一种金属线材前处理装置及其生产工艺的制作方法

本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种金属线材前处理装置及其生产工艺。

背景技术：

金属线材，如碳素钢、不锈钢，是加工各种标准件、机械用轴类零件、冷拉钢材以及各种金属制品的主要材料，在美、日国家生产的钢材中，线材约占8%-10%，钢材在成型和热处理过程中，表面会产生氧化皮，这类氧化皮结构致密，与基体附着力强,含有fe、cr、ni、少量c和si,可能存在mn、ti、mo和w等元素,氧化物结构为:氧化亚铁(feo)、氧化铁(fe2o3)、四氧化三铁(fe3o4)、氧化铬(cr2o3)、氧化镍(nio)、二氧化硅(sio2)、铬尖晶石(cr2o3·feo)和镍尖晶石(ni·fe2o3)等。不锈钢氧化皮破坏了钢材表面的美观性,又会加快金属表面的电化学腐蚀,而且其存在的表面应力会加快钢材表面的应力腐蚀。因此,钢材表面的氧化皮必须在后续加工前去除干净。

目前采用酸洗方式对钢材表面进行加工，可去掉热轧及退火过程中在钢材表面形成的氧化皮，方便后续的加工成型，但是，目前的酸洗过程存在酸洗之后易氧化同时酸洗过程中产生的废水难以处理的问题。

如专利号为cn101555602的发明专利中，公开了一种线材酸洗工艺作业线，提供了一种满足硫酸+混酸酸洗、混酸+混酸酸洗、盐酸+磷化+硼化酸洗三重酸洗的方式，酸洗作业线设计为圆环形布置，提高了酸洗质量以及效率；在专利号为cn105601015a中公开了一种钢材酸洗废水的零排放处理方法，将经格栅过滤处理的钢铁酸洗废水通入结晶池中进行常温结晶，提出可以达到不产生废水排放。

两者其一提高了酸洗质量，另一则提供了废水处理方法，但是，两者难以进行交联，两者所需成本太高，带来得效益远远低于投入的成本，现有企业难以实施，亟需一种投入成本低而效果较好的金属线材酸洗工艺，在低成本的情况下，可以提高酸洗质量以及后续酸洗废水的有效处理。

技术实现要素：

在上述背景的基础下，本发明旨在提供一种金属线材前处理装置及其生产工艺，工艺简单，造价低，可以提高酸洗质量，同时对酸洗废水进行有效处理，达到废水回用的效果，实现资源再利用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种金属线材前处理装置，包括酸洗池、水洗池、涂层池、以及废水处理装置；所述酸洗池内设置有盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸以及硫酸中的一种或者多种，所述水洗池设置在酸洗池左侧，所述水洗池与废水处理装置相连通，所述涂层池设置在水洗池左侧，所述涂层池内设置有含氢氧化钙的水溶液；所述废水处理装置包括依次相连接的调节池、滤池、中和混凝池、斜管沉淀池、ph调节池以及回用水池；所述调节池与所述水洗池相连接，水洗池内的废水进入调节池中进行水质的初步调节；所述滤池包括池体、设置在池体内的承重层以及设置在承重层上方的滤层，所述承重层从上往下设置有多个通孔，所述承重层所述池体两侧设置有进水管以及出水管，所述进水管延伸至滤层底部，所述出水管设置在滤层上方，所述承重层内设置有扰动气管，所述扰动气管与设置在滤池外侧的风机相连接；所述滤层包括至少一层的石英砂层以及石灰石层，所述石灰石层与石英砂层交错，其中最底层为石英砂层，所述石灰石层中石灰石的粒径为50~80mm，所述石英砂层中石英砂的粒径为20~40mm。

