精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬制品的防腐蝕技術(shù)，具體涉及精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今鋼材腐蝕嚴(yán)重，鋼材表面熱浸鍍是鋼材防腐最有效的手段之一。目前熱浸耐蝕金屬鍍層主要有鋅、鋁和鋅-鋁合金三種鍍層，而鋅-鋁合金是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種優(yōu)良熱浸鍍層，它的耐蝕性優(yōu)于純鋅鍍層，而電化學(xué)防護(hù)性能勝于純鋁鍍層，還具有優(yōu)良的成型性、可焊性和良好的外觀。Galfan合金鍍層更是由于其良好的耐蝕性能和力學(xué)性能為鋼絲生產(chǎn)企業(yè)所普遍采用。
[0003]Galfan合金主要有單浸鍍和雙浸鍍兩種工藝。Galfan合金單鍍法工藝流程短，節(jié)省了能源和物資的消耗，鍍層的顯微結(jié)構(gòu)也比較容易控制。Luo B H1Bai Z H(Luo B H1BaiZ HjXie Y Q.The effects of trace Sc and Zr on microstrcture andinternalfrict1n of Zn-Al eutectoid alloy[J].Materials Science andEngineering A,2004,370:172-176)等人提出，由于Galfan鍍液中增加了Al元素，鍍液溫度、助鍍劑類(lèi)型選擇、助鍍劑烘干程度、浸鍍時(shí)間等工藝參數(shù)均產(chǎn)生了變化，鍍層質(zhì)量及厚度變化規(guī)律不易于探索，而按照傳統(tǒng)鍍鋅工藝參數(shù)獲得的鍍層存在漏鍍、毛刺多、鋅瘤多等缺陷，所以單鍍法工藝一直未被工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模使用。國(guó)內(nèi)大多數(shù)鋼絲鍍Galfna合金采用先鍍鋅后鍍Galfna合金的雙鍍法，雙鍍法已在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，其不足之處在于該方法生產(chǎn)成本高，由于鍍層與基體之間存在比較厚的脆性Fe-Zn合金層導(dǎo)致機(jī)械性能差，鍍層的韌性、鍍層與基體之間的結(jié)合力都很低。在鋼絲制品競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，高成本的雙鍍Galfna合金制品，又很難被市場(chǎng)接受，因此，研究新的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，提高鍍層的機(jī)械性能將大大提高鋅鋁合金鍍層產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)其在我國(guó)的推廣應(yīng)用意義重大。
[0004]傳統(tǒng)的電鍍鋅具有良好抗疲勞性能，但是耐蝕性較差;而傳統(tǒng)熱浸鍍鋅具有良好的耐蝕性能，但過(guò)渡層存在硬脆的Fe-Zn合金相，不利于鍍鋅鋼絲后序拉拔。張倫，劉紅芳等(電鍍鋅鋼絲繩鋅層質(zhì)量的改善1003-4226，2012.05.007金屬制品)采用熱鍍工藝對(duì)精細(xì)鋼絲進(jìn)行熱浸鍍，鍍后試樣表面質(zhì)量較差，會(huì)出現(xiàn)大量鋅瘤堆積現(xiàn)象，且提出的熱鍍法的熱鍍鋅作業(yè)耗能高、耗鋅量高，生產(chǎn)成本較高，不利于工業(yè)的進(jìn)一步應(yīng)用。
[0005]目前國(guó)內(nèi)外研制生產(chǎn)粗規(guī)格的鋼絲較多，并且工藝也成熟，由于較細(xì)鋼絲抗拉強(qiáng)度小，拉拔過(guò)程易斷，細(xì)鋼絲生產(chǎn)中抹試問(wèn)題一直不能解決，鋼絲的上鋅量不易控制，易出現(xiàn)鋅瘤堆積現(xiàn)象。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線及工藝方法。該生產(chǎn)線引入高頻感應(yīng)加熱裝置對(duì)鋼絲進(jìn)行烘干預(yù)熱處理，顯著縮短了烘干時(shí)間，引入氣體抹試裝置進(jìn)行氣體抹試，保證了鋼絲表面的均勻性，同時(shí)對(duì)鋅鍋進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)為水平溢流式雙鋅鍋結(jié)構(gòu)，能夠更好地控制上鋅量，能耗低，更方便管理。