一种无酸洗除锈磷化连续拉丝设备及其拉丝生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属线材加工技术领域，特别涉及一种无酸洗除锈磷化连续拉丝设备及其拉丝生产方法。
【背景技术】
[0002]拉丝是金属线材加工的一种方法，传统的金属线材拉丝生产方法是:原料先经过酸洗除锈—然后磷化—再进行拉丝。从除锈效果来看，酸洗有以下三个缺点:(I)氢脆一在酸洗过程中会释放出较多的氢离子，并且扩散到金属线材内部的基体中，造成应力集中，超过金属线材的强度极限，在金属线材内部形成细小的裂纹，从而影响金属线材的强度，使金属线材更容易断裂；(2)过分腐蚀一由于酸的浓度难以控制，酸洗程度难以掌握，酸洗的过程中如果使用的酸的浓度过高或者处理时间过长都会对金属线材表面造成过份腐蚀，从而影响金属线材的光洁度和平整度；(3)返锈一酸洗后的金属线材必须经过反复清洗才能将残酸洗净，如此处理后金属线材表面极易返锈，若金属线材搁置一段时间不用，就需要重新返工酸洗，成本增加及工作效率降低。
[0003]酸洗除了在除锈效果上存在弊端外，还耗能排废。由于酸洗过程一般需要蒸汽加热，因此会消耗大量的热能；同时，酸洗产生的酸气、废酸及废水对环境污染较大，需要较多的环保投入，生产成本较高。并且若金属线材表面残留的酸清洗不干净，被带入下道工序溶液中，会影响金属线材的磷化质量，不便于大规模连续作业。
[0004]现有技术中也有使用机械法除锈的，其形式有弯曲辊除锈、喷丸去锈、刷子去锈、研磨箱去锈、微剥光磨削去锈、针铣去锈、超声波去锈、电解及高压水去锈等，或上述方法的某些组合。但上述这些去锈方法及装置存在不少缺点，需要外加动力，消耗大量能源，机构复杂，造价较高，有些易损件更换频繁、维修费用高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种无酸洗除锈磷化连续拉丝设备及其拉丝生产方法，本发明的拉丝设备的动力装置为一个驱动源同时同步驱动三副主动轮，实现各拉丝工序同时同步等速进行自动化连续拉丝，减少了人工成本，生产效率高，便于大规模连续作业;本发明的拉丝生产方法工序简单，所生产出的金属线材成品防腐蚀好、不易返锈，在去除金属线材表面的锈蚀时，所采用的除锈方法区别于传统的酸洗除锈和现有技术的机械法除锈，本发明采用河沙和钻井泥浆膨润土混合组成的糊状泥沙浆作为除锈介质，通过泥沙浆中的河沙与连续穿行的金属线材不断产生摩擦来除去金属线材表面的锈蚀，除锈效果好，除锈方法节能环保，根除了酸洗除锈造成的耗能耗水、对环境污染危害大、机械除锈法需外加动力、频繁更换易损件的现象，糊状泥沙浆的使用周期长，不需频繁换料，且河沙来源广、成本低、钻井泥浆膨润土配制方便，糊状泥沙浆的换料成本低。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种无酸洗除锈磷化连续拉丝设备，包括放置有金属线材的放线框架、对金属线材进行连续拉丝的拉丝装置、导向放线框架上的金属线材进入拉丝装置内进行除锈磷化连续拉丝工序的高架放线机;所述的拉丝装置包括安装于机架上装有糊状除锈介质的除锈槽、对金属线材经除锈后进行高压清洗的第一清洗装置、装有磷化液的磷化槽、对金属线材经磷化后进行高压清洗的第二清洗装置、装有皂化液的皂化槽、对金属线材皂化上蜡后进行冷却的冷却装置及对金属线材冷却后进行上灰并定型成圈状的象鼻式拉丝收线机，还包括有驱动金属线材同步依次进行除锈工序、磷化工序、皂化工序及拉丝定型工序的动力装置。加工时，放在放线框架上的金属线材经高架放线机的导向，先进入除锈槽进行除锈工序，除锈后自动进入第一清洗装置进行清洗，然后自动进入磷化槽进行磷化工序，磷化后自动进入第二清洗装置进行清洗，然后自动进入皂化槽进行皂化工序，皂化后自动进入冷却装置进行冷却，然后自动进入象鼻式拉丝收线机进行上灰定型和收线。
