盘条无酸洗拉拔技术及设备的研究与实践

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1、盘条无酸洗拉拔技术及设备的研究与实践李湘民（江西渝州科技职业学院，江西新余338029）摘要针对传统酸洗工艺生产成本较高，操作不当易使盘条出现质量缺陷等不足，研究了盘条无酸洗拉拔技术及设备。无酸洗拉拔技术是通过机械剥壳除鳞的方式清除盘条表面的氧化铁皮，同时应用先进的压力模润滑工艺，改善盘条进入拉丝模的润滑条件，取代传统钢丝生产中的酸洗和磷化。给出组成无酸洗拉拔机组的弯曲剥壳机、钢刷除锈机和润滑压力模装置的主要参数。弯曲剥壳机盘条最大进线直径14mm，延伸率7.7%，弯曲辊直径155mm；钢刷除锈机的钢刷尺寸8mm×150mm，最高转速28

2、00r/min，盘条在轮上最大包角156.5°；润滑压力模装置中压力模的工作直径与配套的工作模直径相比略大0.3～0.5mm，冷却压力模与拉丝模及压力腔的水流量为1︰2︰4较为合适。关键词盘条除锈；无酸洗拉拔；弯曲剥壳；钢刷除锈；压力模润滑中图分类号TG155.4+1金属制品行业盘条拉拔前需进行表面处理。酸洗技术作为传统的化学除锈方法，由于具有技术易于掌握、操作简单、酸洗质量稳定等特点而一直沿用至今，但酸洗的同时带来的环境污染使业内专家不得不寻求酸洗以外的方法来对盘条进行表面除锈。早在1999年，两年一届的德国杜塞尔多夫国际线缆会议的主要

3、议题之一就是“机械除锈”。机械除锈的主要有弯曲剥壳、离心喷丸、高速钢刷以及它们的混合使用[1]。抛丸技术由于高碳钢的磁化现象，在企业应用的很不成功。国内外主要采用的方法是高碳钢盘条的弯曲剥壳+钢刷表面机械除锈，其中法国DECALUB公司的DCCD技术对于高碳钢盘条的表面机械除锈适用性能好，已在英国和澳大利亚成功应用，而国内主要在小直径盘条的表面机械除锈应用得较为成功。笔者在对某厂引进的欧美无酸洗拉拔设备进行消化吸收的基础上，经过几年的实践摸索，在盘条无酸洗拉拔技术及设备方面进行研究并取得成果。1传统盘条酸洗工艺金属制品行业大多数企业仍采用

4、的传统盘条酸洗工艺：盘条酸洗→冲洗→磷化→冲洗→涂石灰或硼化→干燥。具体生产过程：（1）将表面附有氧化铁皮的盘条置入质量浓度约为250g/L的硫酸溶液池中振荡酸洗3～8min（锈蚀严重的需要延长时间）；（2）将盘条吊起，置入冲洗池中用水压0.6MPa的高压水对盘条表面残留物进行冲洗；（3）快速置于磷化池中进行表面磷化处理，使盘条表面获得磷化膜，增加拉拔时的表面润滑带粉效果；（4）磷化后的盘条表面附有磷化碴需再次用高压水冲洗干净；（5）对盘条表面进行涂石灰或硼化处理，进一步改善表面润滑条件，同时硼化还可中和酸洗后钢丝盘条表面的残酸；（6）用

5、约200℃的热风烘干，脱去磷化层中的部分结晶水，待盘条完全干燥后进入拉拔工序。采用化学酸洗技术对盘条表面进行处理虽操作简单、易掌握，酸洗后盘条表面质量也能达到拉拔技术要求，但仍存在许多不足。（1）配制酸洗液、磷化液和硼化液需要大量的化学溶液，生产成本较高；（2）需要2～3名操作人员和专用起重机，增加了人工和设备成本；（3）操作不当可能会使盘条出现氢脆、欠酸洗、过酸洗等质量缺陷；（4）生产中产生大量的三废（废水、废气、废碴），对环境造成污染，废物的处理增加了生产成本。2盘条无酸洗拉拔技术及设备2.1无酸洗拉拔技术研制的无酸洗拉拔技术是通过机

6、械剥壳除鳞的方式（弯曲剥壳与钢刷除鳞）使盘条表面的氧化铁皮得以完全清除，同时应用先进的压力模润滑工艺，改善盘条进入拉丝模的润滑条件，取代了传统钢丝生产中的酸洗和磷化，实现钢丝的无酸洗拉拔生产。无酸洗拉拔生产工艺特点：（1）集机械除鳞、干涂覆及超高压润滑新技术于一体；（2）无酸，不需预涂化学物质；(3）在拉丝机上可以6m/s或更高的速度在线完成清洁、准备及干涂（润滑剂）；（4）盘条表面粗糙度可随意调整，从光洁到粗糙；（5）可生产出无马氏体的、表面极其清洁的白钢丝；（6）据润滑剂的性能，盘条表面可由钢刷刷出单/双“交叉螺旋状”、“密网状”等表

7、面网纹细痕，以提高带粉效果；（7）压力、温度及润滑剂黏度三因素均可控制,可调润滑压力高达45MPa；（8）满足高碳钢的苛刻拉拔条件；（9）极大改善了钢丝表面状况和韧性，无磨擦断丝。2.2无酸洗拉拔设备无酸洗拉拔机组由弯曲剥壳机、钢刷除锈机和润滑压力模装置3部分组成。2.2.1弯曲剥壳机主要参数：盘条最大进线直径14mm，延伸率7.7%，弯曲辊直径155mm，盘条在轮上最大包角156.5°。液压弯曲剥壳机如图1所示。采用2组互成90°平面布置的弯曲辊组，每组3个辊（2个固定辊和1个可上下移动的中间辊）对盘条进行弯曲，使盘条在360°方向所有

8、表面都能达到一定的弯曲变形，其变形程度（即钢丝弯曲曲率）由中间辊的压下位置决定[2]。中间辊的位置由液压系统执行元件实现在线压下调整，使钢丝在保证其力学性能的前提下，达到最佳的剥壳除鳞效果。整