钢丝水浴索氏体化热处理超声波清洗作业线制造技术

本实用新型专利技术公开的钢丝水浴索氏体化热处理超声波清洗作业线包括放线部分、碱洗部分、加热炉部分、水冷部分、热水洗部分及收线部分及水浴部分、超声波磷酸清洗部分和废酸液再生部分，所述的水浴部分位于生产线加热炉部分和水冷部分之间，通过水浴处理完成索氏体组织转变；超声波磷酸清洗部分在水冷部分和热水洗部分之间，通过清洗液及超声波实现对钢丝热处理后表面产生的氧化皮清洗；所述的废酸液再生部分位于超声波磷酸清洗部分的侧边，通过对废酸液的连续式再生处理，实现对废酸洗液的在线再生处理。本实用新型专利技术在保证钢丝索氏体化热处理质量的前提下，达到降低耗能、杜绝铅污染、减轻废酸水污染、简化生产工艺、降低生产成本的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于钢丝水浴索氏体化热处理超声波清洗作业线
，尤其涉及一种能够对钢丝进行索氏体化热处理+表面清洗的连续作业线。
技术介绍
目前，已知的对钢丝进行索氏体化热处理的设备主要由一个盛满500-580°C熔融铅液的铅锅及其附属的加热管、冷却器、电控设备等构成。当经过奥氏体化加热到900°C左右的钢丝进入铅锅内的铅液中，钢丝迅速被冷却至与铅液相同的温度。由于铅锅有一定的长度，这样钢丝在铅锅内移动时相当于在500-580°C被保温且在这段时间将使钢丝进行索氏体组织转变，直至钢丝被移出铅锅完成索氏体转变过程。但是这种设备为了维持500-580°C铅液的熔融状态，必须耗费电能进行加热，熔融状态的铅液会形成铅蒸汽污染环境和危害人体健康，也容易给操作人员造成烫伤、烧伤等伤害。同时，为了提高生产效率，一般热处理后需要对钢丝表面进行连续清洗作业，即构成热处理清洗连续生产线；现有的清洗设备是采用盐酸化学酸洗或电解硫酸酸洗来清洗钢丝表面的氧化皮。其中盐酸化学酸洗又分为冷/热两种方式。这些氧化皮清洗方式/工艺无一例外都会形成酸蒸汽污染，这些污染主要体现在生产环境污染、对设备、厂房的腐蚀危害；同时，对废酸液还要进一步处理，即一般采用加碱中和、沉淀、压滤后生成固体废弃物(集中填埋或专业公司回收处理)和达标废水，这种处理方式使废酸液中的有效酸无法利用，中和沉淀添加的药剂、处理工作等都增加了生产成本。也有采用高温焙烧处理废酸液的设备和工艺，主要原理是将废酸液中的酸根通过高温焙烧和氢结合生成酸气体并通过喷淋吸收生成新酸，此种方式是当前较为先进的废酸液处理工艺，但是存在着投资和运行成本高，适合废酸液处理量大的企业(焙烧炉必须连续运行，不能时开时停，适合年钢铁酸洗量在百万吨以上的企业)，而钢丝生产企业的年产量一般都在5万吨以下。
技术实现思路
本技术提出一种钢丝水浴索氏体化热处理超声波清洗连续作业线设备，解决目前钢丝索氏体化热处理清洗设备存在的耗能大、铅、废酸水污染严重及废酸液不能再生利用等不足，在保证钢丝索氏体化热处理质量的前提下，达到降低耗能、杜绝铅污染、减轻废酸水污染、简化生产工艺、降低生产成本的目的。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种钢丝水浴索氏体化热处理超声波清洗作业线，包括放线部分、碱洗部分、加热炉部分、水冷部分、热水洗部分及收线部分，其特征是:还包括水浴部分、超声波磷酸清洗部分及废酸液再生部分，所述的水浴部分位于生产线加热炉部分和水冷部分之间，通过水浴处理完成索氏体组织转变；超声波磷酸清洗部分在水冷部分和热水洗部分之间，通过清洗液及超声波实现对钢丝热处理后表面产生的氧化皮清洗；所述的废酸液再生部分位于超声波磷酸清洗部分的下面，通过对废酸液的连续式再生处理，实现对废酸洗液的在线再生处理。本技术所述水浴部分的水浴处理设备包括叠放在下敞口槽上的浅敞口槽，其中浅敞口槽为工作槽，下敞口槽为储液槽，储液槽内的水溶液通过轴流栗栗入工作槽前部，所述工作槽通过隔板分割成数个纵向槽。本技术所述超声波磷酸清洗部分的超声波清洗槽包括上槽体、超声振子盒、进水管路、回流管路以及配套的控制阀和控制电路，上槽体为敞口槽结构，其上设置有超声振子盒、托线辊及压线辊，所述的超声振子盒为多个，排列设置在上槽体内，每个超声振子盒内均设置有多个超声波振子，所述的进水管路通过循环栗与循环池1、II连通，回流管路分别与设置在上槽体下部的溢流槽和循环池1、II连通，即:清洗液从循环池_>循环栗->进水管路_>上槽体_>回流管路再流回循环池形成完整的清洗液循环。