DE1621556C

DE1621556C - Process for cleaning, in particular for descaling metal surfaces in molten salts

Info

Publication number: DE1621556C
Authority: DE
Inventors: Harold Livonia; Shoemaker Robert H. Royal Oak; Mich. Geschwender (V.StA.)
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Publication date: 1972-10-12

Description

Es ist bekannt, Metalloberflächen, insbesondere von Stählen, dadurch zu reinigen bzw. zu entzundern, daß man sie in eine Salzschmelze aus einem Gemisch von Alkalihydroxid und Nitrat bei einer Temperatur von etwa 400 bis 500° C eintaucht. Durch die alkalische oxydierende Salzschmelze wird der Zunder aufgelockert, so daß die darauffolgende Beize mit kurzen Beizdauern und mit sehr niedrigem Metallverlust und Säureverbrauch auskommt.It is known that metal surfaces, in particular of steels, can be cleaned or descaled in this way, that they are in a molten salt of a mixture of alkali hydroxide and nitrate at a temperature immersed at about 400 to 500 ° C. The scale is formed by the alkaline, oxidizing salt melt loosened, so that the subsequent pickling with short pickling times and with very low metal loss and acid consumption.

Die bekannten Salzgemische haben sich in vielen Fällen gut bewährt, jedoch ergeben sich in gewissen Fällen Schwierigkeiten. Dies gilt z. B. für die Reinigung der Oberflächen von Werkstücken aus rostfreiem Stahl, z. B. von Rohren, bei deren Herstellung ein Strangpreß- oder Ziehprozeß verwendet wird, wobei Glas als Schmiermittel dient. Hierbei bildet sich eine festgebundene Oberflächenschicht, die im wesentlichen aus Glas besteht. Diese Schicht läßt sich mit den bekannten Salzschmelzen nur durch eine mehrfache Tauchbehandlung entfernen. Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich bei der Entfernung der Zunderschicht von Titan und Titanlegierungen, die einer Wärmebehandlung unterworfen worden sind. Man muß hierbei relativ hohe Temperaturen anwenden; weiterhin besitzen die bekannten Salzmischungen den Nachteil, daß sie eine relativ große Viskosität haben, so daß es schwierig ist, den bei der Behandlung in die Schmelze übergehenden Schlamm zu entfernen.The known salt mixtures have proven their worth in many cases, but in certain cases they result Cases of difficulty. This applies e.g. B. for cleaning the surfaces of stainless workpieces Steel, e.g. B. of pipes, in the production of which an extrusion or drawing process is used, with glass serving as a lubricant. A tightly bound surface layer is formed in the process consists essentially of glass. With the known molten salts, this layer can only be achieved through one remove multiple immersion treatments. The same difficulties arise with the removal of the Scale layer of titanium and titanium alloys that have been subjected to a heat treatment. You have to use relatively high temperatures here; continue to have the known salt mixtures the disadvantage that they have a relatively large viscosity, so that it is difficult to obtain the the treatment to remove sludge passing over into the melt.

Bei gewissen Stahllegierungen, die zur Erhöhung der Temperaturfestigkeit mit Nickel, Mangan, Molybdän oder Wolfram legiert sind, zeigt sich bei der Verwendung der bekannten Salzmischungen, daß auf der Oberfläche mehr Oxyde gebildet werden als von der Salzschmelze entfernt werden.With certain steel alloys, nickel, manganese, molybdenum are used to increase the temperature resistance or tungsten are alloyed, it turns out when using the known salt mixtures that more oxides are formed on the surface than are removed by the molten salt.

