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(zhì)量將嚴(yán)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(chǎn)品質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義，文章介紹的是國內(nèi)先進(jìn)的隧道型往復(fù)式酸洗磷化酸洗磷化工藝的特點及其生產(chǎn)工藝，和以新鋼新華金屬制品有限公司為例的工藝、設(shè)備情況，以及產(chǎn)品的應(yīng)用實例及發(fā)展趨勢。

關(guān)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(jīng)濟(jì)的一個重要產(chǎn)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(chǎn)生表面氧化物，嚴(yán)重影響盤條的冷加工工藝，盤條表面的預(yù)處理是應(yīng)用最廣泛的一種生產(chǎn)工藝，主要工藝為酸洗、水洗、涂灰、干燥，有關(guān)這方面的實驗早在19世紀(jì)的初期國外已經(jīng)開始了，在PC低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線生產(chǎn)過程中，盤條的酸洗、磷化是關(guān)鍵工序之一。傳統(tǒng)的酸洗、磷化采用敞開式的酸洗、磷化槽，生產(chǎn)效率低、工作環(huán)境差。采用隧道式酸洗磷化生產(chǎn)線不僅生產(chǎn)效率高、工作環(huán)境好，而且降低操作人員的；生產(chǎn)過程中酸霧的污染是一個嚴(yán)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(yù)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(yù)應(yīng)力鋼絞線生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一，其目的是除去線材表面的氧化膜，為進(jìn)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(zhì)對基體產(chǎn)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(zhì)量；去除表面有害雜質(zhì)（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(xù)作業(yè)的隧道式酸洗、磷化工藝技術(shù)。這種酸洗、磷化生產(chǎn)線的處理槽都封閉在隧道內(nèi)，統(tǒng)一抽風(fēng)和排酸霧，隧道內(nèi)呈微負(fù)壓，隧道端部設(shè)有密封門，僅在上下料時打開，防止酸霧外逸。

該工藝生產(chǎn)線采用環(huán)形設(shè)計，由上料臺，在環(huán)形線運行的小車，下料臺，工藝槽及電控系統(tǒng)等組成，PLC編程軟件和通態(tài)組態(tài)軟件的使用，使隧道式酸洗磷化生產(chǎn)線與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比具有生產(chǎn)效率高、工作環(huán)境好，操作人員勞動強(qiáng)度低等特點。

3 隧道型往復(fù)式酸洗磷化自動生產(chǎn)線工藝、設(shè)備介紹——以江西新鋼新華公司酸洗磷化自動生產(chǎn)線機(jī)組為例

3.1 生產(chǎn)坯料及成品規(guī)格

坯料規(guī)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(fù)式酸洗磷化機(jī)組生產(chǎn)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(tǒng)供料，由盤條供料系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(jìn)行如下作業(yè)以保持鹽酸池濃度恰當(dāng)：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(yù)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(tǒng)中去；沖洗后進(jìn)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(chǎn)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(jìn)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(xué)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(chǎn)工藝流程簡圖

見圖1

圖1生產(chǎn)工藝流程簡圖

4 應(yīng)用及發(fā)展趨勢

隨著隧道式酸洗磷化生產(chǎn)工藝在國內(nèi)的推廣，傳統(tǒng)的酸洗、磷化工藝，因為生產(chǎn)效率低、工作環(huán)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(chǎn)線不僅生產(chǎn)效率高、工作環(huán)境好，而且降低操作人員的勞動強(qiáng)度，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸霧的污染也很小。

自2005年開始，國家對生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)境保護(hù)要求進(jìn)一步嚴(yán)格，傳統(tǒng)的酸洗、磷化工藝已經(jīng)在逐漸淘汰，2008年寶鋼集團(tuán)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(jìn)了這種自動化酸洗及磷化表面處理生產(chǎn)線（簡稱隧道式酸洗磷化生產(chǎn)線），可生產(chǎn)多種鋼種、規(guī)格的優(yōu)質(zhì)冷鐓鋼絲和彈簧鋼絲，以滿足汽車、機(jī)械等行業(yè)生產(chǎn)緊固件和彈簧的需求，該線材盤卷酸洗自動化生產(chǎn)線年處理能力達(dá)14萬t，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異，勞動作業(yè)環(huán)境優(yōu)良；2010年新鋼新華公司老區(qū)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線搬遷工程實施，除酸洗、磷化工藝生產(chǎn)線淘汰外，其余均整體搬遷，搬遷后采用了先進(jìn)的無錫隧道式酸洗磷化生產(chǎn)線機(jī)組，隧道式酸洗磷化生產(chǎn)線機(jī)組投產(chǎn)后，機(jī)組產(chǎn)能達(dá)到40萬噸/年，周邊的工作環(huán)境大大提高。

5 結(jié)束語

通過實踐應(yīng)用證明，隧道式酸洗磷化生產(chǎn)線工藝的應(yīng)用，機(jī)組產(chǎn)能大幅提高，工作環(huán)境好，降低操作人員的勞動強(qiáng)度，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸霧的污染也很小，值得大力推廣應(yīng)用。

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作者簡介：伍小華（1972-），男，2005年畢業(yè)于南昌航空工業(yè)學(xué)院機(jī)械設(shè)計專業(yè)，大學(xué)本科畢業(yè)，任新鋼板材加工有限公司工程師。

楊武兵（1970-），男，1994年畢業(yè)于東北工學(xué)院，大學(xué)本科畢業(yè)，任新鋼設(shè)計院高級工程師。