本技术所述废酸液再生部分的废酸液再生设备包括循环池1、循环池I1、沉淀再生池、板框压滤机，所述的循环池1、循环池II分别与超声波磷酸清洗部分的工作槽和沉淀再生池连通，板框压滤机与沉淀再生池连通。本技术所述的工作槽为可调节结构。本技术在所述的储液槽内设置有蒸汽加热盘管和冷却水盘管。本技术在所述的上槽体由上盖覆盖。本技术具有以下特点:1)以水代铅，采用添加有聚丙烯酸脂添加剂的水溶液替代目前采用的熔融铅溶液作为淬火介质，主要解决了高耗能和铅蒸气、铅尘污染问题:1)作为索氏体化淬火介质的熔融状态的铅会产生铅蒸气、铅尘挥发、飘散在生产环境产生污染；而本技术使用添加了介质的水溶液作为淬火介质，因不使用铅故可完全杜绝铅污染，且介质本身无毒无污染，属于高分子聚合物(其低浓度溶液也用做食品添加剂、水处理药剂)，不会随着水的蒸发而蒸发，即没有产生新的污染；2)本技术中使用的水溶液的工艺温度在80_98°C之间，钢丝进行索氏体化淬火处理时一般会将大量的热带入淬火介质，故正常生产时采用本技术中的水淬火工艺不需对水溶液进行加热，没有任何能量消耗；而作为淬火介质的铅溶液的温度一般是500-580°C，由于高温带来的辐射散热等原因使钢丝带入的热量不足以维持铅溶液的温度，势必要通过电、天然气等进行辅助加热，如果采用电加热的话一般在30kW以上(用于钢丝连续热处理的一般性设备)；3)以水溶液为淬火介质的索氏体化装置，针对的是无毒无腐蚀的水溶液，相应的加热、保温、控制、循环栗等仪器、装置的要求较低，投资成本也较低，易于实现低成本的自动化控制；使用熔融铅的索氏体化装置则为了适应500-580°C的工作状态，在加热器、铅液循环栗、槽体、仪器仪表等等方面都有着较高的要求，备品备件的损坏率也较大，投资成本和运行成本较高；4)采用磷酸溶液作为清洗液，由于磷酸是大分子弱酸，不会产生酸蒸汽等腐蚀性气体，可大大减少酸洗液对车间环境的污染。同时，辅以超声波振子产生的20-40kHz的超声波，实现对钢丝热处理后表面产生的氧化皮的清洗，提高了磷酸酸洗效率。利用超声波的空化、剥离作用和磷酸对氧化皮的溶解、清洗作用的共同作用，有资料表明，超声波的空化、剥离作用提高了磷酸酸洗效率；5)配套的磷酸再生系统由废液储存坑、循环管路、压滤机、再生成分添加系统等设备/装置组成，通过在废酸液内加入双氧水等再生成分，使废酸液中的磷酸亚铁被氧化成磷酸铁沉淀，该沉淀通过压滤机等过滤设备祛除，废酸液中的磷酸、水等液体成分通过添加磷酸后调整至工艺浓度后重新用于酸洗。实现无液体废水排放。其具体的化学反应公式如下:2Fe3 (P04) 2+3H202+2H3P04=6FeP04+6H20(1)公式1是再生反应，主要是将溶液中的亚铁离子氧化成磷酸铁沉淀，再利用物理手段(压滤机过滤)祛除沉淀，达到降低溶液中亚铁离子浓度的目的，使再生、过滤处理后的溶液中的亚铁离子浓度降低到工艺要求，然后再向溶液中添加磷酸，调整磷酸的浓度至酸洗工艺浓度，完成整个再生操作过程。整个再生过程中只产生磷酸铁沉淀固体废弃物，溶液全部回用。其他酸洗方式如非连续式酸洗是在酸洗液的酸洗能力失去后进行废酸液的排放，然后配置新酸洗液；连续式酸洗是在酸洗液的酸洗能力降低到一定程度后边进行废酸液的排放，边配置添加新酸以提升酸洗能力；都会产生大量的酸洗废液，且废液中仍旧含有数量可观的酸成分，但由于酸洗能力已经达不到工艺要求，只能废弃。采用本技术的酸洗设备和工艺路线则只进行固体废弃物的排放，排放量的大大减少，可有效降低环保处理的成本。【附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢丝水浴索氏体化热处理超声波清洗作业线，包括放线部分（A）、碱洗部分（B）、加热炉部分（C）、水冷部分（E）、热水洗部分（G）及收线部分（H），其特征是：还包括水浴部分（D）、超声波磷酸清洗部分（F）及废酸液再生部分（I），所述的水浴部分（D）位于生产线加热炉部分（C）和水冷部分（E）之间，通过水浴处理完成索氏体组织转变；超声波磷酸清洗部分（F）在水冷部分（E）和热水洗部分（G）之间，通过清洗液及超声波实现对钢丝热处理后表面产生的氧化皮清洗；所述的废酸液再生部分（I）位于超声波磷酸清洗部分（F）的下面，通过对废酸液的连续式再生处理，实现对废酸洗液的在线再生处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋为，汪凯，王宝玉，曹德付，陈红献，
申请(专利权)人：中钢集团郑州金属制品研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41