盤條電磷化預(yù)處理生產(chǎn)線

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]。

1 生產(chǎn)線簡(jiǎn)介

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。

2 生產(chǎn)工藝流程

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)。

3 生產(chǎn)工藝裝備

3.1 牽引矯直裝置

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。

3.2 機(jī)械剝殼

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]。

3.3 聚能超聲波清洗

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

3.4 表調(diào)

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。

3.5 電解磷化

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

3.6 陰極輥及鋼絲壓輥

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。

3.7 熱水洗和涂硼裝置

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。

3.8 烘干

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。

4 結(jié)語

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。