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(ya)不銹鋼管在熱擠壓時采用了玻璃(li)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。
進一步清(qing)除鋼(gang)管表面玻璃潤滑劑的方(fang)法有機械法和化學法兩種。
1. 機械法-噴(pen)丸處理
采用噴丸處(chu)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。
噴丸處理(li)設備的結構基本上有(you)(you)兩(liang)種(zhong)形(xing)式(shi):一種(zhong)是(shi)(shi)用壓縮空氣使鐵丸流(liu)動,并通過噴嘴(zui)將(jiang)鐵丸噴向被加工(gong)不銹鋼管(guan)的表(biao)面(mian),實現對(dui)鋼管(guan)的表(biao)面(mian)處理(li);另一種(zhong)是(shi)(shi)噴丸設備有(you)(you)一個離心裝置,依靠離心力將(jiang)鐵丸摔向鋼管(guan)表(biao)面(mian),實現對(dui)鋼管(guan)的表(biao)面(mian)處理(li)。
為(wei)(wei)了清理不銹鋼(gang)管(guan)內表面殘(can)留的(de)玻璃(li)潤滑劑,在(zai)鋼(gang)管(guan)內表面引(yin)入在(zai)壓力作用下供(gong)給鐵丸(wan)的(de)帶噴(pen)嘴的(de)軟管(guan)。通(tong)過一(yi)(yi)次噴(pen)吹(chui)即能將鋼(gang)管(guan)內表面殘(can)留的(de)玻璃(li)潤滑劑清除(chu)。此(ci)時(shi),在(zai)鋼(gang)管(guan)的(de)另一(yi)(yi)端設有(you)強(qiang)力抽(chou)丸(wan)裝置(zhi)。日本神(shen)戶(Kobe)公司的(de)噴(pen)丸(wan)設備長(chang)約(yue)10m,設有(you)單獨(du)傳(chuan)動提供(gong)鐵丸(wan)的(de)8個噴(pen)嘴。鐵丸(wan)是反復循環使(shi)用的(de),直徑為(wei)(wei)1mm.噴(pen)丸(wan)過程借助于傾斜布置(zhi)的(de)道(dao),鋼(gang)管(guan)一(yi)(yi)邊移動,一(yi)(yi)邊旋轉。噴(pen)丸(wan)機的(de)工作空間(jian)是完全(quan)密(mi)封的(de),并且,為(wei)(wei)了排出(chu)玻璃(li)塵埃,設有(you)強(qiang)力抽(chou)風裝置(zhi)。
美國 Amerex 擠壓(ya)不銹(xiu)鋼(gang)管廠(chang)的(de)(de)噴丸機,噴丸處理(li)鋼(gang)管的(de)(de)最大直徑為(wei)28.6mm采用的(de)(de)丸粒有兩種,一(yi)種是(shi)帶(dai)尖棱角的(de)(de),另一(yi)種是(shi)圓(yuan)滑無棱的(de)(de)。現場所見(jian),丸粒袋裝(zhuang)外購。根據現場工程師介紹,丸粒也有用細(xi)鋼(gang)絲切(qie)成的(de)(de)。
當(dang)被擠(ji)壓(ya)制品(pin)表面上的(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑薄膜層的(de)厚度不超過0.05mm時,對于管和(he)空(kong)心型材(cai)(cai)外(wai)表面的(de)清理,采用在輥道架上,將型材(cai)(cai)或(huo)(huo)不銹鋼(gang)管引至(zhi)砂流或(huo)(huo)者鐵丸流的(de)下面,使噴嘴可(ke)以從四(si)面八方朝著擠(ji)壓(ya)制品(pin)的(de)外(wai)表面進行噴丸清理。
對于擠(ji)壓制品表(biao)內表(biao)面(mian)進(jin)行(xing)清理殘留玻璃潤滑劑薄膜時發現,當用帶(dai)有(you)砂子或鐵丸(wan)的空氣流從鋼(gang)管的內表(biao)面(mian)噴(pen)(pen)吹(chui)時,玻璃薄膜去除(chu)(chu)很慢(man),并且(qie)沿著的鋼(gang)管的長(chang)度(du)和(he)方向上玻璃膜去除(chu)(chu)很不均勻。引入(ru)加速(su)度(du)噴(pen)(pen)吹(chui)帶(dai)有(you)砂子或鐵丸(wan)氣流進(jin)行(xing)清理,可在鋼(gang)管長(chang)度(du)方面(mian)的橫截面(mian)上,形(xing)成(cheng)帶(dai)砂子或鐵丸(wan)的高壓空氣流忽大忽小變化的旋風式噴(pen)(pen)吹(chui),并且(qie)使噴(pen)(pen)吹(chui)過程沿著鋼(gang)管的長(chang)度(du)方向往復(fu)來回地(di)運動,可以獲得較好(hao)的噴(pen)(pen)吹(chui)效果(圖(tu)2-45)。
2. 化學方(fang)法-堿(jian)酸洗處(chu)理
