何春紅,顧雪娟,黃 熙,常永旺
(江蘇法爾勝泓昇重工有限公司,江蘇 江陰 214400)
熱軋線材的表面均有一層硬而脆的氧化鐵皮。氧化鐵皮不但引起后步工序潤(rùn)滑涂層不能與鋼材基體牢固結(jié)合,而且在拉拔時(shí)會(huì)刮傷模具和鋼絲表面,并增加兩者之間的摩擦力,嚴(yán)重時(shí)引起斷絲。有時(shí)氧化鐵皮可能被壓入鋼絲基體,更會(huì)造成鋼絲缺陷,所以在線材拉拔前必須去除這些氧化鐵皮,去除的方法有機(jī)械法和化學(xué)法。去銹,涂層連同它們的輔助工序,統(tǒng)稱為盤條的表面處理[1]。
盤條電磷化預(yù)處理生產(chǎn)線處理碳含量高達(dá)0.9%的高碳盤條,可以分為機(jī)械剝殼,表面清洗,表面涂層,烘干幾部分。盤條經(jīng)過放線架進(jìn)入牽引矯直裝置,放線架有鴨嘴式,炮筒式和其他形式[1]。本條線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度35m,在牽引矯直和每個(gè)清洗槽處設(shè)計(jì)腳踏開關(guān),方便穿絲,在機(jī)械剝殼處設(shè)計(jì)緊急停車按鈕。
本條預(yù)處理連續(xù)生產(chǎn)線的工藝流程如下:
放線---牽引矯直裝置---機(jī)械除磷---聚能超聲波清洗---表調(diào)裝置----電解磷化---熱水洗---涂硼---烘干裝置---直進(jìn)式拉絲機(jī)---收線機(jī)。
牽引輪由上下各2只傳動(dòng)輪組成,上部2只輪子在氣缸作用下可向下滑動(dòng)壓緊鋼絲,四只輪子由電機(jī)傳動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)鋼絲前行,穿絲時(shí)點(diǎn)動(dòng)開關(guān),氣缸動(dòng)作達(dá)到送料目的。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由電磁閥聯(lián)動(dòng)控制,使氣缸自動(dòng)松開滿足生產(chǎn)運(yùn)行。穿絲過程中須調(diào)整各導(dǎo)線架位置使鋼絲與各輪槽在同一直線上。
使用4組矯直輪(1+2與2+3各2組)并90°交錯(cuò)排列,由6只液壓缸分別控制6只上輪的下壓量,使鋼絲運(yùn)行過程中在相互垂直的2面不斷變形達(dá)到去除氧化皮的目的。穿絲生產(chǎn)過程中檢查確保各輪轉(zhuǎn)動(dòng)正常,壓下量合適,鋼絲在同一直線上。
采用使線材連續(xù)彎曲剝殼方法以及使用2組共四只鋼絲刷清除表面氧化皮,2組鋼絲刷中間有導(dǎo)線孔,鋼絲刷由電機(jī)帶動(dòng)且轉(zhuǎn)速可調(diào)。
剝殼輥輪直徑D與盤條直徑d之比,據(jù)推算有如下關(guān)系:
當(dāng)伸長(zhǎng)率=5%時(shí),D=19d;
當(dāng)伸長(zhǎng)率=6%時(shí),D=15.6d;
當(dāng)伸長(zhǎng)率=7%時(shí),D=13.2d;
當(dāng)伸長(zhǎng)率=8%時(shí),D=11.5d。
若用于ф5.5mm盤條,則伸長(zhǎng)率約6%;若用于ф6.5mm盤條,則伸長(zhǎng)率約7%。如果線材變形時(shí)伸長(zhǎng)率超過8%,則往往造成表面損傷,影響負(fù)絲質(zhì)量[2]。
在超聲清洗中起作用的主要是:超聲空化作用。超聲波設(shè)備主要由三部分組成,即超聲波發(fā)生器,換能器和清洗槽。超聲換能器表面涂覆絕緣膠,采用加少量甲苯稀釋后的703或901,用毛筆涂全電極片及焊錫部分,使得超聲波振子處于絕對(duì)絕緣狀態(tài)。
