不锈钢管挤压后表面玻璃润滑剂的清除方法

  挤压不锈钢管和轧制不锈钢管一样，在挤压后还要经过冷却、矫直、切管、修磨等一系列的精整工序和检验、测试工序，才能成为商品管。挤压钢管精整工艺的特点是，由于挤压不锈钢管在热挤压时采用了玻璃润滑剂，因而膜，影响的钢管内外表面上形成了一层0.05~0.15mm厚的坚硬的玻璃润滑剂薄膜，影响了挤压后进一步的加工和使用，因此必须首先应予以清除。

  从挤压不锈钢管表面上清除玻璃润滑剂是一个困难而又昂贵的工序。因此，从开始采用玻璃润滑剂起就将不锈钢管表面玻璃润滑剂的去除作为一个重要的研究课意，试验通过玻璃润滑剂成分的调整来加大玻璃润滑剂和钢管膨胀系数的差异。在不锈钢管挤压后淬水冷却时，使表面的玻璃润滑剂实现自动剥落。这一研究虽然取得一定的成果，但尚未达到彻底清除不锈钢管表面残余玻璃润滑剂的目的。

 进一步清除钢管表面玻璃润滑剂的方法有机械法和化学法两种。

1. 机械法-喷丸处理

  采用喷丸处理来清除挤压不锈钢管表面残留的玻璃润滑剂的方法是一种比较经济的方法。

  喷丸处理设备的结构基本上有两种形式：一种是用压缩空气使铁丸流动，并通过喷嘴将铁丸喷向被加工不锈钢管的表面，实现对钢管的表面处理；另一种是喷丸设备有一个离心装置，依靠离心力将铁丸摔向钢管表面，实现对钢管的表面处理。

  为了清理不锈钢管内表面残留的玻璃润滑剂，在钢管内表面引入在压力作用下供给铁丸的带喷嘴的软管。通过一次喷吹即能将钢管内表面残留的玻璃润滑剂清除。此时，在钢管的另一端设有强力抽丸装置。日本神户（Kobe)公司的喷丸设备长约10m,设有单独传动提供铁丸的8个喷嘴。铁丸是反复循环使用的，直径为1mm.喷丸过程借助于倾斜布置的道，钢管一边移动，一边旋转。喷丸机的工作空间是完全密封的，并且，为了排出玻璃尘埃，设有强力抽风装置。

  美国 Amerex 挤压不锈钢管厂的喷丸机，喷丸处理钢管的最大直径为28.6mm采用的丸粒有两种，一种是带尖棱角的，另一种是圆滑无棱的。现场所见，丸粒袋装外购。根据现场工程师介绍，丸粒也有用细钢丝切成的。

  当被挤压制品表面上的玻璃润滑剂薄膜层的厚度不超过0.05mm时，对于管和空心型材外表面的清理，采用在辊道架上，将型材或不锈钢管引至砂流或者铁丸流的下面，使喷嘴可以从四面八方朝着挤压制品的外表面进行喷丸清理。

  对于挤压制品表内表面进行清理残留玻璃润滑剂薄膜时发现，当用带有砂子或铁丸的空气流从钢管的内表面喷吹时，玻璃薄膜去除很慢，并且沿着的钢管的长度和方向上玻璃膜去除很不均匀。引入加速度喷吹带有砂子或铁丸气流进行清理，可在钢管长度方面的横截面上，形成带砂子或铁丸的高压空气流忽大忽小变化的旋风式喷吹，并且使喷吹过程沿着钢管的长度方向往复来回地运动，可以获得较好的喷吹效果（图2-45)。

2. 化学方法-碱酸洗处理

 挤压不锈钢管内外表面残留的玻璃润滑剂具有很大的化学稳定性，因此需采用碱溶液或包含有氢氟酸的碱溶液来清除。碱与二氧化硅或其他不溶解的硅酸盐玻璃反应形成可溶解的碱金属硅酸盐，其化学反应式如下：

   SiO₂+2NaOH→Na₂SiO₃+H₂O

氢氟酸与二氧化硅的化学反应式为：

   SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O

 不锈钢管的碱酸洗制度如下：首先，将钢管放在熔融碱内处理，然后在酸洗溶液中酸洗。钢管在熔融碱中处理之前，要先在煤气炉中加热至150~200℃,以防止钢管浸入时熔融碱被冷却。钢管在温度为480℃的熔融碱槽内处理20min,在冷水槽内冷却6min.在温度为60℃的5%~8%硫酸溶液内中和10min,冷水洗涤5min.在硝酸（12%~16%)和氢氟酸（4%~8%)溶液中，温度为60℃时，酸洗30min.用压力为0.5MPa的冷水冲洗1min.用冷水充分洗涤3次，每次5min.在10%~15%硝酸溶液中（温度为50℃)钝化15min.先用冷水，后用热水（60℃)分别洗涤2次，每次5min。

 碱酸洗可清除挤压制品上的玻璃膜，特别是在其厚度不一致时。存在于制品上的玻璃液和厚的玻璃层，可以在几次碱酸洗后被清除。由于腐蚀物的存在而使化学反应速度减慢，因此可能会增加个别工序的持续时间。

 挤压制品的碱酸洗会使钢管表面的粗糙度有一些降低，特别是碳素钢和合金钢制品。因此此法可应用在对表面光洁度有较高要求的产品的生产中。

  瑞典山特维克公司不锈钢管表面残留玻璃润滑剂的碱酸洗工艺如下： NaOH+NaCO₃碱洗：温度500℃, 时间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。

  尼科波尔南方钢管厂的碱酸洗工艺如下：碱洗：60%~70%NaOH+25%~30%NaNO₃+≤5% NaCl_2，温度420~450℃,时间30~50min,冷水冲洗；酸洗：1.68%H₂SO₄+2%~3% NaCl+H₂O余量，温度50~60℃,水（5~10大气压）冲洗，时间3~5min;酸洗：20% HF+8% HNO₃+H₂O余量，时间10min;压水冲洗，热水清洗。

  美国Amerex 公司挤压不锈钢管厂去除挤压钢管表面残留玻璃润滑剂采用“喷砂＋酸洗”工艺。对于一般的钢种仅进行喷丸处理，对于不锈钢管则在喷丸处理之后，还必须进行酸洗。经喷丸处理之后的钢管表面残留的玻璃润滑剂薄已经处于疏松状态，酸洗时极易清除。其“机械处理＋化学处理”的工艺如下：不锈钢管内外表面经喷丸处理后，在20%HNO₃+3%HF+H₂O的混合酸溶液中酸洗后，在清水中洗涤干净。