example 1

Eine Charge von glasüberzogenen Röhren aus rostfreiem Stahl, die in einem Strangpreßverfahren hergestellt waren, wurde in eine Schmelze eingetaucht, die aus 12 Gewichtsprozent Natriumnitrat, 10 Gewichtsprozent Natriumchlorid, 15 Gewichtsprozent Kaliumhydroxid und 63 Gewichtsprozent Natriumhydroxid bestand. Die Temperatur betrug 480⁰C und die Behandlungsdauer 30 Sekunden. Nach Abschreckung in Wasser und einer Beizung in verdünnter Säure zeigte sich, daß die gesamte Oberflächenschicht aus Glas und Zunder durch diese einzige Behandlung entfernt wurde.A batch of glass-clad stainless steel tubing made by an extrusion process was immersed in a melt consisting of 12 weight percent sodium nitrate, 10 weight percent sodium chloride, 15 weight percent potassium hydroxide and 63 weight percent sodium hydroxide. The temperature was 480 ^° C. and the treatment time was 30 seconds. After quenching in water and pickling in dilute acid, it was found that the entire surface layer of glass and scale was removed by this single treatment.

Example 2

ίο In die Salzschmelze nach Beispiel 1 wurden Werkstücke aus Titan eingetaucht, die einem Glühprozeß bei 1200° C unterworfen waren. Die auf der Oberfläche vorhandene Zunderschicht wurde auch bei diesem Material durch eine einzige Behandlung entfernt, ohne daß das Material Wasserstoff aufnahm.ίο Workpieces were placed in the molten salt according to Example 1 made of titanium immersed, which were subjected to an annealing process at 1200 ° C. The ones on the surface Existing scale was also removed from this material by a single treatment, without the material taking up hydrogen.

Es wurde nun gefunden, daß die in den genannten Fällen auftretenden Nachteile der bekannten Salzgemische dann nicht vorhanden sind, wenn ein Salzgemisch von einer ganz bestimmten Zusammensetzung verwendet wird. Erfindungsgemäß besteht das Gemisch aus etwa 12 Gewichtsprozent Natriumnitrat, etwa 10 Gewichtsprozent Natriumchlorid, etwa 63 Gewichtsprozent Natriumhydroxid und etwa 15 Gewichtsprozent Kaliumhydroxid.It has now been found that the disadvantages of the known salt mixtures which occur in the cases mentioned then do not exist when a salt mixture of a very specific composition is used. According to the invention, the mixture consists of about 12 percent by weight sodium nitrate, about 10 weight percent sodium chloride, about 63 weight percent sodium hydroxide, and about 15 weight percent potassium hydroxide.

Aus der USA.-Patentschrift 2 738 293 sind Salzschmelzen zur Reinigung von Metalloberflächen bekanntgeworden, die aus Natriumnitrat, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid bestehen. Das Verhältnis von Kalium- zu Natriumhydroxid beträgt hierbei etwa 1:10, während das Verhältnis von Nitrat zu Hydroxid etwa i : 1 beträgt. Zusätzlich besitzt die erfindungsgemäße Mischung einen Anteil von etwa 10 Gewichtsprozent Natriumchlorid, ein Anteil der wesentlich ist, um die Viskosität der Salzmischung herabzusetzen und die Anwendung von relativ niedrigeren Temperaturen zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Kombination ermöglicht es, eine Entzunderung zu erreichen, die zumindest so gut ist wie bei dem bekannten Verfahren, wobei niedrigere Temperaturen verwendet werden können und durch die geringe Viskosität ermöglicht wird, den bei der Behandlung in die Schmelze übergehenden Schlamm leicht zu entfernen, wobei gleichzeitig nur eine geringe Menge Salzgemisch an den behandelten Werkstücken hängen bleibt, so daß ein Nachfüllen des Salzbades erst in relativ großen Abständen nötig ist. In der USA.-Patentschrift 2 458 661 ist ein Verfahren zur Entzunderung beschrieben, bei dem ein Gemisch von Nitrat und Hydroxid verwendet wird, dem eine gewisse Menge Chlorid zugesetzt wird.Salt melts for cleaning metal surfaces have become known from US Pat. No. 2,738,293. which consist of sodium nitrate, sodium hydroxide and potassium hydroxide. The relationship of potassium to sodium hydroxide is about 1:10, while the ratio of nitrate to hydroxide is about i: 1. In addition, the mixture according to the invention has a proportion of about 10 weight percent sodium chloride, an amount essential to the viscosity of the salt mixture and allow the use of relatively lower temperatures. The inventive Combination makes it possible to achieve a descaling that is at least as good as at the known method, whereby lower temperatures can be used and by the low viscosity is made possible, the sludge passing into the melt during the treatment easy to remove, with only a small amount of salt mixture on the treated workpieces gets stuck so that refilling the salt bath is only necessary at relatively long intervals. US Pat. No. 2,458,661 describes a process for descaling in which a Mixture of nitrate and hydroxide is used, to which a certain amount of chloride is added.

