一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺及设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺及设备，涉及金属线材加工技术领域，包括生铁、废钢、氧气助燃剂、硅铁脱氧剂、酸洗溶液、蓝化碱液的原料组成：按照千克的质量份材料配比如下：生铁90份、废钢10份，氧气助燃剂38

【技术实现步骤摘要】
一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺及设备


[0001]本专利技术涉及金属线材加工
，具体为一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺及设备。

技术介绍

[0002][0003]众所周知，钢材是利用生铁融入碳元素形成的，因为碳元素的加入使得制备出来的钢材比生铁材质具有良好的物理、化学、机械性能的特点，由于含碳的钢材随着含碳量的增加，其硬度越强，但是碳含量过多时，钢材的韧性和可塑性就越低，容易断裂，因此，市场中使用的是根据性能需求的含碳量的钢丝。
[0004]现有的基于含碳量的钢丝在空气中长期使用，经过风吹雨打，存在易氧化易腐蚀的特点，因此，人们对含碳钢丝采取蓝化处理，利用碱液浸泡钢丝生成致密的氧化膜保护钢丝抗腐蚀，但是存在碱液浸泡钢丝氧化膜生成速度慢、碱液配比不科学导致生成致密氧化膜不均匀且薄的问题，从而导致蓝化处理过程繁琐、含碳钢丝表面氧化膜薄弱之处生锈使用寿命短的问题。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺及设备，解决了传统一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺及设备存在原材料不够安全，材料配比不够科学，达不到均匀生成厚度一致的致密氧化膜，并且对于基于含碳量的直丝钢丝的蓝化处理过程繁琐不是非常理想的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝设备，包括有蓝化直丝钢丝本体，所述蓝化直丝钢丝本体包括有钢丝芯和蓝色氧化膜，包括生铁、废钢、氧气助燃剂、硅铁脱氧剂、酸洗溶液、蓝化碱液的原料组成：
[0009]按照千克的质量份材料配比如下：生铁90份、废钢10份，氧气助燃剂38
‑
40份、硅铁脱氧剂0.08
‑
0.12份；
[0010]不具体限制份量，限制浓度：酸洗溶液的浓度75％
‑
78％、蓝化碱液的浓度10％
‑
16％；
[0011]其制备步骤如下：
[0012]S1、冶炼钢材制备钢丝：首先采用电炉炼钢，按照质量份比为9:1将生铁90份、废钢10份的原材料放入电炉中，进行冶炼成钢，向电炉中充入氧气助燃剂38
‑
40份加快电炉内燃烧，熔融混合原材料，控制冶炼温度为1500
‑
1800℃，冶炼2
‑
3h，向电炉中加入硅铁脱氧剂0.08
‑
0.12份进行脱氧去杂质处理，冶炼结束后取出钢坯；
[0013]S2、将取出的钢坯冷却到温度为37
‑
40℃条件下，进行酸洗处理，采用浸渍法，利用
酸洗溶液中浓度为75％
‑
78％的硫酸溶液H2SO4去浸泡钢坯3
‑
5min，浸泡酸洗结束后，取出钢坯用清水冲洗干净，再次酸洗一遍，浸泡时间为1
‑
2min，取出钢坯用清水冲洗干净后，把钢坯重新放入电炉加入460
‑
480℃反应8
‑
10min，加入氧气助燃剂2
‑
3份进行脱碳，控制钢坯碳含量在0.6％
‑
0.8％，得到高强度的含碳钢材；
[0014]S3、然后取出含碳钢材，利用辊轧机采用热轧方式将含碳钢材在温度1000
‑
1150℃条件下进行轧制成直丝钢丝，辊轧机的轧制速度为120
‑
130m/s，轧制的直丝钢丝直径为2
‑
3mm，轧制结束后，将轧制的直丝钢丝用流水冲洗30
‑
40s，降温干燥后，用蘸有酸洗溶液的抹布包裹钢丝擦拭一遍后放入电炉加热到450
‑
460℃，加入蓝化碱液进行热煮1
‑
1.5h，蓝化处理后，退火降温，自然降温的直丝钢丝表面生成四氧化三铁Fe3O4的蓝色氧化膜，其厚度为2.5
‑
3.5mm；
[0015]S4、最后采用捻股机将生产含有蓝色氧化膜的直丝钢丝围绕绳心匀速圆周旋转，用若干个钢丝按照捻角、捻距和捻向铰拧成股，形成钢丝绳，通过测量钢丝绳的抗拉强度、伸长率、可绕性判断钢丝绳的强度，以及将捻制的钢丝绳投入使用，通过腐蚀性情况及钢丝绳性能测试，评价基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺的有益效果。
[0016]优选的，所述生铁是冶炼钢材的主原料，其中，生铁含有≥2％的碳量、含有≤1.75％硅量、≤0.06％硫量，以及微量的锰Mn、磷P；所述废钢是钢铁厂生产过程中不能成为产品的钢铁废料或是使用后报废的钢材设备，其中，废钢需要清洗干净、预热剪碎处理才能在冶炼钢材中使用。
[0017]优选的，所述硅铁脱氧剂是一种易于和游离氧或溶解氧起到化学反应的吸收氧气混合物，其中，冶炼钢材的硅铁脱氧剂包括硅Si和铁Fi元素，它们与氧之间的化学亲和力很强，能够与冶炼钢材中的氧进行反应生成二氧化硅SiO2和氧化铁Fe2O3，具有提高钢材强度、硬度和弹性的特点。
[0018]优选的，所述酸洗溶液是利用酸溶液清洁去除钢材表面的氧化皮和锈蚀物的方法，具有出去钢坯金属表面的氧化物及薄膜的特点，其中，酸洗溶液为硫酸溶液H2SO4或者盐酸溶液HCl，酸洗处理是把冶炼钢材后的钢坯去除氧化物后，进行轧钢加工成直丝钢丝形状。
