CN101489697B - 金属线材除锈的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种金属线材除锈的方法及其装置，设有供金属线材10通过内部的液体收容槽12，且以金属线材10可通过液体收容槽12中的方式设置，且具备：朝金属线材10喷射高压液体的混合喷嘴14；将高压液体供给至混合喷嘴14的高压泵16；以及将液体中混合有清洁抛光剂的浆料供给至混合喷嘴14的浆料供给装置的旋风分离器20。藉由混合喷嘴14使清洁抛光剂的浆料伴随高压液体而喷射，使清洁抛光剂撞击金属线材10表面的锈而加以去除。设置将混合有清洁抛光剂的液体回收以将液体与清洁抛光剂分离的旋风分离器20、轮型过滤器40。旋风分离器20将浆料状清洁抛光剂供给至混合喷嘴14，并且将液体成分加以分离。

Description

金属线材除锈的方法及其装置

技术领域

本发明涉及去除在钢线等金属线材在拉线步骤中所产生的锈的方法，尤其涉及藉由混合有清洁抛光剂的高压流体予以去除的金属线材除锈的方法及其装置。

背景技术

例如，因为在钢线在热作拉线步骤中会加热至高温，所以其表面会产生轧屑铁锈(millscale)(黑皮)或含有该轧屑铁锈的锈(氧化皮)。目前，作为除锈的方法，具有在进入拉线模(wire drawing dies)的前，先用环状削皮刀具加以削除的方法。

此外，目前的除锈方法大多是将金属线材浸渍于酸洗池中，而进行将锈予以溶化去除的酸洗处理。

发明内容

将所延伸的金属线材表面的氧化皮等确实地予以去除的金属线材除锈方法及其装置。

本发明金属线材除锈的方法，在金属线材的拉线步骤中

去除产生于线材表面的锈的方法，其中，藉由喷射高压液体的混合喷嘴，使液体中混合有清洁抛光剂的浆料(slurry)伴随高压流体，朝向上述金属线材表面喷射，使该高压喷射的液体中的上述清洁抛光剂撞击上述金属线材表面的锈，而去除上述锈。

作为上述清洁抛光剂，使用粒径约40μm～约800μm的球状微粒子。上述清洁抛光剂的球状粒子可使用球状锆珠、球状氧化锆珠、或球状不锈钢粒珠等。

混合有上述清洁抛光剂的液体在水中混合有水溶性切削油的液体，将该液体中混合有上述清洁抛光剂的高压水朝向上述金属线材表面喷射。

又，本发明金属线材除锈装置，被载置于金属线材的拉线步骤中，用以去除产生于上述金属线材表面的锈的金属线材除锈装置，其中，设有供上述金属线材通过内部的液体收容槽，且以上述金属线材可通过上述液体收容槽中的方式设置，且具备：朝上述金属线材喷射高压液体的混合喷嘴、将高压液体供给至该混合喷嘴的高压泵、以及将液体中混合有清洁抛光剂的浆料供给至上述混合喷嘴的浆料供给装置，并且，藉由上述混合喷嘴使上述清洁抛光剂的浆料伴随上述高压液体而喷射，使上述清洁抛光剂撞击上述金属线材表面的锈而加以去除。

再者，具备：过滤器装置等的分离回收装置，其设有将混合有上述清洁抛光剂的上述液体回收以将上述液体与上述清洁抛光剂分离的分离器(separator)，且将上述浆料状清洁抛光剂从上述分离器供给至上述混合喷嘴，并且从上述分离器回收上述液体成分，进而将上述清洁抛光剂分离。上述浆料供给装置与上述分离器共享。

上述分离回收装置具备：磁铁等的锈回收装置，其用以将混合有上述清洁抛光剂的上述液体中的上述已去除的锈分离回收。再者，上述分离回收装置具备将混合有上述清洁抛光剂的上述液体中的上述清洁抛光剂分离的过滤器或沉淀槽，并将已去除上述清洁抛光剂及上述锈的上述液体供给至上述高压泵。

藉由本发明的金属线材除锈的方法及其装置，可提供廉价且效率良好的装置，作为将形成于金属线材表面的锈去除的装置。又，藉由本发明的金属线材除锈的方法及其装置，在除锈作业中，不用进行如现有般每经过一定时间就不得不进行刀刃更换作业的相当费事的步骤，可使制造效率大幅跃升。再者，藉由将清洁抛光剂设成球状，就不会像钢丝刷(wireblush)那样在线材残留刮痕，所以可供给质量上亦稳定的线材。

