CN111843052B - 一种控制钢丝剥皮冷却的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种控制钢丝剥皮冷却的工艺，涉及金属制品表面处理的技术领域。该工艺是通过下述步骤来实现：配制水溶性冷却液、调整喷涂量、喷涂冷却、卷绕成盘、回收循环。本发明通过定量喷涂装置均匀喷洒水溶性冷却液，能够控制钢丝剥皮后的冷却效果，能够实现钢丝的均匀冷却，避免钢丝局部温度偏高，延长卷筒的使用寿命；由于本发明采用水溶性冷却液，在冷却过程中仅产生少量水蒸气，不会产生油烟，不会污染操作环境，大大改善了现场环境，保证了工作人员的身体健康；同时无油烟操作也省去了传统油烟收集和处理环节及其装置，大大了简化操作、节约成本；此外，在水溶性冷却液中含有防锈功能的无机盐，能够保证钢丝剥皮处理后短期内不会生锈。
Description
技术领域
本发明涉及金属制品表面处理的技术领域，更具体讲是一种控制钢丝剥皮冷却的工艺，适用于不同材质的弹簧钢丝。
背景技术
盘条在冶炼轧制过程中不可避免地存在一定的表面缺陷：例如表面脱碳及折叠、耳子、麻坑等。如果盘条表面存在比较严重的有害缺陷，并且在后续加工过程中不能彻底清除而带入成品钢丝中，则会直接影响后期所制作弹簧的使用寿命，因为表面缺陷很容易成为弹簧使用时的疲劳裂纹源，大大降低了弹簧的疲劳寿命。
为了尽可能减少表面缺陷对钢丝性能的影响，需要除去热轧盘条表面不同程度的微小缺陷层，进而来提高成品钢丝的表面光洁度。除去缺陷层的常用方法为钢丝剥皮处理——即钢丝经过剥皮模具除去钢丝表面在轧制过程中产生的各种缺陷及脱碳。
剥皮之后的钢丝在进入卷筒之前必须先进行冷却，否则会损伤卷筒的表面，缩短卷筒的使用寿命。为解决此技术问题，通常选用冷却润滑油进行冷却，使用该方法虽然解决了冷却问题，但是会产生一系列其它问题：1、冷却油遇到温度较高的钢丝后会蒸发而产生油烟，污染操作环境，损伤工作人员的身体健康；2、如果润滑油喷涂过多，则润滑油会滴落在操作面或设备上，致使操作现场油污不堪；3、如果润滑油喷涂过少，则会造成钢丝冷却不均匀，致使钢丝局部温度偏高，缩短卷筒的使用寿命；4、钢丝剥皮之后在进行后期热处理过程中，表面油污会高温分解而产生大量油烟，形成二次污染；5、为了解决油烟问题，在生产现场需要投入大量资金来配置相应的油烟收集装置和油烟处理装置，经处理达标后方可排放，成本高。因此，这种传统选用冷却润滑油进行冷却的工艺急需改进。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种控制钢丝剥皮冷却的工艺。本发明通过定量喷涂装置均匀喷洒水溶性冷却液，能够控制钢丝剥皮后的冷却效果，能够实现钢丝的均匀冷却，可以避免钢丝局部温度偏高，延长卷筒的使用寿命；同时不会产生油烟，不会污染操作环境，大大改善了现场环境，保证工作人员的身体健康，省去了传统油烟收集和处理环节及其装置，简化操作、节约成本；此外水溶性冷却液中的防锈无机盐能够保证钢丝剥皮处理后短期内不会生锈。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的一种控制钢丝剥皮冷却的工艺是通过下述步骤来实现的：
A、配制水溶性冷却液：根据钢丝的材质和规格，在冷却液池中配制水溶性冷却液，所述水溶性冷却液是由下述质量百分比的原料组成：硼砂0.3-0.5％、水溶性矿物盐0.5-1.5%、碳酸钠0.3-0.8%、聚合物0.5-1%，其余为水；
B、调整喷涂量：根据钢丝的直径和重量，调整水溶性冷却液的喷涂量，每吨钢丝对应的喷涂量范围值为20～40升；
C、喷涂冷却：打开电控系统，输入待剥皮的线径，控制剥皮模、喷涂装置、卷筒启动工作——即卷筒转动，带动钢丝前移，经归圆模修正后的钢丝贯穿剥皮模进行剥皮作业（剥皮前进行归圆处理，是为了保证钢丝表面剥皮的均匀性），经剥皮作业处理后的钢丝在移向卷筒的过程中被喷涂装置的喷嘴所喷出的水溶性冷却液进行均匀的喷涂冷却（在钢丝冷却过程中，部分水溶性冷却液蒸发，部分水溶性冷却液粘附在钢丝表面，剩余少量水溶性冷却液滴落到回收器及收集池进行回收）；
D、卷绕成盘：冷却后的钢丝继续前移，钢丝被卷筒卷绕成盘条状，滑落到回收器的上腔中（上腔的作用之一是用于放置盘条）；
