CN104073830B - 一种适用于高钢级钢管轧制的除氧化物剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于高钢级钢管轧制的除氧化物剂及其制备方法，属于热连轧钢管技术领域。该除氧化物剂包括聚合磷酸钠、无水硼砂、硬脂酸钠；各组份质量百分含量为：聚合磷酸钠：60％～70％；无水硼砂：15％～25％；硬脂酸钠：10％～15％。制备工艺包括：制备还原剂硬脂酸钠、硼砂干燥、各物料按成分混合造粒筛分、按粒度要求再次混匀、制备高钢级专用除氧化物剂。保证除氧化物剂成分均匀性，水分含量控制为零，即使吸潮也不易结块，可有效防止抗氧化剂板结。应用于高钢级钢管轧制时，与普通硼砂除氧化物剂相比，可避免与合金元素形成硬度大的结晶体，轧制限动力低，有效提高钢管内表面质量和芯棒使用寿命。该除氧化物剂成本适中，性价比高，适宜在冶金领域推广应用。
Description
技术领域
本发明属于热连轧钢管技术领域，特别是提供了一种适用于高钢级(高钢级是P110钢级及其以上钢级的统称)钢管轧制的除氧化物剂及其制备方法，适用于热连轧高钢级毛管内表面用的除氧化物。
背景技术
无缝钢管整个生产过程中，圆坯经穿孔后形成毛管，毛管内腔因与空气接触而不可避免会产生氧化，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先进行脱氧处理，同时内壁需形成抗氧化保护膜，防止管内壁被再次氧化。
常用方法是采用硼砂为基体的除氧化物剂进行脱氧处理，普通除氧化物剂是硼砂、硫酸钠、硬脂酸钠的混合物。熔融硼砂具有玻璃性，能部分溶解毛管内壁产生的氧化铁皮，覆盖于毛管内壁上，阻止金属铁在高温下进一步氧化。熔融硫酸钠的粘度随温度变化不大，呈现盐类特征。而熔融硼酸钠的粘度随温度升高明显降低，呈现为玻璃体特征。二者混合后粘度介于二者之间，既吸取了盐类稳定性优点，又有玻璃体平缓性优点，有效避免高温下除氧化物剂聚集现象。硬脂酸钠在高温惰性气氛中发生还原反应，起到还原氧化铁的作用。
但普通硼砂除氧化物剂用于高钢级钢管轧制时，除氧化物效果不佳，轧制过程限动力大。主要是由于高钢级钢管中铬、锰、钒、镍、钼等合金元素的含量相对较高，易发生偏析，尤其钢管表面析出量较多，生成铁-氧-铬，铁-氧-锰等结晶体。该类结晶体硬度较大，熔点较高，韧性强，与芯棒摩擦力大，易划伤芯棒，降低芯棒寿命，影响钢管内表面质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于高钢级钢管轧制的除氧化物剂及其制备方法，适用于高钢级钢管轧制，以聚合磷酸钠为基体的热连轧毛管内表面除氧化物，基体成分为聚合磷酸钠，同时加入少量无水硼砂和适量硬脂酸钠。
由于聚合磷酸钠具有优异的络合性能，吸水后形成水合物不易结块，高温下粘度变化小，轧制过程中形成一个半熔体系，可避免合金元素形成硬度大的结晶体。结合硼砂和硬脂酸钠的作用，可有效提高高钢级钢管热连轧过程中内表面除氧化物的效果，显著降低轧机限动力，提高钢管成材率。
使用普通硼砂抗氧化剂，跟踪5批P110高钢级规格为Φ159×4.58钢管，轧制限动力在70kN～85kN，成材率为88.2％～92.6％之间。新型聚合磷酸钠为基体的除氧化物剂，跟踪5批P110高钢级规格为Φ159×4.58钢管，轧制限动力在40kN～65kN，成材率为93.8％～96.6％之间。结果表明，使用聚合磷酸钠为基体的抗氧化剂限动力降低了20kN～30kN，成材率提高了5％～8％左右，可有效提高钢级钢管成材率和芯棒使用寿命。
本发明热连轧高钢级毛管内表面用聚合磷酸钠为基体的除氧化剂由聚合磷酸钠、无水硼砂、硬脂酸钠组成，其中，聚合磷酸钠的质量分数为60％～70％，无水硼砂为15％～25％，硬脂酸钠为10％～15％。
颗粒度范围：＞20目：0～2％；≤20目～＞80目：35％～45％；≤80目～＞100目：10％～15％；≤100目：40％～50％。
