CN102133643B - 用废旧钢丝生产的钢砂及其生产方法 - Google Patents

用废旧钢丝生产的钢砂及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种喷砂用钢砂及其生产技术，具体为一种用废旧钢丝生产的钢砂及其生产方法。其目的是提供一种易于取材、降低能耗、成本低廉、环保、耐磨的钢砂及其生产方法。本发明的目的是采用下述技术方案实现的：用废旧钢丝生产的钢砂，所述的钢砂利用废旧钢丝作为原材料，经切断、破碎生产制得。本发明的有益效果为：以本方法制造的钢砂强度大、寿命长，清理效率高、消耗少；生产过程与铸钢砂熔炼工艺相比，制造环节减少，设备投入降低，节电节水，能源消耗大大下降；本发明生产的钢砂原料为废物利用，成本低，生产无污染，有利于环境保护，符合国家循环经济和可持续发展的发展国策。

Description

用废旧钢丝生产的钢砂及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种喷砂用钢砂及其生产技术，具体为一种用废旧钢丝生产的钢砂及其生产方法。
背景技术
钢砂主要用于建筑、桥梁、集装箱、造船、汽车、机车、机械等钢构件的表面清理、除锈以及防腐涂装前的表面处理。钢砂以高压气体或液体为动力，从喷枪口喷出，形成高速粒子流打击零件表面，完成清理工作。对钢砂的要求是：硬度适中韧性好，弹性高耐冲击；清理效率高，钢砂本身破碎率低，寿命长消耗少，可连续回收利用。在硬度相同的前提下，钢砂的外形对提高金属表面清理的效率和质量发挥极其重要的作用。我国在国际金融危机的大环境下，加强国内需求，交通运输建设蓬勃发展，特别是各种车辆、桥梁的建设需要大量的钢砂。高质量的钢砂及其生产方法，对改善钢砂原材料需求，降低钢砂生产的消耗，提高钢砂表面处理效率和质量，发挥极其重要的作用。
当前国内喷砂用钢砂的类型和生产方法，主要有以下几种：
1、铸钢砂。铸钢砂是由铸钢丸破碎后的方法获得。而铸钢丸通常是使用中频感应炉先对废钢进行熔化、冶炼，钢液经旋转造丸机离心抛出到水中冷却淬火，得到高硬度的铸钢丸；铸钢丸破碎后得到铸钢砂。由于铸钢丸是由钢液直接快速冷却得到，其组织中有气孔，存在疏松、晶粒粗大和显微组织的不均匀性等缺陷，在使用过程中容易破碎，因而消耗较大；且其生产中经过了冶炼，所以能耗很高；钢液中各组分的控制要求高，生产设备、工艺和检测必须有充分的保证；由铸钢丸破碎而得到的铸钢砂在外形上有较多弧面，也降低了喷砂清理的效果。
2、废钢熔炼钢坯制钢砂。用废钢经电炉熔炼，钢液凝固成钢坯，将钢坯破碎得钢砂。该方法同样经过了熔炼，因此能耗仍然很高；而且钢坯的破碎难度大，生产成本高。
3、废弃边角、切削铁屑制钢砂。用轴承生产过程中冲切、切削的边角料破碎得到。由于轴承生产过程中容易混入其他切削废料而不易分选，使得钢砂质量难以得到完全保证。
4、钢丝切丸。用拆除的废旧汽车轮胎用钢帘线切断制成。轮胎用钢帘线材料为含碳量0.70—0.75%的优质钢，材料的化学成分、气体含量和夹杂物控制严格。帘线钢丝的组织为珠光体冷强化变形态，硬度在40—50HRC之间，符合钢砂的使用条件，来源广泛，制造工艺简单。钢丝切丸没有气孔和疏松，组织均匀性好，耐磨寿命高，但由于外形为圆柱体，清理效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种易于取材、降低能耗、成本低廉、环保、耐磨的钢砂及其生产方法。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：用废旧钢丝生产的钢砂，所述的钢砂利用废旧钢丝作为原材料，经切断、破碎生产制得。废旧钢丝来源广泛且质量可靠。
所述的钢砂利用废旧轮胎用钢帘线丝或废旧钢丝绳用钢丝作为原材料，经切断、破碎生产制得。作为极其重要的汽车轮胎骨架用钢制帘线用钢丝和安全性要求极高的钢丝绳用钢丝，国家标准有着严格的要求，应为含碳0.67—0.75%的优质钢丝，化学成分稳定，有害元素及非金属夹杂物、气孔及疏松等质量限定极其严格。用这类钢丝制造的钢砂，硬度适中，组织均匀，外形为多棱角状，克服了铸钢砂的组织疏松，晶粒粗大和外形不够锋利，以及其他废旧边角料钢砂化学成分不稳定的缺点和不足。
所述的钢砂按照以下工序生产：
a．将废旧钢丝整理后切断；
b．将切断的钢丝加热后淬火；
c．烘干，去除水分；
d．进行破碎处理；
e．进行回火处理，制得钢砂。
切断后的钢丝经淬火、烘干处理再破碎，保证了破碎的容易进行，降低生产成本；破碎后再进行回火处理，更进一步保证了破碎后制得的钢砂强度符合使用要求。
所述的钢砂按照以下优选工序生产：
a．将废旧钢丝整理后切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进行破碎处理：采用循环式破碎，第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进行第三次破碎；
e．进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
以上工序中对温度、保温时间等工艺条件的进一步限定，可以制得质量更好的钢砂
所述的钢砂按照以下较佳工序生产：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
以上工序进一步限定了生产设备，保证本发明以最低的设备投入，制造出质量可靠的钢砂。
所述的钢砂按照以下最佳工序生产：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为2毫米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为820℃，保温时间为40分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为50℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为420℃，保温时间为120分钟，制得钢砂。
以上工序进一步限定的各工艺参数及生产设备，可以以最低的成本制得质量最可靠的钢砂：钢砂硬度为280—440HV，组织状态为回火屈氏体。
用废旧钢丝生产的钢砂的生产方法，它包括以下工序：
a．将废旧钢丝整理后切断；
b．将切断的钢丝加热后淬火；
c．烘干，去除水分；
d．进行破碎处理；
e．进行回火处理，制得钢砂。
所述用废旧钢丝生产的钢砂的生产方法，它包括以下优选工序：
a．将废旧钢丝整理后切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进行破碎处理：采用循环式破碎，第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进行第三次破碎；
e．进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
所述用废旧钢丝生产的钢砂的生产方法，它包括以下较佳工序：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
所述用废旧钢丝生产的钢砂的生产方法，它包括以下最佳工序：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为2毫米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为820℃，保温时间为40分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为50℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为420℃，保温时间为120分钟，制得钢砂。
本发明的有益效果根据对上述方案的叙述可知：以本方法制造的钢砂强度大、寿命长，清理效率高、消耗少；生产过程与铸钢砂熔炼工艺相比，制造环节减少，设备投入降低，节电节水，能源消耗大大下降；本发明生产的钢砂原料为废物利用，成本低，生产无污染，有利于环境保护，符合国家循环经济和可持续发展的发展国策。
具体实施方式
实施例1：
用废旧钢丝生产的钢砂，它按照以下工序生产：
a．整理废旧钢丝：将钢帘线丝从废旧轮胎上拆除并整理，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为2毫米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为820℃，保温时间为40分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；淬火后钢丝的硬度为大于712HV，显微组织为细隐晶马氏体和残余碳化物；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中，利用网带旋转烘干，去除水分，烘干温度为50℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．分选得到G18、G25、G40等规格的钢砂，分别进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为420℃，保温时间为120分钟，制得最终钢砂产品，钢砂硬度为280—440HV，组织状态为回火屈氏体。
按钢砂的不同规格包装、出厂。
实施例2：
用废旧钢丝生产的钢砂，它按照以下工序生产：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为1毫米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为780，保温时间为60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为55℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为380℃，保温时间为80分钟，制得钢砂。
实施例3：
用废旧钢丝生产的钢砂，它按照以下工序生产：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为20厘米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为860℃，保温时间为20分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为45℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为460℃，保温时间为160分钟，制得钢砂。
实施例4：
用废旧钢丝生产的钢砂，它按照以下工序生产：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为10毫米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为800℃，保温时间为30分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为50℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，破碎机进行第一次破碎后通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝重新进入破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝重新进入破碎机进行第三次破碎； 
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为400℃，保温时间为100分钟，制得钢砂。

