1 传统钢丝热镀锌工艺对安全、环保生产的影响
◆ 高碳钢盘条为了减少拉拔摩擦力,拉拔前需要进行磷化,拉拔时还要在盘条表面涂覆润滑脂,造成拉拔后的钢丝表面残存一层润滑脂。如果在前处理过程中清除不净,就会在熔融的铸液中阻隔铁和锌的接触,造成漏锌。因此,必须把这层润滑脂去除干净。这种脱脂方法蒸汽挥发量大,能源浪费严重。
◆ 为了去除钢丝表面上的氧化铁和锈蚀,通常采用盐酸除锈的方法,其质量分数为15%~18%。盐酸是挥发性较强的酸,在酸洗过程中所产生的酸雾、酸气以及钢丝离开酸液后带出的残酸危害性很大。
◆ 传统的助镀溶剂采用氯化铵作为助镀剂,为了使钢丝进入锌液后不发生飞溅,把溶剂加热至80~85℃,使钢丝表面干燥,但氯化铵水溶液在此温度下挥发量十分大,氯化铵损失很快,同时氯化铵蒸气对皮肤和呼吸器官也有一定的影响。
◆ 水洗过程不充分也是导致表面处理生产
线难以稳定生产的原因之一。
2 安全、环保型钢丝热镀铸生产新工艺
在原有的生产工艺基础上采用一些成熟的新技术、新工艺和设备,对现有的钢丝热镀锌生产线进行工艺技术改造的。改进后的钢丝热镀锌生产工艺流程:工字轮放线→热水洗→电解脱脂→热水洗→清水洗→电解酸洗→水洗→复合溶剂处理→烘干→内加热热浸锌→氮气抹拭→工字轮计米收线→成品。
传统工艺使用化学脱脂的不足之处在于碱洗时间长,不适宜在钢丝连续生产线上采用。为了加快脱脂的速度与效果,采用电解脱脂、溢流漂洗方式是钢丝热镀锌预处理的最佳选择。电解脱脂亦称电化学除油,是将钢丝在碱性电解液的阴极上进行电化学除油的过程。除了具有化学除油的作用外,还因电极的极化作用,而使油-溶液的界面张力降低,使油膜易于从钢丝上脱离,而金属-溶液的界面释放的氢气或氧气起到搅拌作用。这对油膜具有强烈的撕裂效能,使油膜迅速转变为细小的油珠,随气泡上升时油污被排除掉。
钢丝通过的电解时间长,电流密度要小,反之则要大。酸洗时,钢丝出槽时为阳极,如果是阴极,电解液中的Fe2+多,钢丝上就会镀上铁,影响镀锌层和钢丝基体的结合力。因此既要使钢丝出槽前为阳极,也要控制电解液中的Fe2+的含量,多了就要更换酸洗溶液。另外电流密度要合适,密度高,钢丝表面就会挂“黑灰”,影响结合力。电流密度低,浸蚀不够,也同样影响结合力。此时可以在清水漂洗槽出线端堆放一道沙坝,当钢丝通过沙坝时既洗掉残酸,也能把“黑灰”刮去一大部分。
添加剂用于防止钢丝过酸洗,不会妨碍酸洗效率,又能有效地阻碍氢原子向钢基体内部扩散,减少氢气的产生量,延长酸洗液的使用寿命。采用溢流漂洗方式的好处是酸洗液对钢丝具有相对的冲刷作用,以及杂质不易粘附在钢丝表面上。
同电解脱脂优点一样,作为溢流酸洗槽与电极板为一体的导体使用一段时间后,其表面也会逐渐沉积一定量的污垢,输出电流密度将会逐步减小,酸洗效果变差,甚至脱除不掉铁锈。此时应将电极板表面的污垢清除掉,或定期对电极板轮换清理。
新型的热镀锌生产线采用工字轮放线,每根钢丝经过矫直装置后具有恒张力放线功能。盘重1.2~1.5t,运行中不绞线、不乱线,乱线和断线时收线机自动停止运转,减少安全隐患和劳动强度。放线机和收线机一一对应,且每根钢丝均能独立调速。这样可以在一条生产线上同时生产不同规格、不同铺层面质量的镀锌钢丝。收线采用张力可控制双工字轮收线并辅助计米报警装置,降低了劳动强度和重复作业。
3 结语
在钢丝热镀锌生产中,实行安全、环保生产工艺技术势在必行,应加大力度推进安全、环保技术在生产上的应用。工作重点应放在预处理、热浸镀工序上。本文提出的电解脱脂、电解酸洗工艺技术,在于提高清洗效果和减少化学原料的投入,减轻生产过程中的酸、碱、废气的污染。采用内加热陶瓷锌锅热浸锌,在于减少锌蒸气的挥发,热量损失小,改善生产操作环境。采用工字轮放线、张力可控制双工字轮收线及计米报警技术,极大地降低了劳动强度,避免了重复作业,提高生产效率。而且可以提高钢丝的表面质量,提高热镀锌钢丝对大气环境的抗腐蚀性,对钢丝热镀锌企业钢线有一定的参考意义