鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備及工藝的制作方法
【專利摘要】一種鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備，由放線裝置、熱處理系統(tǒng)、鋼絲表面清洗系統(tǒng)、電解磷化系統(tǒng)和收線裝置按順序依次安裝排列成一條連續(xù)生產(chǎn)線設備構成。鋼絲經(jīng)熱處理和表面處理后，給在電解磷化液中的鋼絲通電，鋼絲作為陰極，惰性導體作為陽極，發(fā)生水解反應，在堿性條件下，磷化液中的鋅離子和磷酸根離子結合在一起，在鋼絲表面形成磷酸鋅結晶體（Zn3(PO4)2），該電解磷化工藝通過控制鋼絲的電流密度來控制鋼絲上磷化膜的厚度，磷化速度快，電解磷化過程中無磷化渣產(chǎn)生。
【專利說明】鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備及工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備及工藝，尤其涉及一種鋼絲拉拔前進行熱處理和表面處理的一種設備及生產(chǎn)工藝，屬于金屬制品加工設備及工藝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，金屬制品行業(yè)競爭日趨激烈，國內(nèi)很多知名金屬制品企業(yè)都在通過節(jié)能降耗，提高伸長率來提升企業(yè)的競爭力。在金屬制品行業(yè)中，傳統(tǒng)的熱處理后中溫或高溫浸潰磷化工藝技術其自身存在如:產(chǎn)渣量大、能耗高、磷化時間長等不足。電解磷化作為現(xiàn)目前一種先進的磷化技術，其優(yōu)點是磷化時間短，磷化溫度低，磷化產(chǎn)渣量少，可以適用于熱處理連續(xù)磷化生產(chǎn)線上，生產(chǎn)率高。
[0003]本設計是采用鋼絲熱處理和表面處理連續(xù)作業(yè)的生產(chǎn)方式，在鋼絲磷化處理時采用電解磷化設備和工藝技術。在電解磷化時，以鋼絲作為陰極，惰性導體作為陽極，給電解磷化液通電流，發(fā)生水解反應，在堿性條件下，磷化液中的鋅離子和磷酸根離子結合在一起，在鋼絲表面形成磷酸鋅結晶體(Zn3(PO4) 2)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備及工藝，以達到降低鋼絲表面處理過程中的能耗，減少鋼絲在磷化過程中磷化渣的產(chǎn)生，提高鋼絲生產(chǎn)作業(yè)率，使鋼絲拉拔前的熱處理和表面處理連續(xù)生產(chǎn)一次完成，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)勞動強度。
[0005]本發(fā)明采用的技術方 案為:一種鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備的組合，由放線裝置、熱處理系統(tǒng)、鋼絲表面清洗系統(tǒng)、鋼絲電解磷化系統(tǒng)、收線裝置依次按直線排列安裝為一條連續(xù)生產(chǎn)線設備，這條連續(xù)生產(chǎn)線設備全長118米。
[0006]所述的放線裝置由多個放線架和I個牽引機構組成；
所述的熱處理系統(tǒng)由變壓器、接觸槽、淬火槽、鉛液循環(huán)泵、熱處理人機界面等組成；其中人機界面是鋼絲鉛淬火熱處理系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，設置有設備運行狀態(tài)、故障報警、過程曲線、歷史記錄、系統(tǒng)設置等；
所述的鋼絲表面清洗系統(tǒng)由冷卻水槽、酸洗槽、熱水洗槽、電解堿洗槽、清水槽等組成；所述的電解堿洗槽包括有電解堿洗控制系統(tǒng)和電解堿洗泵循環(huán)系統(tǒng)；
所述的鋼絲電解磷化系統(tǒng)由表調(diào)槽、電解磷化槽、清水槽、石灰槽、陰極槍、工作液循環(huán)系統(tǒng)、及控制柜組成；
所述的收線裝置由烘干箱和多頭收線機組成。
[0007]該生產(chǎn)線實現(xiàn)了鋼絲冷拉拔前熱處理和表面處理在線連續(xù)化生產(chǎn)。
[0008]本發(fā)明的工藝參數(shù)為:
接觸槽、淬火槽的溫度主要是根據(jù)熱處理鋼絲的碳量以及線徑來控制，接觸槽溫度一般控制在400±20°C，淬火槽溫度一般控制在500~550°C ；
酸洗槽采用HCl化學酸洗除去鋼絲表面的氧化鐵皮；
電解堿洗槽采用NaOH為原料，堿洗溫度和堿洗電流根據(jù)鋼絲直徑大小而定，一般堿洗溫度控制在40~80°C，堿洗電流控制在O~3000A ；
電解磷化槽發(fā)生電解磷化反應，陰極槍給鋼絲導電使鋼絲作為陰極，惰性導電板接電源正極作為惰性陽極，在電解反應的作用下使磷化膜均勻、快速、穩(wěn)定的存積在鋼絲表面上，大大減少了磷化渣的產(chǎn)生；同時也由于電解的作用讓電解磷化反應能在低溫下順利進行，從而降低了磷化反應溫度，降低了能源的消耗；