优选地，所述承重层底部设置有污泥斗，所述污泥斗一侧连接有静压排泥管，所述承重层采用大理石板或者不锈钢板或者玻璃钢制成。

优选地，所述扰动气管与滤层相连通，所述扰动气管呈鱼骨状分布。

优选地，所述水洗池与调节池、调节池与滤池之间设置有提升泵，所述水洗池、调节池以及滤池内设置有液位计，所述液位计与所述提升泵电连接。

本发明还提供了金属线材前处理工艺，包括以下步骤：

第一步，将盘绕成卷的金属线材，即盘条，利用吊机吊至酸洗池内，酸洗池内为盐酸溶液，酸洗池的温度控制在20~40℃；

第二步，将经过酸洗处理的盘条利用吊机吊至水洗池内，将盘条完全浸入水内，然后吊起，利用喷枪将水喷至盘条表面进行清洗，与此同时，将水洗池内的废水提升至调节池内；

第三步，将经过水洗的盘条从水洗池内吊离，并吊至涂层池内，涂层池的温度设置在30~40℃，将盘条全部浸入氢氧化钙的水溶液内，对表面进行中和以及防生锈处理，在表面形成保护层；

第四步，将经过防生锈处理的盘条表面利用风机烘干，即可进入车间进行后续的生产，与此同时，将提升至调节池的废水进行水质的初步调节，往调节池内倒入naoh溶液，中和废水中的盐酸，将ph值控制在6~7之间，同时进行对池内进行曝气搅拌，搅拌时间控制在10~15min；

第五步，将经过调节池处理的废水提升至滤池内，废水经过滤池内的滤层，污泥通过承重层进入底部的污泥斗中，且通过静压排泥管排出，经过过滤的废水则通过滤池上部的出水管流出至中和混凝池内；

第六步，往中和混凝池内投入naoh溶液，将ph值控制在9~10之间，同进行曝气搅拌，搅拌时间控制在10~15min，进行中和反应；

第七步，将经过中和反应的废水提升至斜管沉淀池进行泥水分离，过滤后的废水经斜管沉淀池流入ph调整池内；

第八步，往ph调整池内投入盐酸，将ph值控制在6~8之间，检验合格之后提升至回用水池，作为水洗池的水源。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的金属线材前处理装置，集酸洗与废水处理为一体，将酸洗过程中产生的废水进行集中处理，同时将处理完成的废水进行回用，作用酸洗过程用水，实现了资源再利用，大大降低了生产成本，同时符合现在绿色生产的方向，降低污染。

2、本发明提供的金属线材前处理装置，在经过酸洗池以及水洗池之后，利用caoh溶液对线材表面进行中和，同时形成保护层，避免与空气接触过程中发生生锈，提高了酸洗之后产品的质量，保证表面质量。

3、本发明提供的金属线材前处理装置，包括废水处理装置，通过调节池、滤池、中和混凝池、斜管沉淀池、ph调节池以及回用水池，对废水进行有效的净化处理，实现了废水回用，改善了车间环境。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明中滤池的示意图。

具体实施方式

结合附图以及实施例对本发明作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出任何修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种金属线材前处理装置，其特征在于，包括酸洗池、水洗池、涂层池、以及废水处理装置；

所述酸洗池内设置有盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸以及硫酸中的一种或者多种，所述水洗池设置在酸洗池左侧，所述水洗池与废水处理装置相连通，所述涂层池设置在水洗池左侧，所述涂层池内设置有含氢氧化钙的水溶液；

所述废水处理装置包括依次相连接的调节池、滤池、中和混凝池、斜管沉淀池、ph调节池以及回用水池；

所述调节池与所述水洗池相连接，水洗池内的废水进入调节池中进行水质的初步调节；

所述滤池包括池体、设置在池体内的承重层以及设置在承重层上方的滤层，所述承重层从上往下设置有多个通孔，所述承重层所述池体两侧设置有进水管以及出水管，所述进水管延伸至滤层底部，所述出水管设置在滤层上方，所述承重层内设置有扰动气管，所述扰动气管与设置在滤池外侧的风机相连接；