擠壓不(bu)銹(xiu)鋼管內外表面殘(can)留的(de)(de)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)具有很大的(de)(de)化(hua)學(xue)穩定性,因此需采用堿(jian)溶液或包含有氫氟酸(suan)的(de)(de)堿(jian)溶液來清除。堿(jian)與二氧化(hua)硅(gui)或其(qi)(qi)他(ta)不(bu)溶解的(de)(de)硅(gui)酸(suan)鹽玻(bo)璃反(fan)應形成可溶解的(de)(de)堿(jian)金屬(shu)硅(gui)酸(suan)鹽,其(qi)(qi)化(hua)學(xue)反(fan)應式如下:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
氫氟酸與二氧(yang)化(hua)硅的化(hua)學反應式為:
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)堿(jian)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)制度(du)如下:首先(xian),將鋼(gang)管(guan)(guan)放在(zai)熔融堿(jian)內(nei)(nei)(nei)處(chu)理,然后在(zai)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)。鋼(gang)管(guan)(guan)在(zai)熔融堿(jian)中(zhong)(zhong)處(chu)理之前,要(yao)先(xian)在(zai)煤氣爐中(zhong)(zhong)加熱至150~200℃,以(yi)防止(zhi)鋼(gang)管(guan)(guan)浸入(ru)時熔融堿(jian)被冷(leng)卻(que)(que)。鋼(gang)管(guan)(guan)在(zai)溫度(du)為(wei)480℃的(de)熔融堿(jian)槽(cao)內(nei)(nei)(nei)處(chu)理20min,在(zai)冷(leng)水槽(cao)內(nei)(nei)(nei)冷(leng)卻(que)(que)6min.在(zai)溫度(du)為(wei)60℃的(de)5%~8%硫(liu)酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)內(nei)(nei)(nei)中(zhong)(zhong)和(he)(he)10min,冷(leng)水洗(xi)(xi)(xi)滌5min.在(zai)硝酸(suan)(suan)(12%~16%)和(he)(he)氫氟酸(suan)(suan)(4%~8%)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong),溫度(du)為(wei)60℃時,酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)30min.用壓(ya)力為(wei)0.5MPa的(de)冷(leng)水沖(chong)洗(xi)(xi)(xi)1min.用冷(leng)水充分(fen)洗(xi)(xi)(xi)滌3次(ci),每次(ci)5min.在(zai)10%~15%硝酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(溫度(du)為(wei)50℃)鈍(dun)化(hua)15min.先(xian)用冷(leng)水,后用熱水(60℃)分(fen)別洗(xi)(xi)(xi)滌2次(ci),每次(ci)5min。
堿酸洗可清(qing)(qing)除擠壓(ya)制(zhi)品上的玻璃膜,特別(bie)是在其厚度不一致時。存在于(yu)制(zhi)品上的玻璃液和(he)厚的玻璃層,可以在幾次堿酸洗后被清(qing)(qing)除。由于(yu)腐蝕(shi)物的存在而使化學反應速度減慢(man),因此可能會增加個別(bie)工(gong)序的持續時間。
擠(ji)壓制(zhi)(zhi)品的(de)堿酸(suan)洗會使(shi)鋼(gang)管表(biao)面的(de)粗糙度(du)有一些降低,特別是(shi)碳素鋼(gang)和(he)合金鋼(gang)制(zhi)(zhi)品。因此此法(fa)可應用(yong)在對表(biao)面光潔度(du)有較高要求的(de)產品的(de)生產中。
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(du)500℃, 時間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(suan)洗(xi)5min,水中清洗(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℃,時間30~50min,冷水沖洗(xi);酸洗(xi):1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余(yu)量,溫度(du)50~60℃,水(5~10大氣(qi)壓)沖洗(xi),時間3~5min;酸洗(xi):20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓水沖(chong)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。