表調(diào)槽是通過控制表調(diào)液的PH值從而保證表調(diào)液的活性，對鋼絲磷化前進行表面活性處理，在經(jīng)過表調(diào)槽表面活性處理后的鋼絲在電解磷化槽鋼絲成膜速度加快，磷化時間短，讓電解磷化反應后形成的磷化膜與鋼基結合得更加牢固；
工作液循環(huán)系統(tǒng)是通過循環(huán)泵將工作液從低處抽到相對高處的工作槽中，工作槽中的工作液由高處自熱流入低處的儲槽，形成工液循環(huán)；
收線裝置是對經(jīng)過烘干箱烘干的鋼絲進行工字輪收線。
[0009]采用上述方案的有益效果是:
1、實現(xiàn)了鋼絲生產(chǎn)過程中冷拉拔前原料，熱處理和表面處理在線連續(xù)化生產(chǎn)。
[0010]2、降低了鋼絲磷化過程中的熱能消耗，減少了鋼絲磷化處理過程中磷化渣的產(chǎn)生，減少了工作勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備結構示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備前段結構示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備后段結構示意圖。
[0014]1-放線裝置、2-熱處理系統(tǒng)、3-鋼絲表面清洗系統(tǒng)、4-電解磷化系統(tǒng)、5-收線裝置、11-多組放線架、12-牽引機構、21-接觸槽、22-淬火槽、23-鉛液循環(huán)泵、24-變壓器、25-熱處理人機界面、31-冷卻水槽、32-酸洗槽、33-熱水槽、34-電解堿洗槽、35-清水槽、36-酸洗槽、37-清水槽、341-電解堿洗控制系統(tǒng)、342-電解堿洗泵循環(huán)系統(tǒng)、41-表調(diào)槽、42-電解磷化槽、43-工作液循環(huán)系統(tǒng)、44-陰極槍、45-控制柜、46-清水槽、47-石灰槽、51-烘干箱、52-多頭收線機。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明:
圖中，本發(fā)明的熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備，它由放線裝置1、熱處理系統(tǒng)2、鋼絲表面清洗系統(tǒng)3、電解磷化系統(tǒng)4和收線裝置5組成，將各裝置系統(tǒng)按I至5順序依次安裝排列成一條連續(xù)生產(chǎn)線設備，各裝置通過鋼絲熱處理連續(xù)電解磷化生產(chǎn)路線連接，各裝置在結構上沒有直接連接。
[0016]放線裝置I由多組放線架11和牽引機構12構成； 熱處理系統(tǒng)2由接觸槽21、淬火槽22、鉛液循環(huán)泵23、變壓器24和熱處理人機界面25構成；鋼絲表面清洗系統(tǒng)3由冷卻水槽31、酸洗槽32、熱水槽33、電解堿洗槽34、清水槽35、酸洗槽36和清水槽37構成；電解堿洗槽34包括有電解堿洗控制系統(tǒng)341和電解堿洗泵循環(huán)系統(tǒng)342。
[0017]電解磷化系統(tǒng)4由表調(diào)槽41、電解磷化槽42、工作液循環(huán)系統(tǒng)43、陰極槍44、控制柜45、清水槽46和石灰槽47構成；
收線裝置5由烘干箱51、多頭收線機52構成。
[0018]本發(fā)明生產(chǎn)工藝參數(shù)為:
接觸槽21、淬火槽22的溫度主要是根據(jù)熱處理鋼絲的碳量以及線徑來控制，接觸槽溫度一般控制在400±20°C，淬火槽溫度一般控制在500~550°C ；
酸洗槽32采用HCl化學酸洗除去鋼絲表面的氧化鐵皮；
電解堿洗槽34采用NaOH為原料，堿洗溫度和堿洗電流根據(jù)鋼絲直徑大小而定，一般堿洗溫度控制在40~80°C，堿洗電流控制在O~3000A ；
電解磷化槽42發(fā)生電解磷化反應，陰極槍44給鋼絲導電使鋼絲作為陰極，惰性導電板接電源正極作為惰性陽極，在電解反應的作用下使磷化膜均勻、快速、穩(wěn)定的存積在鋼絲表面上，大大減少了磷化渣的產(chǎn)生；同時也由于電解的作用讓電解磷化反應能在低溫下順利進行，從而降低了磷化反應溫度，降低了能源的消耗；
表調(diào)槽41是通過控制表調(diào)液的PH值從而保證表調(diào)液的活性，對鋼絲磷化前進行表面活性處理，在經(jīng)過表調(diào)槽41表面活性處理后的鋼絲在電解磷化槽42鋼絲成膜速度加快，磷化時間短，讓電解磷化反應后形成的磷化膜與鋼基結合得更加牢固；
工作液循環(huán)系統(tǒng)43是通過循環(huán)泵將工作液從低處抽到相對高處的工作槽中，工作槽中的工作液由高處自熱流入低處的儲槽，形成工液循環(huán)；