Claims (7)

1.用废旧钢丝生产的钢砂，其特征在于：所述的钢砂利用废旧钢丝作为原材料，具体生产工序如下：
a．将废旧钢丝整理后切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进行破碎处理：采用循环式破碎，第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进行第三次破碎；
e．进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
2.根据权利要求1所述的用废旧钢丝生产的钢砂，其特征在于：所述的钢砂利用废旧轮胎用钢帘线丝或废旧钢丝绳用钢丝作为原材料。
3.根据权利要求1或2所述的用废旧钢丝生产的钢砂，其特征在于：所述的钢砂按照以下工序生产：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
4.根据权利要求1或2所述的用废旧钢丝生产的钢砂，其特征在于：所述的钢砂按照以下工序生产：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为2毫米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为820℃，保温时间为40分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为50℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为420℃，保温时间为120分钟，制得钢砂。
5.如权利要求1所述的用废旧钢丝生产的钢砂的生产方法，其特征是，它包括以下工序：
a．将废旧钢丝整理后切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进行破碎处理：采用循环式破碎，第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进行第三次破碎；
e．进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
6.根据权利要求5所述的用废旧钢丝生产的钢砂的生产方法，其特征在于：它包括以下工序：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为1毫米至20厘米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为780—860℃，保温时间为20—60分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为45—55℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为380—460℃，保温时间为80—160分钟，制得钢砂。
7.根据权利要求5所述的用废旧钢丝生产的钢砂的生产方法，其特征在于：它包括以下工序：
a．整理废旧钢丝，利用钢丝下料机将其切断，切断长度为2毫米；
b．将切断的钢丝送入连续滚筒式热处理炉加热，加热温度为820℃，保温时间为40分钟，加热后淬火，淬火介质为清水，水温不高于40℃；
c．在带有气流循环的网带式连续烘干炉中烘干，去除水分，烘干温度为50℃；
d．进入双辊式破碎机进行破碎处理：采用循环式破碎，三台破碎尺寸相同的双辊式破碎机组成生产线，第一台破碎机进行第一次破碎后通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第二台破碎机进行第二次破碎，第二次破碎后再通过自动筛选机筛选，未破碎好的钢丝进入第三台破碎机进行第三次破碎，共三次循环完成钢丝破碎；
e．进入连续式加热炉进行回火处理，加热温度为420℃，保温时间为120分钟，制得钢砂。
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