[发明专利]一种钢丝热镀方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业中的钢丝热镀技术，具体为一种适用于单根钢丝高效连续生产，并且安全环保的钢丝热镀方法及设备，国际专利主分类号拟为Int.Cl.C25D 3/00(2006.01)I。

背景技术

金属制品的热镀锌是最基本、最有效的防腐工艺之一。热镀锌的金属制品包括钢丝、板材、钢卷、钢管、结构件、紧固件等。其中，钢丝镀锌是重要的一类。

目前或传统热镀方法主要是溶剂法和气体还原法。

溶剂法是一种拔丝和热镀线各自独立，多根钢丝低走速、同时镀的热镀工艺方法。对于退火钢丝，要有独立的热处理线或在线退火工艺段。具体说是：在拔丝线上将盘条拉成钢丝，然后将钢丝输运到热处理线上进行退火处理，或在线退火的热镀线上进行如下工艺：脱脂、退火、酸洗、助镀，然后再进行热镀(何家麟等，钢丝生产上、下册，冶金工业部出版社，1989年7月)。现有溶剂法存在以下问题：

1.环保问题：一方面由于采用酸洗工艺，废酸和酸洗水的排放(每生产一吨钢丝要产生30多公斤的废酸和4吨废酸洗水)以及酸洗时产生的酸气等都会污染环境。另一方面是其他化学药剂的排放也会遭成污染。

2.能耗高：由于退火线和热镀线各自独立，钢丝要进行两次加热，热量浪费大；即使是在线退火也需要两次加热(即退火时需要将钢丝加热到退火温度，然后冷却；热镀时再将钢丝重新加热到热镀温度)，重新加热每吨钢丝至少损失100度电能，浪费大量能源。另外，如果采用多线低速同时镀的工艺，由于生产面过宽，散热多，能耗也高。

3.工艺复杂，生产效率低：其原因之一是热镀工艺的拔丝、退火和热镀工艺各线独立运行，工序繁多，工艺复杂，生产效率低；原因之二是，热镀工艺的酸洗、助镀、干燥和热镀都需要时间，因此其DV值(DV值是指钢丝直径和走线速度的成积，表示生产效率)不大于90，一般在60左右。

4.生产成本高：由于存在上述问题，导致生产成本高，产品利润低，竞争力差。

传统工艺的气体还原法是由波兰人森吉米尔在20世纪上半叶提出的一种钢丝热镀方法，其已成功用于热镀锌板生产线中。气体还原法的工作原理是将工件表面的微氧化层在550度以上的温度，在充满还原性气氛的炉内还原成纯铁，由此达到清洁工件表面的目的。该方法退火和还原同时进行，具有节能效果；该方法不用酸洗，解决了环保问题。但气体法也存在以下问题：

1.由于传统技术采用多丝低速的热镀方法，因此无法将拉拔线和后继的热镀线相连形成连续化的生产。由于两线分立，尤其实际生产前后工序相隔时间较长，拉拔后的钢丝必然产生锈蚀。而气体还原法只有在钢丝表面无锈蚀的情况下才可以还原到热镀要求的表面状态。因此，气体还原法无法用于钢丝的热镀工艺上。除非前面再加一道酸洗处理出去钢丝的铁锈，这样又带来环保的问题，而且也不经济(因为酸洗后就可以直接热镀，没有必要再实施还原洁净表面)。国外大型公司，在精确安排生产或多投入拉丝设备，可很好地接续拉拔和热镀两道工序，确保在热镀前钢丝不生锈，也可以采用气体还原法。即使如此，该方法还存在下述2个问题。

2.无法用于高强度钢丝。由于还原温度高，无法保证高强度。因此该方法只能用于低强度钢丝(低碳软态钢丝)。不能满足全规格钢丝的热镀需求。国内的气体法主要用于钢卷热镀工艺上(参见朱立，钢材热镀锌，化学工业出版社，2006.3，p102-103)；

3.生产效率低。国外虽有气体法用于低碳钢丝生产的少量报道，但其生产线很长，在DV值120时，仅还原工艺段就有18米长，生产效率的提高受到限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种新的钢丝热镀方法及设备。该钢丝热镀方法采用单根钢丝高速热镀的方法，将传统的拉拔、退火、热镀三个工序合为一道工序，在一条生产线上，从喂入盘条到输出成品(镀层钢丝)连续生产，具有高效高质，节能减排，低成本、环保等特点。该钢丝热镀设备具有技术成熟，占地小，环保安全、节能高效、生产灵活，易于实现自动化等特点。