該工藝方法不僅滿足了鋼絲耐蝕性的基本要求，還解決了單獨(dú)Galfan漏鍍、鋅瘤多等缺陷，也解決了雙鍍Galfan合金高成本、機(jī)械性能差的問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型解決所述生產(chǎn)線技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:提供一種精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線，其特征在于該生產(chǎn)線包括按工藝條件依次連接的放線機(jī)、助鍍槽、高頻感應(yīng)加熱裝置、鋅鍋、氣體抹試裝置、水冷裝置和收線機(jī)，在高頻感應(yīng)加熱裝置和鋅鍋之間設(shè)置有前定心調(diào)整輥，在鋅鍋和收線機(jī)之間設(shè)置有后定心調(diào)整輥；
[0008]所述鋅鍋為水平溢流式雙鋅鍋結(jié)構(gòu)，包括大鋅鍋和小鋅鍋，大鋅鍋內(nèi)安裝有鋅栗，大鋅鍋采用浸入式合金管電加熱，小鋅鍋采用耐蝕合金鋅鍋，小鋅鍋沿生產(chǎn)線方向浸入到大鋅鍋內(nèi)，小鋅鍋上設(shè)有鋅液入口和溢流口，通過(guò)鋅栗將大鋅鍋內(nèi)的鋅液抽入到小鋅鍋內(nèi)，通過(guò)溢流口將小鋅鍋內(nèi)的鋅液溢流回大鋅鍋；
[0009]所述氣體抹試裝置包括氮?dú)夤┙o單元、氣刀和氣刀安裝架，在大鋅鍋內(nèi)壁上部，且在小鋅鍋后方安裝有氣刀支架，氣刀支架上安裝有氣刀，且氣刀能在氣刀支架上前后移動(dòng)，氮?dú)夤┙o單元與氣刀相連。
[0010]本實(shí)用新型解決所述工藝方法技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:提供一種精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的工藝方法，該工藝方法使用上述的生產(chǎn)線，具體工藝步驟是:
[0011](I)對(duì)直徑為0.6-1.2mm的鋼絲進(jìn)行電鍍鋅處理，得到電鍍鋅鋼絲；
[0012](2)將步驟(I)的電鍍鋅鋼絲裝入放線機(jī)，控制鋼絲走線速度為40-50m/min，在常溫下直接浸入助鍍槽內(nèi)的助鍍劑中，進(jìn)行助鍍，得到助鍍后的鋼絲；
[0013](3)經(jīng)過(guò)步驟(2)的鋼絲進(jìn)入高頻感應(yīng)加熱裝置中，烘干至助鍍后的鋼絲表面的助鍍劑鹽膜出現(xiàn)熔融為止;其中高頻感應(yīng)加熱裝置中的感應(yīng)加熱電流為8-22A;
[0014](4)調(diào)整鋅鍋前后的前定心調(diào)整輥和后定心調(diào)整輥的位置，將步驟(3)烘干后的鋼絲浸入鋅鍋進(jìn)行熱浸鍍；
[0015](5)將步驟(4)熱浸鍍后的鋼絲提出鋅鍋，在氣體抹試裝置中進(jìn)行氣體抹試，控制氣體抹試中氣體溫度為380-450°C，氣流量為2-4m3/h，氣體壓力為0.4-0.8MPa ；
[0016](6)通過(guò)水冷裝置采用循環(huán)水對(duì)步驟(5)處理后的鋼絲進(jìn)行降溫冷卻，調(diào)節(jié)收線，實(shí)現(xiàn)鋼絲熱鍍鋅鋁合金。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]I)本實(shí)用新型生產(chǎn)線中采用高頻感應(yīng)加熱裝置對(duì)鋼絲進(jìn)行烘干及預(yù)熱，能夠快速地將助鍍后的鋼絲進(jìn)行烘干，顯著縮短烘干時(shí)間。
[0019]2)本實(shí)用新型生產(chǎn)線采用氣體抹試裝置，氣刀可以在氣刀支架上前后移動(dòng)，可以更方便地調(diào)整鋼絲的上鋅量，氮?dú)夤┙o單元為在線既熱加熱系統(tǒng)，可以自動(dòng)設(shè)定氮?dú)獾募訜釡囟?，?shí)現(xiàn)氣體溫度的自動(dòng)控制。
[0020]3)傳統(tǒng)的傾斜式雙獨(dú)立鋅鍋結(jié)構(gòu)，由于傾斜放置，增加了擺放及設(shè)計(jì)難度，同時(shí)此種鋅鍋流出的鋅液量很大，易發(fā)生噴射現(xiàn)象，不好控制;且雙獨(dú)立鋅鍋為兩套加熱系統(tǒng)，不易管理，操作麻煩，能耗大，不能有效控制鋼絲出口的上鋅量。本實(shí)用新型生產(chǎn)線中采用水平溢流式雙鋅鍋結(jié)構(gòu)，由大鋅鍋為小鋅鍋供給熱量，鍍鋅時(shí)小鋅鍋的鋅液由鋅栗從大鋅鍋里抽出供給，鋼絲穿過(guò)小鋅鍋實(shí)現(xiàn)鍍鋅。鋅液從小鋅鍋的溢流口溢流回大鋅鍋。鋅栗為特殊的耐蝕結(jié)構(gòu)，工作時(shí)鋅栗浸入在大鋅鍋中，將鋅液抽入到小鋅鍋中。采用變頻結(jié)合溢流控制方式控制鋅栗的流量以保證小鋅鍋鋅液面的高度恒定。