收線裝置5是對經(jīng)過烘干箱烘干的鋼絲進行工字輪收線。
[0019]鋼絲電解磷化時的鋼 絲的電流密度為12.0~14.0A/dm2,電解磷化成膜較好。
【權利要求】
1.鋼絲熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備，其特征在于:它由放線裝置(I)、熱處理系統(tǒng)(2)、鋼絲表面清洗系統(tǒng)(3)、電解磷化系統(tǒng)(4)和收線裝置(5)按(I)至(5)順序依次安裝排列成一條連續(xù)生產(chǎn)線設備構成，各裝置、系統(tǒng)是以鋼絲熱處理連續(xù)電解磷化生產(chǎn)路線連接，在結構上沒有直接連接關系； 所述的放線裝置(I)由多組放線架(11)和牽引機構(12)構成； 所述的熱處理系統(tǒng)(2)由接觸槽(21)、淬火槽(22)、鉛液循環(huán)泵(23)、變壓器(24)和熱處理人機界面(25)構成； 所述的鋼絲表面清洗系統(tǒng)(3)由冷卻水槽(31)、酸洗槽(32)、熱水槽(33)、電解堿洗槽(34)、清水槽(35)、酸洗槽(36)和清水槽(37)構成； 所述的電解磷化系統(tǒng)(4)由表調(diào)槽(41)、電解磷化槽(42)、工作液循環(huán)系統(tǒng)(43)、陰極槍(44)、控制柜(45)、清水槽(46)和石灰槽(47)構成； 所述的收線裝置(5)由烘干箱(51)、多頭收線機(52)構成。
2.按權利要求1所述的熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備，其特征在于:所述的電解堿洗槽(34)包括有電解堿洗控制系統(tǒng)(341)和電解堿洗泵循環(huán)系統(tǒng)(342)。
3.按權利要求1所述的熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備，其特征在于:熱處理人機界面(25)是鋼絲熱處理系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，設置有設備運行狀態(tài)、故障報警、過程曲線、歷史記錄、系統(tǒng)設置及程序，遇到設備故障將會自動報警或智能停車。
4.按權利要求1所述的熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備，其特征在于:所述的熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備全長為118米。
5.權利要求1所述的熱處理電解磷化連續(xù)生產(chǎn)線設備的生產(chǎn)工藝，其特征在于工藝流程為:鋼絲放線一鋼絲熱處理一水冷一鹽酸酸洗一熱水沖洗一電解堿洗一清水沖洗一稀鹽酸洗一清水沖洗一表調(diào)處理一電解磷化一清水沖洗一涂石灰一烘干一收線； 各槽工藝參數(shù)為: 接觸槽(21)、淬火槽(22)的溫度主要是根據(jù)熱處理鋼絲的碳量以及線徑來控制，接觸槽溫度一般控制在400±20°C，淬火槽溫度一般控制在500~550°C ； 酸洗槽(32)采用HCl化學酸洗除去鋼絲表面的氧化鐵皮； 電解堿洗槽(34)采用NaOH為原料，堿洗溫度和堿洗電流根據(jù)鋼絲直徑大小而定，一般堿洗溫度控制在40~80°C，堿洗電流控制在O~3000A ； 電解磷化槽(42)發(fā)生電解磷化反應，陰極槍(44)給鋼絲導電使鋼絲作為陰極，惰性導電板接電源正極作為惰性陽極，在電解反應的作用下使磷化膜均勻、快速、穩(wěn)定的存積在鋼絲表面上，減少了磷化渣的產(chǎn)生；同時也由于電解的作用讓電解磷化反應能在低溫下順利進行，從而降低了磷化反應溫度，降低了能源的消耗； 表調(diào)槽(41)是通過控制表調(diào)液的PH值從而保證表調(diào)液的活性，對鋼絲磷化前進行表面活性處理，在經(jīng)過表調(diào)槽(41)表面活性處理后的鋼絲在電解磷化槽(42)鋼絲成膜速度加快，磷化時間短，讓電解磷化反應后形成的磷化膜與鋼基結合得更加牢固； 工作液循環(huán)系統(tǒng)(43)是通過循環(huán)泵將工作液從低處抽到相對高處的工作槽中，工作槽中的工作液由高處自熱流入低處的儲槽，形成工液循環(huán)； 收線裝置(5)是對經(jīng)過烘干箱烘干的鋼絲進行工字輪收線。
6.按權利要求4所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的鋼絲電解磷化時的鋼絲的電流密度為 12.0 ~14 .0A/dm2。
【文檔編號】C21D9/52GK103603022SQ201310575853
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權日:2013年11月18日
【發(fā)明者】王朝義, 陳建輝, 晏貞強, 張成宇, 楊云, 向中平, 張泗宗, 彭仙, 韋忠灼, 王 忠 申請人:貴州鋼繩股份有限公司