CN85105466A

CN85105466A - 酸洗剂

Info

Publication number: CN85105466A
Application number: CN198585105466A
Authority: CN
Inventors: 雅奎斯·佩列安特; 阿伦·克隆
Original assignee: Lonza AG
Current assignee: Lonza AG
Priority date: 1985-07-06
Filing date: 1985-07-06
Publication date: 1987-01-07

Abstract

酸洗剂适用于被轧制的钢或铁的工件在600-1300℃轧制温度下的酸洗。本酸洗剂含有有效的酸洗和润滑物质，需要时还含有抗氧化物质，并含有调节物理性能和起还原作用的物质。同时，组分可以选择，使本酸洗剂显示出良好的酸洗作用、或者润滑作用、或者抗氧化作用。

Description

本发明涉及一种酸洗剂，适用于钢铁工件在无屑热加工时的润滑，也可作为抗氧化剂。

当轧制板材、型材或者由顶管机、间断式轧机、阿塞尔式轧机、芯棒轧管机、连轧机、皮尔格式轧机或多管轧机、镦粗压力机或挤压机制作无缝管时，被加工表面，例如空心管坯、管坯或者管子的内壁，在轧制之前必须经酸洗，以使工具损耗保持在有限范围内以及使所形成的工件具有良好的表面状态。

根据经验，光滑的表面只有当工件在变形之前经除磷或者酸洗才能获得。从机械上看，酸洗可通过含水酸溶液的酸洗槽或者通过由氢氧化钠、氢化钠或金属钠组成的盐溶来实现。业已被采用的固体酸洗剂由硫酸钠和磷酸的混合物组成。另一种方案是借助于水玻璃和苏打与硼砂或者磷酸盐的溶融混合物涂层，在冷却时使氧化铁皮工作表面上剥落而被去除。

所有这些方法以及这些方法中的采用的除磷剂和酸洗剂已满足不了要求，特别不能满足生产无缝管的设备及现代轧制设备和型材轧制设备对酸洗剂提出的要求。

例如，由上述设备生产无缝管时，在工艺过程及工件上轧制温度的间隔在1秒到1秒不到的时间间隔中，必须使用酸洗剂。并且为了能够紧接着轧制工件，要使酸洗剂迅速可靠地在工件上均匀分布。

本发明的任务旨在提供一种迅速而可靠、可在600℃以上到1300℃温度使用的酸洗剂。

根据本发明可以获得如权利要求1所述的酸洗剂。

（1）组的物质是活性酸洗剂，以化学方法改变氧化铁皮的主要成分。这组包含：

Na₂B₄O₇·10H₂O;

Na₂B₄O₇·5H₂O;

Na₂B₄O₇无水;

偏硼酸钠，NaBO₂·4H₂O;

硼酸，H₃BO₃;

氧化硼，B₂O₃;

可溶性硅酸钠，其SiO₂/Na₂O之比为2.5-3.3;硅酸钠无水或者具有5-9结晶水。

（2）组中所列物质在调节温度与压力比例时作为固体润滑剂。这些固体润滑剂保留在工件上或者在工件中，在随后的轧制时起润滑作用。这组包含：

石墨;

氟化钙;

冰晶石，Na₃AlF₆;

三氧化二锑，Sb₂O₃;

二硫化钼，MoS₂;

氮化硼，BN;

以下磷酸盐系列中的一种磷酸盐：磷酸三钠含水或不含水、磷酸三钾含水或不含水、偏磷酸钠（NaPO₃）₃和（NaPO₃）₄;

偏磷酸钾（KPO₃）₃和（KPO₃）₄;

聚偏磷酸盐（NaPO₃）₄·H₂O;

三聚磷酸钠 Na₅P₃O₁₀含水或不含水、

聚磷酸钠（Na₅P₃O₁₀）_2-8;

磷酸锌（PO₄）₂Zn₃。

这些称之聚偏磷酸盐还包括以名字命名的化合物：马德列尔盐（Madrcll′sches Salz）、格雷姆盐（Graham′ sches Salz）、以及库洛尔盐（Kurrol′sehes Salz）。