[0021]4)對(duì)于精細(xì)鋼絲來(lái)說(shuō)采用傳統(tǒng)的木炭抹拭，由于木炭顆粒較大易燃燒，并且鍍層均勻性差，因此起不到抹拭效果;而新型的電磁抹拭，由于鋼絲較細(xì)，電磁場(chǎng)內(nèi)的高溫易使細(xì)鋼絲燒斷或者改變其力學(xué)性能。本實(shí)用新型工藝方法采用氣體抹試方式，選擇熱氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)性氣體，能夠有效控制鋼絲的上鋅量，并保證了鋼絲表面的均勻性。
[0022]5)本實(shí)用新型克服了單鍍Galfan合金易產(chǎn)生的漏鍍的問(wèn)題，應(yīng)用電鍍法代替雙鍍法的第一步鍍鋅，不僅使提高了鋼絲的抗疲勞性能及塑性，且該工藝方法得到的產(chǎn)品表面更平整光亮、耐腐蝕性強(qiáng)、鍍層組織致密、上鋅量高。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線一種實(shí)施例的工藝流程圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線一種實(shí)施例的鋅鍋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中，1.放線機(jī);2.助鍍槽;3.高頻感應(yīng)加熱;4.前定心調(diào)整輥;5.鋅鍋;6.氣體抹試裝置;7.水冷裝置;8.后定心調(diào)整輥;9.收線機(jī);51.大鋅鍋;52.小鋅鍋;53.鋅液入口； 54.鋅栗;55.溢流口；61.氣刀。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本實(shí)用新型精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線(簡(jiǎn)稱(chēng)生產(chǎn)線，參見(jiàn)圖1-2)包括按工藝條件依次連接的放線機(jī)1、助鍍槽2、高頻感應(yīng)加熱裝置3、鋅鍋5、氣體抹試裝置6、水冷裝置7和收線機(jī)9，在高頻感應(yīng)加熱裝置3和鋅鍋5之間設(shè)置有前定心調(diào)整輥4，在鋅鍋5和收線機(jī)9之間設(shè)置有后定心調(diào)整輥8;
[0027]所述鋅鍋5(參見(jiàn)圖2)為水平溢流式雙鋅鍋結(jié)構(gòu)，包括大鋅鍋51和小鋅鍋52，大鋅鍋51內(nèi)安裝有鋅栗54，大鋅鍋51采用浸入式合金管電加熱，小鋅鍋52采用耐蝕合金鋅鍋，小鋅鍋52沿生產(chǎn)線方向浸入到大鋅鍋51內(nèi)，小鋅鍋52上設(shè)有鋅液入口 53和溢流口 55，通過(guò)鋅栗54將大鋅鍋51內(nèi)的鋅液抽入到小鋅鍋52內(nèi)，通過(guò)溢流口55將小鋅鍋52內(nèi)的鋅液溢流回大鋅鍋51，控制小鋅鍋內(nèi)鋅液液面高度恒定；
[0028]所述氣體抹試裝置包括氣刀61、氮?dú)夤┙o單元和氣刀安裝架(圖中未標(biāo)出)，在大鋅鍋內(nèi)壁上部，且在小鋅鍋后方安裝有氣刀支架，氣刀支架上安裝有氣刀61，且氣刀能在氣刀支架上前后移動(dòng)，氮?dú)夤┙o單元與氣刀相連。圖2中箭頭所在直線為待加工的鋼絲。
[0029]本實(shí)用新型生產(chǎn)線的進(jìn)一步特征在于所述氣刀61的孔徑為3mm或6mm。
[0030]本實(shí)用新型精細(xì)鋼絲熱鍍鋅鋁合金的工藝方法(簡(jiǎn)稱(chēng)工藝方法)的具體工藝步驟是:
[0031 ] (I)對(duì)直徑為0.6-1.2mm的鋼絲進(jìn)行電鍍鋅處理，得到電鍍鋅鋼絲；
[0032](2)將步驟(I)的電鍍鋅鋼絲裝入放線機(jī)，控制鋼絲走線速度為40-50m/min，在常溫下直接浸入助鍍槽內(nèi)的助鍍劑中，進(jìn)行助鍍，得到助鍍后的鋼絲；
[0033](3)經(jīng)過(guò)步驟(2)的鋼絲進(jìn)入高頻感應(yīng)加熱裝置中，烘干至助鍍后的鋼絲表面的助鍍劑鹽膜出現(xiàn)熔融為止;其中高頻感應(yīng)加熱裝置中的感應(yīng)加熱電流為8-22A;
[0034](4)調(diào)整鋅鍋5前后的前定心調(diào)整輥4和后定心調(diào)整輥8的位置，將步驟(3)烘干后的鋼絲浸入鋅鍋5進(jìn)行熱浸鍍；
[0035](5)將步驟(4)熱浸鍍后的鋼絲提出鋅鍋5，在氣體抹試裝置6中進(jìn)行氣體抹試，控制氣體抹試中氣體溫度為380-450°C，氣流量為2-4m3/h，氣體壓力為0.4-0.8MPa;
[0036](6)通過(guò)水冷裝置7采用循環(huán)水對(duì)步驟(5)處理后的鋼絲進(jìn)行降溫冷卻，調(diào)節(jié)收線(調(diào)節(jié)收線也就是生產(chǎn)時(shí)根據(jù)放線速度調(diào)節(jié)速度)，實(shí)現(xiàn)鋼絲熱鍍鋅鋁合金。
[0037]本實(shí)用新型工藝方法的進(jìn)一步特征