附图说明

图1表示本发明的具体实施例的金属线材除锈装置的整体构成的概略图；以及

图2本发明的具体实施例的金属线材除锈装置的纵剖面图。

其中，附图标记说明如下：

10金属线材

12液体收容槽

12a上层收容部

12b下层收容部

14混合喷嘴

16高压泵

18高压软管

20旋风分离器

20a收容部

22软管

24、24a供给软管

26、26a输出软管

28导引滚轮

30磁铁

32、34水中泵

36软管

38承接部

40轮型过滤器

42沉淀槽

44软管

具体实施方式

参照图1、图2，说明本发明的实施型态。本实施型态的金属线材除锈装置被载置于金属线材10的拉线步骤中，用以去除产生于钢线等金属线材10表面的氧化层等的锈。该除锈装置具有供金属线材10通过内部的液体收容槽12，且在液体收容槽12内具有：朝金属线材10喷射高压液体的混合喷嘴14；和将高压液体供给至混合喷嘴14的高压泵16。高压泵16可产生例如5～30MPa左右的高压流体。高压泵16连接有多个条(例如3至4条)的高压软管18，且高压软管18与配置于液体收容槽12上方的混合喷嘴14连接。在混合喷嘴14中，可使流速加速至接近音速的流速。

在液体收容槽12的上方，配置有混合喷嘴14，在该混合喷嘴14的上方，配置有旋风分离器(cyclone separator)20。旋风分离器20是清洁抛光剂的分离装置，也是浆料供给装置。也就是说，旋风分离器20具有从混合有清洁抛光剂的水中将清洁抛光剂与水分离，且收集清洁抛光剂，以形成在水中混合有清洁抛光剂的浆料，并供给至混合喷嘴14的兼具浆料供给装置的漏斗状(funnel shape)收容部20a，且收容部20a下端的孔经由软管22连接至混合喷嘴14。此外，在收容部20a连接有用来供给液体收容槽12的下层的液体的供给软管24。再者，用以将藉由旋风分离器20所分离的液体成分输送至后述的轮型过滤器40的输出软管26，连接于各旋风分离器20的收容部20a上部。并且，供给软管24及输出软管26在与各旋风分离器20分离特定间隔的位置分别汇集成一条供给软管24a、和用来回收液体成分的输出软管26a。

液体收容槽12由上层收容部12a与下层收容部12b所构成。在上层收容部12a液密地形成有供金属线材10通过的一对插通孔13，且在插通孔13的两侧分别设有导引滚轮(guide roller)28。在金属线材10的插通位置的下方，形成有向下倾斜成角锥状的斜面部15，在斜面部15的下端部形成有贯通孔，液体经由该贯通孔而向下流下。在该贯通孔的周围配置有磁铁30，且该磁铁30以可吸附去除磁性体成分的方式设置。在磁铁30的下方，配置有下层收容槽12b。在下层收容部12b的底面，配置有水中泵32，且连接有用以将液体供给至旋风分离器20的供给软管24。又，在下层收容部12b的中央部亦设有水中泵34，用来抽吸下层收容部12b的液体，使的经由软管36循环至下层。

混合喷嘴14以相对于上层收容部12a内的金属线材10，以90°间隔配置在四个部位，且在金属线材10的插通方向彼此偏移特定距离而配置。又，混合喷嘴14相对于金属线材10的角度，可藉由金属线材10的传送速度适当地设定，可在30°～150°的范围适当地调整。此外，于混合喷嘴14配置在三个部位的情况，以120°间隔而配置即可，可适当地设定配置数量及间隔。于将金属线材10至混合喷嘴14的距离在设为喷嘴直径φ＝D的情况，以20D～200D最有效果。此外，若以对金属线材10的行进方向逆行的方式固定角度而喷射时，因抵接面积会增加，相对速度会提升，效率会变高，所以依金属线材10的拉引速度可适当地调整喷嘴角度。

设置于输出软管26的出口的轮型过滤器40设置于沉淀槽42的上方，设置承接部38用来回收液体中的清洁抛光剂的锆珠(zircon beads)，使清洁抛光剂经由软管39返回液体收容槽12。再者，以藉由沉淀槽42使锆珠沉淀，且使沉淀槽42表层部分的液体经由软管44循环至高压泵16的方式构成，该输出软管26，26a、承接部38、软管39、轮型过滤器40、沉淀槽42构成分离回收装置。

该实施型态中，所使用的液体以50∶1的比例在水中混合有水溶性切削油而成者。混合于水中的清洁抛光剂，粒径约40μm～约800μm，较佳者约100μm～约400μm左右的大致圆球的球状粒子的球状锆(ZrSiO4)。所使用的球状锆珠的比重为3∶8，摩氏(莫氏Mohs Hardness Scale)硬度为7左右。由于球状锆珠的比重较重，因会马上下沉，故为使球状锆珠的清洁抛光剂分散于水中，藉由水中泵34使加入有清洁抛光剂的水循环。又，亦可将其它的搅拌装置设置于水槽内，将水直接搅拌。

此外，作为清洁抛光剂，除了球状锆的锆珠外，亦可使用高强度且高韧性的其它氧化锆(zirconia：ZrO2)粒珠。例如，亦可为氧化钇稳定化氧化锆(ZrO2Y2O3)。该氧化钇稳定化氧化锆的耐久性高，形状亦稳定。此外，亦有使用不锈钢粒珠的情况，可适当地将此等粒珠灵活使用。