超聲波振子粘在不銹鋼管壁上,三等分排列(如圖1),能量聚集,清洗效果好。
圖1 超聲波振子
表調(diào)槽為U型上下子母槽方式,箱體內(nèi)配備好的表調(diào)液(可另增加專門的配液添加用箱)通過循環(huán)泵打入表調(diào)上槽經(jīng)出入口溢流入母槽后回流至箱體內(nèi),鋼絲在上槽運(yùn)行浸液,外部出口有抹液回流槽,防止槽液隨鋼絲帶出污染地面。循環(huán)泵可單獨(dú)開啟,配液箱有液位顯示裝置及加液口。
如果磷化后的表面磷鹽層結(jié)構(gòu)均勻,顆粒良好,那么在拉拔過程中就不易產(chǎn)生缺陷[3]。為了提高磷化效果,消除盲孔效益,在磷化槽旁配置加熱槽,通過溶液循環(huán)提高磷化效率,且對(duì)盤條的力學(xué)性能無任何影響。
磷化槽為U型上下槽形式,上槽由3段各2m的電極板(鈦板表面鍍氧化銥,結(jié)構(gòu)如圖2)組成,配制好的磷化液經(jīng)提升泵分別打入上槽后經(jīng)兩端溢流至母槽后回流至供液箱[4];供液箱配置有加熱及溫度顯示控制裝置,有自動(dòng)添加水系統(tǒng)及液位顯示。供液箱與一單獨(dú)過濾桶相連,通過循環(huán)泵把槽液連續(xù)打入過濾桶過濾后流入供液箱內(nèi),進(jìn)行循環(huán)過濾使用;磷化液在專門的一只配液箱內(nèi)進(jìn)行混合配制,配置好的磷化液經(jīng)配液箱的液泵打入供液箱內(nèi),配液箱配置有液位顯示及加液口;另外有專門的2只加藥桶通過計(jì)量泵分別向供液箱內(nèi)添加不同的藥劑,加藥桶均配置液位顯示裝置。出口有可控的風(fēng)機(jī)吹氣口吹除鋼絲表面殘余。
圖2 磷化槽
電磷化的陰極輥固定在表調(diào)池前(避免放于表調(diào)后造成表調(diào)劑被導(dǎo)輪摩擦后降低效果)及磷化槽后各一,正常生產(chǎn)中只需使用表調(diào)前一只即可;生產(chǎn)時(shí)通過手動(dòng)旋柄調(diào)整下輪提升使鋼絲與帶電導(dǎo)輪接觸(不宜太緊)。在磷化槽前、后及硼化槽后均固定一只鋼絲壓輥,生產(chǎn)中通過調(diào)整上輪滑塊手柄使導(dǎo)輪與鋼絲接觸使鋼絲受力,防止鋼絲在磷化及后續(xù)水洗硼化槽中應(yīng)力變形,保證鋼絲直線度。生產(chǎn)中檢查控制鋼絲位置及各輪轉(zhuǎn)動(dòng)正常。
熱水洗槽中的水和涂硼槽中配好的溶液(4.3%)分別在下槽加熱后經(jīng)水泵提升至上槽在上槽兩端溢流入下槽循環(huán),鋼絲在上槽液浸入運(yùn)行;槽體配置電加熱、熱電偶溫控(90°)、液位控制及自動(dòng)添加水裝置;出口有可控開度/壓力的風(fēng)機(jī)吹氣吹除表面殘液。
涂硼后的鋼絲從一根導(dǎo)管里穿過,風(fēng)機(jī)在出線吹進(jìn)熱風(fēng),電加熱,溫度可調(diào),溫度高于60.6℃。
經(jīng)過這一系列工藝流程,線材可以進(jìn)入直進(jìn)式拉絲機(jī)拉拔了。
盤條電磷化預(yù)處理生產(chǎn)線采用了機(jī)械剝殼,聚能超聲波及電磷化相結(jié)合的方式,解決盤條剝殼后的酸洗,磷化鋼絲的問題,在線無磷化渣的磷化,經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)表明,質(zhì)量?jī)?yōu)良,環(huán)境污染小,鋼絲拉拔速度快,可以大力推廣。