（3）组物质使加工表面上生成一层均匀的涂层，不仅致密，而且各种种成分均匀。这可通过下列物质的溶化性能和薄膜生产性能达到。同时，（3）组物质的另一个重要的性能是抗氧化作用。该组包含：

焦碳、碳粉、

粉状纤维素、锯屑、

淀粉及其衍生物、

石腊、腊、

脂肪酸和（或）其盐、

松香及其衍生物、

以5-10个碳原子的碳氢基的合成树脂、萜树脂以及古马隆-茚树脂（Inden-Cumarou-Harze）。

所谓“碳氢树脂”，特别是“石油树脂”应认为是以5-10个碳原子的碳氢基的合成树脂，其定义请看盖尔克-臭脱默（Kirk-O+hmer）的《化学工艺百科全书》第三版12卷第852-861页。

（4）组物质影响酸洗剂的物理性能，特别是溶化性能和溶点。该组包含：

氯化镁 MgCl₂·6H₂O、

氯化钠、

氯化钾、

氯化钙、

硫酸钠、

醋酸钠、

醋酸钾、

粘土。

（5）组物质用于还原已经生成的和酸洗时生成的氧化物，同时基于这些物质的热分解及由此而产生的气化作用还具有分解的作用。该组包含：

氯化铵 NH₄Cl、

尿素 CO（NH₂）₂、

碳酸铵（NH₄）₂CO₃、

尿素-甲醛-树脂、

碳酸钠 Na₂CO₃。

酸洗剂含有的组成：（以下均为重量百分数）

（1）组 20-80%;

（2）组 1-80%;

由（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质0-79%，其中（3）组为0-35%、（4）组为0-50%、（5）组为0-5%。

合适的量为：

（1）组 20-65%;

（2）组 5-75%;

以及由（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质5-75%，其中：

（3）组为0-30%、（4）组为0-30%、（5）组为0-3%。

优先采用（1）组 20-50%、

（2）组 30-70%，

以及由（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质10-50%，其中：

（3）组为0-30%、（4）组为0-30%、（5）组为0-3%。

酸洗剂的组成还可根据想要达到的作用来选择。

一种酸洗剂要达到应用，除了润滑性能和抗氧化性能之外，主要应具有酸洗性能，可含组成如下：

（1）组 50-80%、

（2）组 1-50%、

以及由（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质0-49%，优先采用5-49%，其中：（3）组为0-35%、（4）组为0-49%、（5）组为0-5%。

一种特别适合的酸洗剂，除了作为酸洗剂和抗氧化剂的作用外，具有突出的润滑性能，其含有的组成如下：

（1）组 20-50%、

（2）组 50-80%、

以及由（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质0-30%，优先采用5-30%，其中：（3）组为0-30%、（4）组为0-30%、（5）组为0-5%。

此外，还可以在酸洗性能和润滑性能均完全保持的情况下，优先选择抗氧化性能。

这种酸洗剂的组成如下：

（1）组 20-80%、

（2）组 1-20%、

以及由（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质10-79%，其中：（3）组为10-35%、（4）组为0-50%、（5）组为0-5%。