进一步的，所述的除氧化剂中各组分最大颗粒度≤16目。
进一步的，所述的除氧化剂中，水分含量为零，即使吸潮也不易结块，可有效防止抗氧化剂板结。
进一步的，所述的除氧化剂中，硬脂酸钠由原料在反应釜中直接合成制备。
上述聚合磷酸钠为基体除氧化剂的制备工艺如下：
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，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)无水硼砂干燥处理：硼砂经过8-10小时干燥，最终抗氧化剂产品中水分含量为零，这样可有效防止抗氧化剂发生板结；
(3)混匀造粒筛分：按照聚合磷酸钠：60％～70％；无水硼砂：15％～25％；硬脂酸钠：10％～15％混合磨碎造粒；
(4)按照步骤(3)的各物料配比后混匀50-60分钟，颗粒度用20目、80目和100目的筛子进行筛分，再以粒度分布为：＞20目：0～2％；≤20目～＞80目：35％～45％；≤80目～＞100目：10％～15％；≤100目：40％～50％的要求再次混匀配料，充分混匀时间30min，制得除氧化物剂。
本发明中除氧化物剂采用聚合磷酸钠为基体，先将聚合磷酸钠、无水硼砂和硬脂酸钠混匀磨碎造粒后，按粒度分布要求再次混匀，保证除氧化物剂成分均匀性。水分含量控制为零，即使吸潮也不易结块，可有效防止抗氧化剂板结。应用于高钢级钢管轧制时，与普通硼砂除氧化物剂相比，可避免与合金元素形成硬度大的结晶体，轧制限动力低，有效提高钢管内表面质量和芯棒使用寿命。该除氧化物剂成本适中，性价比高，适宜推广应用。
具体实施方式
具体实施例：
1.原材料
聚合磷酸钠650kg；无水硼砂200kg；硬脂酸75kg；氢氧化钠75kg。
2.制备工艺
2.1将75kg硬脂酸和75kg氢氧化钠加入反应釜中，炉温加热至100℃后搅拌45min，直接合成制备出150kg硬脂酸钠；
2.2对200kg无水硼砂放入干燥器进行充分干燥处理，8小时后取出；
2.3将650kg聚合磷酸钠、200kg无水硼砂和150kg硬脂酸钠混匀磨碎造粒，充分混匀时间60min，以20目、80目、100目筛分；
2.4筛分后的物料粒度分布为：＞20目：2％；≤20目～＞80目：38％；≤80目～＞100目：13％；≤100目：47％，满足生产要求，从而制得除氧化物剂1000kg。
3.产品中各含量
聚合磷酸钠：65％
无水硼砂：20％
硬脂酸钠：15％
水含量：0％
4.产品粒度分布
＞20目：2％
≤20目～＞80目：38％
≤80目～＞100目：13％
≤100目：47％。
Claims (1)
1.一种适用于高钢级钢管轧制的除氧化物剂，其特征在于：包括聚合磷酸钠、无水硼砂、硬脂酸钠；各组份质量百分含量为：聚合磷酸钠：60％～70％；无水硼砂：15％～25％；硬脂酸钠：10％～15％；颗粒度范围：＞20目：0～2％；≤20目～＞80目：35％～45％；≤80目～＞100目：10％～15％；≤100目：40％～50％；
该除氧化物剂通过如下工艺步骤获得：
(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)无水硼砂干燥处理：硼砂经过8-10小时干燥，最终抗氧化剂产品中水分含量为零；
(3)混匀造粒筛分：按照聚合磷酸钠：60％～70％；无水硼砂：15％～25％；硬脂酸钠：10％～15％混合磨碎造粒；
(4)按照步骤(3)的各物料配比后混匀50-60分钟，颗粒度用20目、80目和100目的筛子进行筛分，再以粒度分布为：＞20目：0～2％；≤20目～＞80目：35％～45％；≤80目～＞100目：10％～15％；≤100目：40％～50％的要求再次混匀配料，制得除氧化物剂。
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