继而，说明本实施型态的除锈装置的动作，将从水中泵32输出的混合有清洁抛光剂的水，经由一条供给软管24a，分别从四条供给软管24供给至四个部位的旋风分离器20。在旋风分离器20中，于收容部20a将添加有清洁抛光剂的水卷成漩涡状，使清洁抛光剂沿着收容部20a的漏斗状内周面聚集。在收容部20a的内周面会聚集比重较重的清洁抛光剂，而沿着斜面从下端的小孔呈浆料状排出。从收容部20a流出的水与清洁抛光剂的浆料，经由软管22被输送到混合喷嘴14。另一方面，在漏斗状收容部20a的上方中央部连接有输出软管26，该输出软管26用来吸取清洁抛光剂被散布到周围的剩余水分，并将其输送到轮型过滤器40。

在混合喷嘴14中，可从高压泵16供给高压水，并使该高压水的流速接近音速而从喷嘴前端喷射。此时，在混合喷嘴14内，从旋风分离器20输送进来的清洁抛光剂浆料会被吸入到高压的水中而混合，并从喷嘴前端射出添加有清洁抛光剂的高压喷射流。

以高速喷射的添加有清洁抛光剂的喷射流会撞击金属线材10表面的锈，并藉由清洁抛光剂来研磨锈。此时，由于锆珠清洁抛光剂为球形，故可在不会损伤钢线等的金属线材10的情况下，将其精修加工成亮丽的表面。尤其，因为球状锆珠的清洁抛光剂为非金属，所以不会在金属线材10附着异种金属可抑制金属线材10可能发生的腐蚀。

在液体收容槽12的上层收容部12a，清洁抛光剂会撞击金属线材10的表面，而与锈或水一起流下，并沿着上层收容部12a的斜面部15朝向下层收容部12b流下。而藉由设置于上层收容部12a下端的贯通孔周围的磁铁30，可将磁性体成分吸附去除。在下层收容部12b，水与清洁抛光剂会混合，藉由水中泵32可抽吸该水，而输送到旋风分离机20，并藉由上述作用，透过旋风分离机20分离成水与清洁抛光剂的浆料，而发挥上述功能。

另一方面，从旋风分离机20抽吸的水已去除约90％的清洁抛光剂，藉由轮型过滤器40可将清洁抛光剂进一步去除。然而，因为送到高压泵16的水，必需为几乎没有异物的状态，所以，进一步将剩余的水输送到沉淀槽42，使清洁抛光剂沉淀去除后，再经由软管44，仅将水输送到高压泵16。

本实施型态的金属线材的除锈装置将从高压泵16流出的高压处理水与球状清洁抛光剂一起从混合喷嘴14喷射，并以高速撞击金属线材10表面，依此，可瞬间将表面的锈去除，而不会对金属线材10造成不良影响。

此外，本发明的金属线材除锈装置的液体收容槽12，除了可分成上层收容部12a与下层收容部12b外，亦可由一个收容部来构成。又，亦可对一条混合喷嘴14具备一个液体收容槽12。

Claims (5)

1.一种金属线材除锈装置，被载置于金属线材的拉线步骤中，用以去除产生于该金属线材表面的锈的金属线材除锈装置，其特征为：

设有供该金属线材通过内部的液体收容槽，且以该金属线材可通过该液体收容槽中的方式设置，且具备：朝该金属线材喷射高压液体的混合喷嘴；将高压液体供给至该混合喷嘴的高压泵；将液体中混合有清洁抛光剂的浆料供给至该混合喷嘴的浆料供给装置；将混合有该清洁抛光剂的该液体回收以将该液体与该清洁抛光剂分离、且将该浆料状清洁抛光剂供给至该混合喷嘴的旋风分离器；以及从该旋风分离器回收该液体成分的同时、将该清洁抛光剂分离的分离回收装置；并且，藉由该混合喷嘴使该清洁抛光剂的浆料伴随该高压液体而喷射，使该清洁抛光剂撞击该金属线材表面的锈而加以去除。

2.如权利要求1所述的金属线材除锈装置，其中，该分离回收装置具备：锈回收装置，其用以将混合有该清洁抛光剂的该液体中的该已去除的锈分离回收。

3.如权利要求2所述的金属线材除锈装置，其中，该分离回收装置具备将混合有该清洁抛光剂的该液体中的该清洁抛光剂分离的过滤器，并将已去除该清洁抛光剂及该锈的该液体供给至该高压泵。

4.如权利要求1所述的金属线材除锈装置，其中，作为该清洁抛光剂，使用粒径约40μm～约800μm的球状微粒子。

5.如权利要求1所述的金属线材除锈装置，其中，混合有该清洁抛光剂的液体在水中混合有水溶性切削油的液体，将该液体中混合有该清洁抛光剂的高压水朝向该金属线材表面喷射。

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