一种优先选择的酸洗剂含有：

（1）组 20-22%，以偏硼酸钠形式、

（2）组 78-80%，以石墨为3-5%形式、多聚磷酸钠为74-76%。

一般来说，酸洗剂是粉状的，粉末的平均粒度为50-1000微米，或者以粒状体使用，其平均粒度为0.5-4毫米。视原材料可由研磨和（或）把各种成份混合而成。

但是，作为实施例也可使酸洗剂的成份溶解或者成悬浮状，经喷雾干燥或者粒化获得所需要的使用形状。

还有在可能的范围内，使除鳞剂的成份处于溶化状态，经冷却，把所获得的产品磨成粉。

本发明的酸洗剂除了溶液以及悬浮液和弥散或除了溶化之外，还可以糊状使用。

为了制成糊状物或者按照溶解度制成溶液、悬浮液或弥散液，必须以已知方法共同使用溶剂或者弥散剂、凝结剂、稳定剂等等。

因此，举例来说，酸洗剂可借助于悬浮助剂和水加工成一种悬浮液，然后在轧制过程之前直接喷在热工件上或者热工件里。

本发明的酸洗剂在钢铁无屑热加工时可用于酸洗、润滑以及作为抗氧化剂。

例如，本发明的酸洗剂可处理在轧制或型材轧制之前的板材、在挤压机挤压之前的坯料、芯棒轧管机轧制中的管坯或者镦粗压力机中的管子。

另一种应用的可能性是处理顶管机、阿塞式轧机、连轧机或皮尔格式轧机、多管轧机等轧制设备中工件的加工表面。

例如，本发明酸洗剂通常以干燥粉状或者粒状，喷在轧制板材上或轧制管子中。这种酸洗剂往往在与工具（例如轧辊或芯棒）相接触的整个表面以形成一层均匀的涂层来复盖。其时，视加工情况，工件的处理温度为600-1300℃，或者早在工件轧制温度为1000-1300℃时就使用发明的酸洗剂。变形过程开始就可使用本发明的酸洗剂直接处理工件，冷却的间隔时间既不必规定也无关紧要。

实施例1：（以下实施例中的百分比均为重量百分比）

把混合物放在搅拌器中制作成粒度不大于200微米粉末的一种均匀的酸洗剂。混合物的组成为：酸洗成分：Na₂B₄O₇·10H₂O，50%和Na₂B₄O₇，15%、粘结剂和抗氧化剂：硬脂酸钠，30%、以及固体润滑剂：人造大晶态石墨，5%。可在芯棒轧管机加工具有致密氧化皮的管坯时使用。

实施例2：

具有显著润滑性能的酸洗剂由润滑成分：Na₅P₃O₁₀，70%、石墨，4%以及有效酸洗成分：Na₂B₂O₄·8H₂O（偏硼酸钠），26%经均匀混合而成。所获得的混合物的平均粒度为100微米。在连轧机中使用芯棒杆之前，把这种细粉直接喷入管坯孔中。此时保证了轧制温度下酸洗以及保障了Na₅P₃O₁₀和石墨的组成在轧制时芯棒与相应管子之间的润滑作用。

实施例3：

用一种由水玻璃（Na₂O，22%），50%和偏硼酸钠（Na₂B₄O₁₀·10H₂O）20%、石墨5%以及硬脂酸钠和软脂酸钠的混合物23%组成的混合物制成一种具有明显抗氧化性能的酸洗剂。增加硬脂酸钠和软脂酸钠的混合物重量含量，其抗氧化性能更为明显。

Claims

1、一种酸洗剂，适用于钢铁工件在无屑热加工时润滑和作为抗氧化剂，其特征在于它含有：(以下均以重量百分比表示)