E、回收循环：从喷涂装置的喷嘴所喷出的水溶性冷却液对钢丝进行冷却后，多余的水溶性冷却液滴落到下方的回收器的上腔中（上腔的作用之二是用于聚集多余的水溶性冷却液），进而下落汇集到位于回收器下腔中的收集池，再通过管道回收到冷却液池中进行循环再利用。
本发明中所述剥皮模、喷涂装置、卷筒均与电控系统进行电连接（通过电控系统可以控制剥皮模、喷涂装置、卷筒的开启或闭合，能够根据钢丝的直径调整剥皮模的剥皮厚度，能够根据钢丝的直径和重量调整水溶性冷却液的喷涂量）。
本发明中所述剥皮模与归圆模共线布置（保证所剥去的钢丝表面缺陷层厚度一致，提高成品钢丝的表面光洁度）；所述喷涂装置位于剥皮模与卷筒之间（对剥皮之后的钢丝及时进行冷却，避免高温钢丝损伤卷筒的表面、缩短卷筒的使用寿命），所述喷嘴位于回收器的正上方、且高于钢丝的上面（一方面，使水溶性冷却液充分接触钢丝表面，便于钢丝的冷却；另一方面，便于多余的水溶性冷却液汇集到回收器的收集池中，便于回收循环再利用）。
在本发明中所述回收器的上腔和下腔之间设置有隔板（通过隔板将回收器的内腔分为上腔和下腔），在隔板的中心区域上加工有液流孔（使上腔中聚集的多余水溶性冷却液顺利地流入位于回收器下腔中的收集池，进而回收利用）。
本发明的设计原理如下：
本发明通过定量喷涂装置均匀喷洒水溶性冷却液，能够控制钢丝剥皮后的冷却效果，能够实现钢丝的均匀冷却，进而避免钢丝局部温度偏高，延长卷筒的使用寿命；由于本发明采用的是具有冷却与润滑功能的水溶性冷却液，在冷却过程中仅仅产生的少量水蒸气，不会产生油烟，不会污染操作环境，大大改善了现场环境，保证了工作人员的身体健康；同时无油烟操作也省去了传统油烟收集和处理环节及其装置，大大了简化操作、节约成本；此外，在水溶性冷却液中含有防锈功能的无机盐，能够保证钢丝剥皮处理后短期内不会生锈。
本发明的有益技术效果如下：
本发明通过定量喷涂装置均匀喷洒水溶性冷却液，能够控制钢丝剥皮后的冷却效果，能够实现钢丝的均匀冷却，可以避免钢丝局部温度偏高，延长卷筒的使用寿命；同时不会产生油烟，不会污染操作环境，大大改善了现场环境，保证工作人员的身体健康，省去了传统油烟收集和处理环节及其装置，简化操作、节约成本；此外水溶性冷却液中的防锈无机盐能够保证钢丝剥皮处理后短期内不会生锈。
附图说明
图1 是本发明的工艺排布图。
图中序号说明：1、钢丝，2、归圆模, 3、剥皮模, 4、喷涂装置, 4-1、喷嘴, 5、卷筒，6、收集池，7、冷却液池，8、电控系统，9、回收器，9-1、隔板，9-1-2、液流孔。
具体实施方式
本发明以下结合附图（参见图1）和实施例作进一步描述：
为避免重复叙述，现将本发明具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下：
本发明中所述剥皮模（3）、喷涂装置（4）、卷筒（5）均与电控系统（8）进行电连接（通过电控系统（8）可以控制剥皮模（3）、喷涂装置（4）、卷筒（5）的开启或闭合，能够根据钢丝（1）的直径调整剥皮模（3）的剥皮厚度，能够根据钢丝的直径和重量调整水溶性冷却液的喷涂量）。
本发明中所述剥皮模（3）与归圆模（2）共线布置（保证所剥去的钢丝表面缺陷层厚度一致，提高成品钢丝的表面光洁度）；所述喷涂装置（4）位于剥皮模（3）与卷筒（5）之间（对剥皮之后的钢丝及时进行冷却，避免高温钢丝损伤卷筒的表面、缩短卷筒的使用寿命），所述喷嘴（4-1）位于回收器（9）的正上方、且高于钢丝（1）的上面（一方面，使水溶性冷却液充分接触钢丝（1）表面，便于钢丝的冷却；另一方面，便于多余的水溶性冷却液汇集到回收器（9）的收集池（6）中，便于回收循环再利用）。
在本发明中所述回收器（9）的上腔和下腔之间设置有隔板（9-1）（通过隔板（9-1）将回收器（9）的内腔分为上腔和下腔），在隔板（9-1）的中心区域上加工有液流孔（9-1-2）（使上腔中聚集的多余水溶性冷却液顺利地流入位于回收器（9）下腔中的收集池（6），进而回收利用）。
实施例一
实施例一的工艺是通过下述步骤来实现的：
A、配制水溶性冷却液：实施例一选用钢丝的化学成分质量百分比：C含量为0.56%、Si含量为1.47%、Mn含量为0.70%、Cr含量为0.67%、其余为Fe，钢丝的线径为φ6.5mm， 根据钢丝（1）的材质和规格，在冷却液池（7）中配制水溶性冷却液，所述水溶性冷却液是由下述质量百分比的原料组成：硼砂0.3％、水溶性矿物盐0.5%、碳酸钠0.3%、聚合物0.5%，其余为水；