所述滤层包括一层石英砂层以及石灰石层，所述石灰石层设置在石英层上方，所述石灰石层中石灰石的粒径为70mm，所述石英砂层中石英砂的粒径为40mm，石灰石层的高度为2m，石英砂层的高度为0.5m，将石英砂层设置在石灰石层底部，随着反应的进行，石灰石滤料本身有消耗，体积会逐渐缩小，利用不与酸发生反应的石英砂层，可以防止石灰石掉入承重层，石灰石层的间隙大与石英砂层的间隙，当废水进入滤层中时，会选择往石灰石层方向流动，提高过滤效果，同时，整体高度在2.5左右，保证废水在滤床内的停留时间在30min以上，保证过滤效果。

其中，承重层底部设置有污泥斗，所述污泥斗一侧连接有静压排泥管，所述承重层采用大理石板或者不锈钢板或者玻璃钢制成，所述扰动气管与滤层相连通，所述扰动气管呈鱼骨状分布，实现滤池内气水的充分扰动，co2的析出率大幅提高，污泥和caso4也会随着空气的扰动而洗脱出来，一部分随水进入下一处理工序段，另一部分将沉淀在污泥斗内，使得石灰石消耗量相对降低，操作简单，劳动强度减轻。

同时，水洗池与调节池、调节池与滤池之间设置有提升泵，所述水洗池、调节池以及滤池内设置有液位计，所述液位计与所述提升泵电连接，利用液位计检测水位，当水位达到指定高度时，相应的提升泵工作，将其内的废水提升至下一环节，减轻操作人员的劳动强度以及提高自动化程度。

对上述前处理装置相对应的，本发明还提供了一种金属线材前处理工艺，采用上述的金属线材前处理装置，包括以下步骤：

第一步，将盘绕成卷的金属线材，即盘条，利用吊机吊至酸洗池内，酸洗池内为盐酸溶液，酸洗池的温度控制在30℃；

第二步，将经过酸洗处理的盘条利用吊机吊至水洗池内，将盘条完全浸入水内，然后吊起，利用喷枪将水喷至盘条表面进行清洗，与此同时，将水洗池内的废水提升至调节池内；

第三步，将经过水洗的盘条从水洗池内吊离，并吊至涂层池内，涂层池的温度设置在30℃，将盘条全部浸入氢氧化钙的水溶液内，对表面进行中和以及防生锈处理，在表面形成保护层；

第四步，将经过防生锈处理的盘条表面利用风机烘干，即可进入车间进行后续的生产，与此同时，将提升至调节池的废水进行水质的初步调节，往调节池内倒入naoh溶液，中和废水中的盐酸，将ph值控制在6~7之间，同时进行对池内进行曝气搅拌，搅拌时间控制在10~15min，使得naoh与酸性废水迅速混合反应，同时使得二价铁离子氧化成三价铁离子，以便形成fe（oh）3沉淀，去除废水中的铁，利用曝气，还可以起到一定的生化作用，有利于废水的进一步处理；

第五步，将经过调节池处理的废水提升至滤池内，废水经过滤池内的滤层，污泥通过承重层进入底部的污泥斗中，且通过静压排泥管排出，经过过滤的废水则通过滤池上部的出水管流出至中和混凝池内；

第六步，往中和混凝池内投入naoh溶液，将ph值控制在9~10之间，同进行曝气搅拌，搅拌时间控制在10~15min，进行中和反应，使得二价铁离子氧化成三价铁离子，以便形成fe（oh）3沉淀，zn离子在ph＝9～9.8时可形成zn（oh）２沉淀物，fe离子在ph＝6~12时可形成fe（oh）3沉淀物，mn离子在ph＝9~9.6时可形成mn（oh）2沉淀物，同时可以加入一定量的助凝剂来提高沉淀效果；

第七步，将经过中和反应的废水提升至斜管沉淀池进行泥水分离，斜管沉淀池停留时间短，占地小，沉淀效率搞，处理效果好，过滤后的废水经斜管沉淀池流入ph调整池内；

第八步，往ph调整池内投入盐酸，将ph值控制在6~8之间，检验合格之后提升至回用水池，作为水洗池的水源，经此处理之后的回用水可以满足酸洗过程中95%的用水，大大降低了生产成本，实现了资源再利用以及绿色化生产。