[0019]优选的，所述蓝化碱液是由硝酸钠NaNO3、氢氧化钠NaOH和亚硝酸钠NaNO2混合制备而成，其制备过程为取出大烧杯，称取硝酸钠NaNO350
‑
100g、氢氧化钠NaOH600
‑
700g、亚硝酸钠NaNO2100
‑
200g放入烧杯中，缓慢加入纯净水，匀速搅拌混合配置浓度为10
‑
16％即可得到碱液。
[0020]优选的，所述电炉是用于冶炼钢材的机械设备，利用电弧热升高温度进行融化生铁和废钢，脱氧、脱碳、去杂质处理，其温度可控制在0
‑
4000℃；所述辊轧机是采用交流变频电机通过蜗轮减速机把钢坯经过轧钢机挤压塑形的机器，由传动系统和压机、立辊组成；所述捻股机是把若干条蓝化直丝钢丝绞拧成股的机器。
[0021]优选的，所述捻角是钢丝中心线与股中心线的夹角，其计算公式为式中，R为捻制圆半径，单位为mm，标准规定的捻角在10
‑
20
°
范围内；所述捻距是钢丝围绕股芯旋转一周360
°
相应两点间的直线距离，其计算公式为式中，R为捻制
圆半径，单位为mm，α为捻角，捻距不均匀会造成钢丝绳受力不均匀断裂。
[0022]优选的，所述抗拉强度是指直丝钢丝金属在静拉伸条件下的最大承载能力，一根直丝钢丝，直径为2
‑
3mm，其抗拉强度为2200
‑
2500MPa拉力为500
‑
650Kg；所述伸长率是直丝钢丝在拉伸断裂后，原始标距的伸长与原始标距之比的百分率，其计算公式为式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝设备，包括有蓝化直丝钢丝本体(1)，所述蓝化直丝钢丝本体(1)包括有钢丝芯(101)和蓝色氧化膜(102)，其特征在于，包括有生铁、废钢、氧气助燃剂、硅铁脱氧剂、酸洗溶液、蓝化碱液原材料组成；按照千克的质量份材料配比如下：生铁90份、废钢10份，氧气助燃剂38
‑
40份、硅铁脱氧剂0.08
‑
0.12份；不具体限制份量，限制浓度：酸洗溶液的浓度75％
‑
78％、蓝化碱液的浓度10％
‑
16％。2.根据权利要求1所述的一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝设备，其特征在于：所述生铁是冶炼钢材的主原料；所述废钢是钢铁厂生产过程中不能成为产品的钢铁废料或是使用后报废的钢材设备。3.根据权利要求1所述的一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝设备，其特征在于：所述硅铁脱氧剂是一种易于和游离氧或溶解氧起到化学反应的吸收氧气混合物，其中，冶炼钢材的硅铁脱氧剂包括硅Si和铁Fi元素，它们与氧之间的化学亲和力很强，能够与冶炼钢材中的氧进行反应生成二氧化硅SiO2和氧化铁Fe2O3。4.根据权利要求1所述的一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝设备，其特征在于：所述酸洗溶液是利用酸溶液清洁去除钢材表面的氧化皮和锈蚀物的方法，其中，酸洗溶液为硫酸溶液H2SO4或者盐酸溶液HCl，酸洗处理是把冶炼钢材后的钢坯去除氧化物后，进行轧钢加工成直丝钢丝形状。5.根据权利要求1所述的一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝设备，其特征在于：所述蓝化碱液是由硝酸钠NaNO3、氢氧化钠NaOH和亚硝酸钠NaNO2混合制备而成。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的一种基于含碳量的蓝化直丝钢丝工艺，其特征在于，制备步骤如下：S1、冶炼钢材制备钢丝：首先采用电炉炼钢，按照质量份比为9:1将生铁90份、废钢10份的原材料放入电炉中，进行冶炼成钢，向电炉中充入氧气助燃剂38
‑
40份加快电炉内燃烧，熔融混合原材料，控制冶炼温度为1500
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1800℃，冶炼2
‑
3h，向电炉中加入硅铁脱氧剂0.08
‑
0.12份进行脱氧去杂质处理，冶炼结束后取出钢坯；S2、将取出的钢坯冷却到温度为37
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40℃条件下，进行酸洗处理，采用浸渍法，利用酸洗溶液中浓度为75％
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78％的硫酸溶液H2SO4去浸泡钢坯3
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5min，浸泡酸洗结束后，取出钢坯用清水冲洗干净，再次酸洗一遍，浸泡时间为1
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2min，取出钢坯用清水冲洗干净后，把钢坯重新放入电炉加入460
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480℃反应8
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10min，加入氧气助燃剂2
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3份进行脱碳，控制钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚惠彬，
申请(专利权)人：江苏翔鹰智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：