CN102703918B - 热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂及制备方法 - Google Patents

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一种热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂及制备方法，属于热连轧钢管技术领域。该除氧化物剂包括硼砂、硫酸钠、还原剂和助熔剂；各组份质量百分含量为：硼砂：53%-58%，硫酸钠：30-35%，还原剂：10-15%，助熔剂：1-2%，各组分最大颗粒度≤20目。制备工艺包括：制备还原剂硬脂酸钠、硼砂干燥、添加助熔剂混合造粒筛分、制备硼砂除氧化物剂。优点在于，可解决热连轧过程中熔融体聚集，水分含量高和喷吹均匀性差等问题，提高钢管内表面质量，满足热连轧需求，成本适中，性价比高，适宜在冶金领域推广应用。

Description

热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂及制备方法
技术领域
本发明属于热连轧钢管技术领域，特别是提供了一种热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂及制备方法。
背景技术
在无缝钢管生产过程中，于环形炉中加热的管坯，先经过穿孔制成空心毛管，然后再将毛管送到连轧机穿入芯棒进行轧制。管坯穿孔后，毛管内腔与空气接触，不可避免产生氧化，会造成钢管内壁出现凹凸不平的疤痕，给钢管质量和芯棒使用寿命带来严重影响，因此毛管内壁在芯棒穿入之前必须进行脱氧。
目前，去除毛管内壁氧化皮工艺主要有两种：一种是利用高压水雾喷刷，冲到附在毛管内壁上的氧化物，同时生成氢氧化物钝化膜，但该工艺难度大，对保持毛管温度不利；另一种方法是采用专用除氧化物剂进行脱氧处理，这种方法克服了高压水雾喷刷的缺点，保证了产品质量的稳定性。
但普通硼砂除氧化物剂只是硼砂、硫酸钠、还原剂的简单混合物，由于各物质比重不同、颗粒大小不同、反应及熔化速度不同，所以飞行速度、飞行距离及降落速度各不相同，造成毛管内表面硫酸钠和硼酸钠均匀性差。同时除氧化物剂存在大量水分，高温下水与铁反应形成四氧化三铁，3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2，增加了毛管内氧化铁皮量。固态四氧化三铁在1000 oC左右转化为液态四氧化三铁，由于芯棒温度较低（110 oC左右），接触芯棒后，熔融体温度降低，重新固化，形成硬度很高的固态四氧化三铁，轻者则钢管内结疤，重时则钢管内壁形成大面积划道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂及制备方法，解决了热连轧过程中熔融体聚集，水分含量高和喷吹均匀性差等问题，提高了钢管内表面质量。
本发明的热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂包括硼砂、硫酸钠、还原剂和助熔剂；各组份质量百分含量为：硼砂：53%-58%，硫酸钠：30-35%，还原剂 ：10-15%，助熔剂：1-2%，各组分最大颗粒度≤20目。
本发明的硼砂除氧化物剂制备工艺如下：
（1）制备还原剂硬脂酸钠：在反应釜中按照1:1摩尔比加入硬脂酸和氢氧化钠，制备还原剂硬脂酸钠，所制备还原剂硬脂酸钠在高温惰性气氛中能迅速与钢管内表面氧化铁发生还原反应；
（2）硼砂干燥：硼砂经过8-10小时干燥，控制水分含量23%-26%，从而控制最终除氧化物剂产品中水分含量12%-15%，水分含量在此范围可有效防止除氧化物剂板结；
（3）添加助熔剂混合造粒筛分：按照硼砂53%-58%、硫酸钠30-35%和助熔剂1-2%，混合磨碎造粒，20目筛分；均指占总质量的百分含量；
添加助熔剂目的在于：除氧化物剂喷到钢管内表面时，由于含有水分，高温下3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2反应发生，固态四氧化三铁在1000 oC左右转化为液态四氧化三铁，由于芯棒温度较低（110 oC左右），接触芯棒后熔融体温度降低，重新固化形成硬度很高的固态四氧化三铁，在钢管内表面形成结疤或大面积划道。添加助熔剂后，液态与固态四氧化三铁转化温度从1000oC降至800oC，从而防止钢管内表面液态四氧化三铁转化为硬度高的固态四氧化三铁，同时防止Fe-Mn-O、Fe-Cr-O及Fe-O结晶体形成。
（4）制备硼砂除氧化物剂：将步骤（1）制得的还原剂硬脂酸钠经20目筛分，按照10-15%比例，与步骤（3）制得的硼砂、硫酸钠和助熔剂混合筛分物料混合50-60分钟，制得硼砂除氧化物剂。这种混合方式保证了除氧化物剂在钢管内表面喷吹均匀，反应速度快。
本发明的优点在于，直接合成还原剂，对氧化铁还原效果好。控制水分含量低于15%以下，可有效防止除氧化物剂板结，不影响喷嘴正常工作。添加助熔剂，使液态与固态四氧化三铁转化温度降至800oC，有效防止钢管内硬结疤形成。将硼砂、硫酸钠和助熔剂混合磨碎造粒筛分后，与还原剂混合，保证了除氧化物剂均匀性。可满足热连轧需求，成本适中，性价比高，适宜推广应用。
具体实施方式
实施例：制备1公斤硼砂除氧化物剂
1．原材料
硼砂，硫酸钠，制备还原剂原料硬脂酸和氢氧化钠，助熔剂。
2．工艺要点
（1 ）按照1:1摩尔比加入硬脂酸和氢氧化钠，制备还原剂硬脂酸钠；
（2 ）硼砂经过10小时干燥，控制水分含量24%；
（3）按照硼砂55%、硫酸钠32%，助熔剂1%，混合磨碎造粒，20目筛分；均指占总量的百分含量；
（4）将步骤（1）制得还原剂经20目筛分，取120克，与步骤（3）制得的硼砂、硫酸钠和助熔剂混合筛分物料880克混合60分钟，制得硼砂除氧化物剂1公斤。
3．产品中各组分含量硼  砂：55%，硫酸钠：32%，还原剂硬脂酸钠：12%，助熔剂：1%。

Claims (2)

1.一种热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂，其特征在于：包括硼砂、硫酸钠、还原剂硬脂酸钠和助熔剂；各组份质量百分含量为：硼砂：53%-58%，硫酸钠：30-35%，还原剂 ：10-15%，助熔剂：1-2%；各组分最大颗粒度≤20目。
2.一种权利要求1所述热连轧钢管内表面硼砂除氧化物剂的制备方法，其特征在于：工艺步骤如下：
（1）制备还原剂硬脂酸钠：在反应釜中按照1:1摩尔比加入硬脂酸和氢氧化钠，制备还原剂硬脂酸钠，该还原剂硬脂酸钠在高温惰性气氛中能迅速与钢管内表面氧化铁发生还原反应；
（2）硼砂干燥：硼砂经过8-10小时干燥，控制水分含量23%-26%；
（3）添加助熔剂混合造粒筛分：按照硼砂53%-58%、硫酸钠30-35%、助熔剂1-2%，混合磨碎造粒，20目筛分；上述各成份均指占总质量的百分含量；
（4）制备硼砂除氧化物剂：将步骤（1）制得的还原剂硬脂酸钠经20目筛分，按照10-15%比例，与步骤（3）制得的硼砂、硫酸钠和助熔剂混合筛分物料混合50-60分钟，制得硼砂除氧化物剂。
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