[0007]进一步地，所述的动力装置包括电机、由电机驱动的输出轮及由输出轮经传动带或链条驱动的主动轮组，主动轮组包括驱动金属线材进入除锈槽进行除锈工序的第一主动轮、驱动经第一清洗装置清洗的金属线材进入磷化槽进行磷化工序的第二主动轮、驱动经冷却装置冷却的金属线材进入象鼻式拉丝收线机进行拉丝定型工序的第三主动轮，第一主动轮、第二主动轮和第三主动轮为同步同一驱动源转动;还包括配合第一主动轮驱动金属线材进入除锈槽进行除锈并位于除锈槽两端的两个第一从动轮、配合第二主动轮驱动金属线材进入磷化槽进行磷化并位于磷化槽两端的两个第二从动轮、经除锈后导向第一从动轮上的金属线材卷入第二从动轮上的第一导向轮、经磷化后导向第二从动轮上的金属线材进入皂化槽内的第二导向轮、设于皂化槽内并与第二导向轮配合实现金属线材进入皂化槽内进行皂化上蜡的皂化导向转轮、经皂化上蜡后导向金属线材至第三主动轮上的第三导向轮;两个第一从动轮导向金属线材于除锈槽内的糊状除锈介质中来回穿行进行除锈，两个第二从动轮导向经除锈的金属线材于磷化槽内的磷化液中来回穿行进行磷化，第二导向轮和皂化导向轮导向经磷化的金属线材于皂化槽内的皂化液中穿行进行皂化上蜡。本动力装置为同一驱动源同时同步驱动三幅主动轮，实现各拉丝工序同时同步等速进行自动化连续拉丝，不需人工实时进行观察。动力装置中的各个轮均为多槽轮，金属线材加工时沿着轮槽运行，实现金属线材在除锈、磷化及冷却等工序时，能依次有序地沿着工序中的多槽轮的轮槽来回穿行，增加金属线材进行各工序时的线长，提高生产效率，从而实现连续高效生产。
[0008]进一步地，所述的糊状除锈介质为由河沙和使河沙保持悬浮状态的钻井泥浆膨润土混合组成的糊状泥沙浆，钻井泥浆膨润土为泥浆状态。钻井泥浆膨润土具有很好的悬浮性、触变性，滤失量小、造浆性能好，配制方便，能使河沙长期保持悬浮状态；用河沙做成的砂浆其强度近似于用石英砂做的砂浆，且河沙来源广，成本低。本发明采用河沙和钻井泥浆膨润土混合组成的糊状泥沙浆作为除锈介质，糊状泥沙浆中悬浮的河沙与连续穿行的金属线材不断产生摩擦，巧妙地利用了钻井泥浆膨润土具有良好的悬浮性和造浆性及河沙的硬度，使金属线材的去锈效果相较于现有技术中的机械法除锈的去锈效果更佳，还节省能耗，避免了生产设备零部件的频繁更换，提高了生产效率；同时也改变了传统酸洗除锈的方式，不仅节省了水电资源，而且根除了由于酸洗而产生的酸雾、废酸、废水等对环境的污染。糊状泥沙浆的使用周期长，不需频繁换料，且河沙来源广、成本低、钻井泥浆膨润土配制方便，糊状泥沙浆的换料成本低。
[0009]进一步地，还包括有连续或定量输送已加热的磷化液至磷化槽中令磷化槽中的磷化液保持稳定温度的磷化液输液管、与磷化槽连接并把磷化液导向循环回流的回流储存罐及设于回流储存罐内对回流的磷化液进行加热的加热装置、通过连接管道与回流储存罐连接并从磷化液输液管排出已加热磷化液的循环栗。由磷化槽回流至回流储存罐的磷化液温度高于常温，加热装置直接对回流储存罐中的磷化液进行加热至设定温度，再通过循环栗和磷化液输液管把已加热的磷化液排回磷化槽中，如此，既可使磷化槽中的磷化液保持恒温状态、令金属线材表面磷化时形成均匀的致密的磷化膜、提高金属线材表面的性能、增强金属线材的抗氧化性和防腐蚀性、还有助于金属线材后续的皂化上蜡、也使磷化液的加热减少耗能。
[0010]进一步地，所述的除锈槽和磷化槽为可调节升降的方型平底槽，生产中，操作人员可灵活地升降除锈槽和磷化槽;除锈槽和磷化槽均为1m长，使金属线材在进行除锈工序和磷化工序时，有足够的运行距离和进行工序的时间，使金属线材除锈时其表面的锈蚀被充分去除及磷化时其表面能磷化充分，除锈槽和磷化槽通过各自独立设于机架上的升降电机以钢丝牵引方式实现升降。
[0011]进一步地，所述的第一清洗装置和第二清洗装置均为喷射高压清洗液的高压喷头，清洗液可以是水或者其它呈中性的惰性液体，冷却装置为喷射压缩空气进行冷却的气嘴。第一清洗装置喷射高压清洗液对金属线材进行高压清洗，除去金属线材在除锈工序时附在表面的糊