擠壓不銹鋼管和軋制不銹鋼管一樣,在擠壓后還要經(jīng)過冷卻、矯直、切管、修磨等一系列的精整工序和檢驗(yàn)、測(cè)試工序,才能成為商品管。擠壓鋼管精整工藝的特點(diǎn)是,由于擠壓不銹鋼管在熱擠壓時(shí)采用了玻璃潤(rùn)滑劑,因而膜,影響的鋼管內(nèi)外表面上形成了一層0.05~0.15mm厚的堅(jiān)硬的玻璃潤(rùn)滑劑薄膜,影響了擠壓后進(jìn)一步的加工和使用,因此必須首先應(yīng)予以清除。


  從擠壓不銹鋼管表面上清除玻璃潤(rùn)滑劑是一個(gè)困難而又昂貴的工序。因此,從開始采用玻璃潤(rùn)滑劑起就將不銹鋼管表面玻璃潤(rùn)滑劑的去除作為一個(gè)重要的研究課意,試驗(yàn)通過玻璃潤(rùn)滑劑成分的調(diào)整來加大玻璃潤(rùn)滑劑和鋼管膨脹系數(shù)的差異。在不銹鋼管擠壓后淬水冷卻時(shí),使表面的玻璃潤(rùn)滑劑實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剝落。這一研究雖然取得一定的成果,但尚未達(dá)到徹底清除不銹鋼管表面殘余玻璃潤(rùn)滑劑的目的。


 進(jìn)一步清除鋼管表面玻璃潤(rùn)滑劑的方法有機(jī)械法和化學(xué)法兩種。


1. 機(jī)械法-噴丸處理


  采用噴丸處理來清除擠壓不銹鋼管表面殘留的玻璃潤(rùn)滑劑的方法是一種比較經(jīng)濟(jì)的方法。


  噴丸處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)基本上有兩種形式:一種是用壓縮空氣使鐵丸流動(dòng),并通過噴嘴將鐵丸噴向被加工不銹鋼管的表面,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管的表面處理;另一種是噴丸設(shè)備有一個(gè)離心裝置,依靠離心力將鐵丸摔向鋼管表面,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管的表面處理。


  為了清理不銹鋼管內(nèi)表面殘留的玻璃潤(rùn)滑劑,在鋼管內(nèi)表面引入在壓力作用下供給鐵丸的帶噴嘴的軟管。通過一次噴吹即能將鋼管內(nèi)表面殘留的玻璃潤(rùn)滑劑清除。此時(shí),在鋼管的另一端設(shè)有強(qiáng)力抽丸裝置。日本神戶(Kobe)公司的噴丸設(shè)備長(zhǎng)約10m,設(shè)有單獨(dú)傳動(dòng)提供鐵丸的8個(gè)噴嘴。鐵丸是反復(fù)循環(huán)使用的,直徑為1mm.噴丸過程借助于傾斜布置的道,鋼管一邊移動(dòng),一邊旋轉(zhuǎn)。噴丸機(jī)的工作空間是完全密封的,并且,為了排出玻璃塵埃,設(shè)有強(qiáng)力抽風(fēng)裝置。


  美國(guó) Amerex 擠壓不銹鋼管廠的噴丸機(jī),噴丸處理鋼管的最大直徑為28.6mm采用的丸粒有兩種,一種是帶尖棱角的,另一種是圓滑無棱的。現(xiàn)場(chǎng)所見,丸粒袋裝外購(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程師介紹,丸粒也有用細(xì)鋼絲切成的。


  當(dāng)被擠壓制品表面上的玻璃潤(rùn)滑劑薄膜層的厚度不超過0.05mm時(shí),對(duì)于管和空心型材外表面的清理,采用在輥道架上,將型材或不銹鋼管引至砂流或者鐵丸流的下面,使噴嘴可以從四面八方朝著擠壓制品的外表面進(jìn)行噴丸清理。