Die beschriebene Zusammensetzung wurde durchs die erfindungsgemäß beanspruchte Zusammensetzung verbessert. Es hat sich gezeigt, daß nur bei einer ganz bestimmten Bemessung der Anteile eine optimale Entzunderungswirkung eintritt, wobei insbesondere die Kombination von Kaliumhydroxid mit Natriumhydroxid einen besonderen Effekt bewirkt.The composition described was replaced by the composition claimed according to the invention improved. It has been shown that only with a very specific dimensioning of the proportions an optimal Descaling effect occurs, in particular the combination of potassium hydroxide with sodium hydroxide causes a special effect.

Das erfindungsgemäße Gemisch ist sehr wirksam und zuverlässig im Gebrauch und insbesondere nicht korrosiv für die zur Anwendung kommende Anlage, insbesondere den Badbehälter. Das Gewichtsverhältnis von Kaliumhydroxid zu Natriumhydroxid von etwa 1 zu 4 bewirkt, daß die Salzschmelze bei einer Vielzahl von Metallen sehr gut wirksam ist und insbesondere eine Entzunderung von Titan undThe mixture according to the invention is very effective and reliable in use and especially not corrosive for the system to be used, especially the bath tank. The weight ratio from potassium hydroxide to sodium hydroxide of about 1 in 4 causes the molten salt at a variety of metals is very effective and in particular a descaling of titanium and

...· Titanlegierungen möglich ist. Mit einer solchen Zusammensetzung lassen sich auch Metalloberflächen reinigen, die mit einem glasartigen Schmiermittel... · titanium alloys are possible. With such a composition metal surfaces can also be cleaned with a glass-like lubricant

überzogen sind. Der Anteil von Natriumchlorid bewirkt, daß die Salzschmelze eine sehr niedrige Viskosität besitzt und eine Behandlungstemperatur unterhalb von 500° C bzw. eine solche von 350 bis 450° C angewendet werden kann.are coated. The proportion of sodium chloride causes the molten salt to have a very low viscosity and a treatment temperature below 500 ° C or such from 350 to 450 ° C can be applied.

Das Salzgemisch enthält kein Karbonat und keine wasserstoffhaltigen Verbindungen, die z. B. bei der Behandlung von Titan zu Schwierigkeiten führen.The salt mixture does not contain any carbonate or any hydrogen-containing compounds which, for. B. at the Treatment of titanium lead to trouble.

Das zu reinigende Metall wird etwa 30 Sekunden in die Schmelze eingetaucht, dann gewaschen und der bekannten Beizbehandlung in verdünnten Säuren unterworfen.The metal to be cleaned is immersed in the melt for about 30 seconds, then washed and subjected to the known pickling treatment in dilute acids.

Claims

Patent claims:

1. Methods for cleaning, in particular for descaling metal surfaces in molten salts, which contain alkali hydroxide, chloride and nitrate, characterized in that that a mixture of about 12 weight percent sodium nitrate, about 10 weight percent Sodium chloride, about 63 percent by weight sodium hydroxide and about 15 percent by weight Potassium hydroxide is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the molten salt on a Temperature is kept between 350 and 450 ° C.