丸清理。
對于擠壓制品表內表面進行清(qing)(qing)理殘(can)留玻璃(li)潤(run)滑劑薄(bo)膜(mo)時發現,當用帶有砂(sha)子或(huo)鐵(tie)丸的(de)(de)空氣流(liu)從鋼(gang)管的(de)(de)內表面噴(pen)吹時,玻璃(li)薄(bo)膜(mo)去除(chu)很(hen)慢,并且沿著(zhu)(zhu)的(de)(de)鋼(gang)管的(de)(de)長度和(he)方(fang)向(xiang)(xiang)上(shang)玻璃(li)膜(mo)去除(chu)很(hen)不均勻(yun)。引入加速(su)度噴(pen)吹帶有砂(sha)子或(huo)鐵(tie)丸氣流(liu)進行清(qing)(qing)理,可(ke)(ke)在鋼(gang)管長度方(fang)面的(de)(de)橫截面上(shang),形成帶砂(sha)子或(huo)鐵(tie)丸的(de)(de)高壓空氣流(liu)忽大忽小變(bian)化(hua)的(de)(de)旋(xuan)風式噴(pen)吹,并且使噴(pen)吹過程沿著(zhu)(zhu)鋼(gang)管的(de)(de)長度方(fang)向(xiang)(xiang)往復來回地運動,可(ke)(ke)以獲得(de)較好的(de)(de)噴(pen)吹效果(圖2-45)。
2. 化學方法-堿(jian)酸洗處(chu)理
擠壓不銹鋼管內外表面殘留(liu)的(de)玻璃潤滑劑(ji)具有很大的(de)化學(xue)穩定(ding)性,因此需采(cai)用(yong)堿(jian)溶(rong)(rong)液(ye)或包含有氫氟酸的(de)堿(jian)溶(rong)(rong)液(ye)來(lai)清除。堿(jian)與二氧化硅或其他不溶(rong)(rong)解的(de)硅酸鹽(yan)玻璃反應形(xing)成可溶(rong)(rong)解的(de)堿(jian)金屬硅酸鹽(yan),其化學(xue)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(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)的堿(jian)酸洗制度(du)如下:首先,將鋼(gang)(gang)管(guan)放在(zai)(zai)熔融(rong)堿(jian)內處理(li),然后在(zai)(zai)酸洗溶液中(zhong)(zhong)(zhong)酸洗。鋼(gang)(gang)管(guan)在(zai)(zai)熔融(rong)堿(jian)中(zhong)(zhong)(zhong)處理(li)之(zhi)前(qian),要先在(zai)(zai)煤氣爐中(zhong)(zhong)(zhong)加熱(re)至150~200℃,以防止鋼(gang)(gang)管(guan)浸入時熔融(rong)堿(jian)被(bei)冷(leng)(leng)(leng)卻。鋼(gang)(gang)管(guan)在(zai)(zai)溫(wen)度(du)為(wei)480℃的熔融(rong)堿(jian)槽內處理(li)20min,在(zai)(zai)冷(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui)槽內冷(leng)(leng)(leng)卻6min.在(zai)(zai)溫(wen)度(du)為(wei)60℃的5%~8%硫酸溶液內中(zhong)(zhong)(zhong)和10min,冷(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui)洗滌(di)(di)5min.在(zai)(zai)硝酸(12%~16%)和氫(qing)氟酸(4%~8%)溶液中(zhong)(zhong)(zhong),溫(wen)度(du)為(wei)60℃時,酸洗30min.用壓力為(wei)0.5MPa的冷(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui)沖洗1min.用冷(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui)充分洗滌(di)(di)3次(ci),每(mei)次(ci)5min.在(zai)(zai)10%~15%硝酸溶液中(zhong)(zhong)(zhong)(溫(wen)度(du)為(wei)50℃)鈍(dun)化(hua)15min.先用冷(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui),后用熱(re)水(shui)(shui)(60℃)分別洗滌(di)(di)2次(ci),每(mei)次(ci)5min。
堿酸洗可(ke)清(qing)除(chu)擠壓制品上(shang)(shang)的(de)(de)玻璃膜,特別是在其(qi)厚度不一致時。存在于制品上(shang)(shang)的(de)(de)玻璃液和厚的(de)(de)玻璃層(ceng),可(ke)以在幾次(ci)堿酸洗后被清(qing)除(chu)。由于腐蝕物的(de)(de)存在而(er)使化學(xue)反應速度減慢,因此(ci)可(ke)能會增加(jia)個別工序的(de)(de)持(chi)續時間。
擠壓制(zhi)品的(de)堿酸洗(xi)會使鋼(gang)管表(biao)面(mian)的(de)粗糙度有一些降低,特別是碳素鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)制(zhi)品。因此此法可應用在對(dui)表(biao)面(mian)光潔度有較(jiao)高要求(qiu)的(de)產品的(de)生產中(zhong)。
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℃, 時間10~12min,水中(zhong)清洗5min; H2SO4酸洗(xi):20%硫(liu)酸溶液中(zhong)酸洗(xi)5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗5min,水中清洗。
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,溫度420~450℃,時間(jian)30~50min,冷(leng)水沖(chong)洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫(wen)度50~60℃,水(5~10大氣壓)沖洗(xi),時(shi)間(jian)3~5min;酸洗(xi):20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓水(shui)沖洗,熱水(shui)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。