  對(duì)于擠壓制品表內(nèi)表面進(jìn)行清理殘留玻璃潤(rùn)滑劑薄膜時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)用帶有砂子或鐵丸的空氣流從鋼管的內(nèi)表面噴吹時(shí),玻璃薄膜去除很慢,并且沿著的鋼管的長(zhǎng)度和方向上玻璃膜去除很不均勻。引入加速度噴吹帶有砂子或鐵丸氣流進(jìn)行清理,可在鋼管長(zhǎng)度方面的橫截面上,形成帶砂子或鐵丸的高壓空氣流忽大忽小變化的旋風(fēng)式噴吹,并且使噴吹過程沿著鋼管的長(zhǎng)度方向往復(fù)來回地運(yùn)動(dòng),可以獲得較好的噴吹效果(圖2-45)。


圖 2-45 鋼管的表面清除玻璃潤(rùn)滑劑的噴吹裝置.jpg


2. 化學(xué)方法-堿酸洗處理


 擠壓不銹鋼管內(nèi)外表面殘留的玻璃潤(rùn)滑劑具有很大的化學(xué)穩(wěn)定性,因此需采用堿溶液或包含有氫氟酸的堿溶液來清除。堿與二氧化硅或其他不溶解的硅酸鹽玻璃反應(yīng)形成可溶解的堿金屬硅酸鹽,其化學(xué)反應(yīng)式如下:


   SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O


氫氟酸與二氧化硅的化學(xué)反應(yīng)式為:


   SiO2+4HF→SiF4+2H2O


 不銹鋼管的堿酸洗制度如下:首先,將鋼管放在熔融堿內(nèi)處理,然后在酸洗溶液中酸洗。鋼管在熔融堿中處理之前,要先在煤氣爐中加熱至150~200℃,以防止鋼管浸入時(shí)熔融堿被冷卻。鋼管在溫度為480℃的熔融堿槽內(nèi)處理20min,在冷水槽內(nèi)冷卻6min.在溫度為60℃的5%~8%硫酸溶液內(nèi)中和10min,冷水洗滌5min.在硝酸(12%~16%)和氫氟酸(4%~8%)溶液中,溫度為60℃時(shí),酸洗30min.用壓力為0.5MPa的冷水沖洗1min.用冷水充分洗滌3次,每次5min.在10%~15%硝酸溶液中(溫度為50℃)鈍化15min.先用冷水,后用熱水(60℃)分別洗滌2次,每次5min。


 堿酸洗可清除擠壓制品上的玻璃膜,特別是在其厚度不一致時(shí)。存在于制品上的玻璃液和厚的玻璃層,可以在幾次堿酸洗后被清除。由于腐蝕物的存在而使化學(xué)反應(yīng)速度減慢,因此可能會(huì)增加個(gè)別工序的持續(xù)時(shí)間。


 擠壓制品的堿酸洗會(huì)使鋼管表面的粗糙度有一些降低,特別是碳素鋼和合金鋼制品。因此此法可應(yīng)用在對(duì)表面光潔度有較高要求的產(chǎn)品的生產(chǎn)中。


  瑞典山特維克公司不銹鋼管表面殘留玻璃潤(rùn)滑劑的堿酸洗工藝如下: NaOH+NaCO3堿洗:溫度500℃, 時(shí)間10~12min,水中清洗5min; H2SO4酸洗:20%硫酸溶液中酸洗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(shí)間30~50min,冷水沖洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫度50~60℃,水(5~10大氣壓)沖洗,時(shí)間3~5min;酸洗:20% HF+8% HNO3+H2O余量,時(shí)間10min;壓水沖洗,熱水清洗。


  美國(guó)Amerex 公司擠壓不銹鋼管廠去除擠壓鋼管表面殘留玻璃潤(rùn)滑劑采用“噴砂+酸洗”工藝。對(duì)于一般的鋼種僅進(jìn)行噴丸處理,對(duì)于不銹鋼管則在噴丸處理之后,還必須進(jìn)行酸洗。經(jīng)噴丸處理之后的鋼管表面殘留的玻璃潤(rùn)滑劑薄已經(jīng)處于疏松狀態(tài),酸洗時(shí)極易清除。其“機(jī)械處理+化學(xué)處理”的工藝如下:不銹鋼管內(nèi)外表面經(jīng)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。