隧道型往復式酸洗磷化自動生產線的特點及其工藝

摘 要：盤條酸洗磷化表面處理是金屬制品加工重要的前道處理工藝之一，處理質量將嚴重影響拉拔工藝；酸洗、磷化工藝及成膜的過程對制定合理的工藝，提高產品質量具有重要的指導意義，文章介紹的是國內先進的隧道型往復式酸洗磷化酸洗磷化工藝的特點及其生產工藝，和以新鋼新華金屬制品有限公司為例的工藝、設備情況，以及產品的應用實例及發展趨勢。

關鍵詞：金屬制品；隧道式；酸洗磷化

1 概述

鋼絞線金屬制品是國民經濟的一個重要產品，主要原料是金屬材料制成的盤條，即長材中的線材，由于熱軋過程中產生表面氧化物，嚴重影響盤條的冷加工工藝，盤條表面的預處理是應用最廣泛的一種生產工藝，主要工藝為酸洗、水洗、涂灰、干燥，有關這方面的實驗早在19世紀的初期國外已經開始了，在PC低松弛預應力鋼絞線生產過程中，盤條的酸洗、磷化是關鍵工序之一。傳統的酸洗、磷化采用敞開式的酸洗、磷化槽，生產效率低、工作環境差。采用隧道式酸洗磷化生產線不僅生產效率高、工作環境好，而且降低操作人員的；生產過程中酸霧的污染是一個嚴重的問題

2 隧道式酸洗磷化的特點

酸洗磷化工藝由盤條輸送、酸洗及漂洗、沖洗及預熱、磷化及漂洗、涂石灰及硼化等工藝過程組成。盤條的酸洗磷化是PC低松弛預應力鋼絞線生產的關鍵工序之一，其目的是除去線材表面的氧化膜，為進一步深加工提供合格的坯料。線材表面處理的目的是去除殘留酸性物質對基體產生腐蝕；增加載體保證潤滑，便于冷加工變形，提高鋼絲的表面質量；去除表面有害雜質（包括去涂層），確保鋼絲無腐蝕，表面光滑潔凈，減少線材抽線以及冷墩或成形等加工過程中，對工模具的擦傷。目前，世界上許多國家采用全封閉自動化控制、連續作業的隧道式酸洗、磷化工藝技術。這種酸洗、磷化生產線的處理槽都封閉在隧道內，統一抽風和排酸霧，隧道內呈微負壓，隧道端部設有密封門，僅在上下料時打開，防止酸霧外逸。

該工藝生產線采用環形設計，由上料臺，在環形線運行的小車，下料臺，工藝槽及電控系統等組成，PLC編程軟件和通態組態軟件的使用，使隧道式酸洗磷化生產線與傳統生產線相比具有生產效率高、工作環境好，操作人員勞動強度低等特點。

3 隧道型往復式酸洗磷化自動生產線工藝、設備介紹——以江西新鋼新華公司酸洗磷化自動生產線機組為例

3.1 生產坯料及成品規格

坯料規格：Ф8∽Ф16的盤園；

坯料單重：1700∽2500kg，無重腐蝕，無油污；

鋼種：C 0.60-0.90% Mn 0.30-0.90% Si 0.15-0.37% 可含微量鉻釩；

成品：酸洗磷化后的Ф8∽Ф16盤園

3.2 隧道型往復式酸洗磷化機組生產工藝流程

3.2.1 盤條輸送：采用電磁鉤，一次吊運兩盤盤元為酸洗磷化線盤條供料系統供料，由盤條供料系統轉送料到酸洗線的上料位，等待酸洗吊鉤自動取線。

3.2.2 酸洗：五個濃度逐漸升高的鹽酸池依次排列，鹽酸池溫度25-40℃，每個池浸泡5分鐘，并且定期進行如下作業以保持鹽酸池濃度恰當：將第一個池的酸排放到廢酸池中，其它池抽到前一個池中，五號池配新酸。

3.2.3 漂洗、沖洗及預熱：處理后的盤元水漂洗24秒，然后沖洗24秒，將池中積存的沖洗水泵送到漂洗池中，漂洗池的水溢流到廢水處理系統中去；沖洗后進入溫水漂洗1分鐘，減少對磷化液的冷沖擊。

3.2.4 磷化：采用三個槽，生產時要用兩個槽，一個備用，磷化溫度70-75度，磷化時間可以為4-5分鐘或8-10分鐘，時間含起吊后滴水時間。

3.2.5 沖洗：磷化后的盤元用回收的高壓水沖洗，如果盤條不掛渣，這道工序可以跳過（集中控制臺上可切換），讓殘留磷進入石灰池。

3.2.6 涂石灰及硼化：一共三個槽，兩個石灰池，一個硼化池；時間大約都是1分鐘，起吊后在池上停留滴水2分鐘即可。

3.3 各種化學原料的消耗見表1，此種酸洗磷化工藝大大降低了各種化工材料的消耗量。

表1 化工材料的消耗

3.4 生產工藝流程簡圖

見圖1

圖1生產工藝流程簡圖

4 應用及發展趨勢

隨著隧道式酸洗磷化生產工藝在國內的推廣，傳統的酸洗、磷化工藝，因為生產效率低、工作環境差等因素，正在逐漸被社會淘汰。采用隧道式酸洗磷化生產線不僅生產效率高、工作環境好，而且降低操作人員的勞動強度，生產過程中產生的酸霧的污染也很小。

自2005年開始，國家對生產企業的環境保護要求進一步嚴格，傳統的酸洗、磷化工藝已經在逐漸淘汰，2008年寶鋼集團南京寶日鋼絲制品有限公司（以下簡稱南京寶日鋼絲）從德國STEULER公司引進了這種自動化酸洗及磷化表面處理生產線（簡稱隧道式酸洗磷化生產線），可生產多種鋼種、規格的優質冷鐓鋼絲和彈簧鋼絲，以滿足汽車、機械等行業生產緊固件和彈簧的需求，該線材盤卷酸洗自動化生產線年處理能力達14萬t，產品質量優異，勞動作業環境優良；2010年新鋼新華公司老區低松弛預應力鋼絞線搬遷工程實施，除酸洗、磷化工藝生產線淘汰外，其余均整體搬遷，搬遷后采用了先進的無錫隧道式酸洗磷化生產線機組，隧道式酸洗磷化生產線機組投產后，機組產能達到40萬噸/年，周邊的工作環境大大提高。

5 結束語

通過實踐應用證明，隧道式酸洗磷化生產線工藝的應用，機組產能大幅提高，工作環境好，降低操作人員的勞動強度，生產過程中產生的酸霧的污染也很小，值得大力推廣應用。

參考文獻

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作者簡介：伍小華（1972-），男，2005年畢業于南昌航空工業學院機械設計專業，大學本科畢業，任新鋼板材加工有限公司工程師。

楊武兵（1970-），男，1994年畢業于東北工學院，大學本科畢業，任新鋼設計院高級工程師。