(1)组 20-80%

其中含有下列起酸洗作用的化合物中的一种或几种化合物：

Na₂B₄O₇·10H₂O；

Na₂B₄O₇·5H₂O；

Na₂B₄O₇无水；

偏硼酸钠 NaBO₂·4H₂O；

硼酸 H₃BO₃；

氧化硼 B₂O₃；

可溶性硅酸钠，其SiO₂/Na₂O比为2.5-3.3；

硅酸钠，无水或者具有5-9结晶水。

(2)组 1-80%

其中含有下列物质中的一种或几种干性润滑物质：

石墨；

氟化钙；

冰晶石 Na₃AlF₆；

三氧化二锑 Sb₂O₃；

二硫化钼 MoS₂；

氮化硼 BN；

以下列磷酸盐中的一种磷酸盐；

磷酸三钠，含水或者不含水；

磷酸三钾，含水或者不含水；

偏磷酸钠，(NaPO₃)₃和(NaPO₃)₄；

偏磷酸钾， (KPO₃)₃和(KPO₃)₄；

聚偏磷酸盐， (NaPO₃)₄·H₂O；

聚磷酸钠， Na₅P₃O₁₀水合或者未水合；

聚磷酸钠， (Na₅P₃O₁₀)_2-8；

磷酸锌， (PO₄)₂Zn₃；

以及(3)组、(4)组、(5)组的一组或几组中的一种或几种物质0-79%。

(3)组 0-35%

其中含有下列物质中一种或几种在管坯中影响膜形成及起抗氧化作用的添加物：

焦碳、碳粉、

粉状纤维素、锯屑、

淀粉及其衍生物、

石蜡、蜡、脂肪酸和(或)它的盐、

松香及其衍生物、

以6-9个碳原子的碳氢基的合成树脂、

古马隆-茚树脂(Inden-Cumaron-Harze)。

(4)组 0-50%

其中含有下列物质中一种或几种调节物理性能的物质：

氯化镁 MgCl₂·6H₂O，

氯化钠、

氯化钾、

氯化钙、

硫酸钠、

醋酸钠、

醋酸钾、

粘土。

(5)组 0-5%

其中含有下列物质中一种或几种使氧化物减少和起分解作用的物质：

氯化铵 NH₄Cl、

尿素 CO(NH₂)₂、

碳酸铵 (NH₄)₂CO₃、

尿素-甲醛-树脂、

碳酸钠 Na₂CO₃。

2、如权利要求1所述的酸洗剂，其特征在于所说的酸洗剂含有（1）组组20-80%、（2）组1-75%、以及（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质5-79%，其中（3）组为0-35%、（4）组为0-50%、（5）组为0-5%。

3、如权利要求1和2所述的酸洗剂，其特征在于所说的酸洗剂含有（1）组20-65%、（2）组5-75%、以及（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质5-75%，其中（3）组为0-30%、（4）组为0-30%、（5）组为0-3%。

4、如权利要求1-3所述的酸洗剂，其特征在于所说的酸洗剂含有（1）组20-50%、（2）组30-70%、以及（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质10-50%，其中（3）组为0-30%、（4）组为0-30%、（5）组为0-3%。

5、如权利要求1所述的酸洗剂，适用于润滑、作为抗氧化剂，优先用于钢铁工件在无屑热加工时酸洗，其特征在于它含有（以下均以重量百分比表示）：

（1）组 50-80%、

（2）组 1-50%、

以及（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质0-49%，优先使用5-49%，其中（3）组为0-35%、（4）组为0-49%、（5）组为0-5%。

6、如权利要求1所述的酸洗剂，可用作抗氧化剂，优先用于钢铁工件在无屑热加工时的润滑，其特征在于它含有（以下均以重量百分比表示）：

（1）组 20-50%

（2）组 50-80%

以及（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质0-30%，优先使用5-30%，其中（3）组为0-30%、（4）组为0-30%、（5）组为0-5%。

7、如权利要求1-6所述的酸洗剂，其特征在于所说的酸洗剂含有（1）组20-22%以偏硼酸钠的形式、（2）组78-80%以石墨为3-5%和三聚磷酸钠为74-76%的形式。

8、如权利要求1所述的酸洗剂，适用于润滑，优先适用于钢铁工件在无屑热加工时作为抗氧化剂，其特征在于它含有（以下均以重量百分比表示）：

（1）组 20-80%

（2）组1-20%

以及（3）组、（4）组和（5）组的一组或几组中的一种或几种物质10-79%，其中（3）组为10-35%、（4）组为0-50%、（5）组为0-5%。

9、如权利要求1-8所述的酸洗剂，其特征在于适用于工件温度在600-1300℃，优先用于1000-1300℃时润滑和作为抗氧化剂。

10、如权利要求1-9所述的酸洗剂的用途，其特征在于适用于钢铁工件在无屑热加工时润滑和作为抗氧化剂，优先适用于钢管管坯在轧制温度时的酸洗、润滑以及作为抗氧化剂。

11、如权利要求1-10所述的酸洗剂的用途，其特征在于钢铁工件在无屑热加工时润滑和作为抗氧化剂，优先适用于钢管管坯在芯棒轧管机（自动轧管机）中轧制温度时的酸洗、润滑以及作为抗氧化剂。

12、如权利要求1-11所述的酸洗剂的用途，其特征在于工件温度为600-1300℃，特别是1000-1300℃时的润滑和作为抗氧化剂。