B、调整喷涂量：根据钢丝的直径和重量，调整水溶性冷却液的喷涂量，每吨钢丝对应的喷涂量范围值为20升；
C、喷涂冷却：打开电控系统（8），输入待剥皮的线径φ6.0mm，控制剥皮模（3）、喷涂装置（4）、卷筒（5）启动工作——即卷筒（5）转动，带动钢丝（1）前移，经归圆模（2）修正后的钢丝（1）贯穿剥皮模（3）进行剥皮作业（剥皮前进行归圆处理，是为了保证钢丝表面剥皮的均匀性），经剥皮作业处理后的钢丝（1）在移向卷筒（5）的过程中被喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液进行均匀的喷涂冷却（在钢丝（1）冷却过程中，部分水溶性冷却液蒸发，部分水溶性冷却液粘附在钢丝表面，剩余少量水溶性冷却液滴落到回收器（9）及收集池（6）进行回收）；
D、卷绕成盘：冷却后的钢丝（1）继续前移，钢丝（1）被卷筒（5）卷绕成盘条状，滑落到回收器（9）的上腔中（上腔的作用之一是用于放置盘条）；
E、回收循环：从喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液对钢丝（1）进行冷却后，多余的水溶性冷却液滴落到下方的回收器（9）的上腔中（上腔的作用之二是用于聚集多余的水溶性冷却液），进而下落汇集到位于回收器（9）下腔中的收集池（6），再通过管道回收到冷却液池（7）中进行循环再利用。
实施例二
实施例二的工艺是通过下述步骤来实现的：
A、配制水溶性冷却液：实施例一选用钢丝的化学成分质量百分比：C含量为0.65%、Si含量为1.45%、Mn含量为0.73%、Cr含量为0.67%、V含量0.11%、其余为Fe，钢丝的线径为φ8.0mm， 根据钢丝（1）的材质和规格，在冷却液池（7）中配制水溶性冷却液，所述水溶性冷却液是由下述质量百分比的原料组成：硼砂0.4％、水溶性矿物盐0.8%、碳酸钠0.5%、聚合物0.8%，其余为水；
B、调整喷涂量：根据钢丝的直径和重量，调整水溶性冷却液的喷涂量，每吨钢丝对应的喷涂量范围值为25升；
C、喷涂冷却：打开电控系统（8），输入待剥皮的线径φ7.5mm，控制剥皮模（3）、喷涂装置（4）、卷筒（5）启动工作——即卷筒（5）转动，带动钢丝（1）前移，经归圆模（2）修正后的钢丝（1）贯穿剥皮模（3）进行剥皮作业（剥皮前进行归圆处理，是为了保证钢丝表面剥皮的均匀性），经剥皮作业处理后的钢丝（1）在移向卷筒（5）的过程中被喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液进行均匀的喷涂冷却（在钢丝（1）冷却过程中，部分水溶性冷却液蒸发，部分水溶性冷却液粘附在钢丝表面，剩余少量水溶性冷却液滴落到回收器（9）及收集池（6）进行回收）；
D、卷绕成盘：冷却后的钢丝（1）继续前移，钢丝（1）被卷筒（5）卷绕成盘条状，滑落到回收器（9）的上腔中（上腔的作用之一是用于放置盘条）；
E、回收循环：从喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液对钢丝（1）进行冷却后，多余的水溶性冷却液滴落到下方的回收器（9）的上腔中（上腔的作用之二是用于聚集多余的水溶性冷却液），进而下落汇集到位于回收器（9）下腔中的收集池（6），再通过管道回收到冷却液池（7）中进行循环再利用。
实施例三
实施例三的工艺是通过下述步骤来实现的：
A、配制水溶性冷却液：实施例一选用钢丝的化学成分质量百分比：C含量为0.58%、Si含量为1.65%、Mn含量为0.59%、Cr含量为1.048%、V含量0.13%、其余为Fe，钢丝的线径为φ10.0mm， 根据钢丝（1）的材质和规格，在冷却液池（7）中配制水溶性冷却液，所述水溶性冷却液是由下述质量百分比的原料组成：硼砂0.5％、水溶性矿物盐1.5%、碳酸钠0.8%、聚合物1%，其余为水；
B、调整喷涂量：根据钢丝的直径和重量，调整水溶性冷却液的喷涂量，每吨钢丝对应的喷涂量范围值为40升；
C、喷涂冷却：打开电控系统（8），输入待剥皮的线径φ9.5mm，控制剥皮模（3）、喷涂装置（4）、卷筒（5）启动工作——即卷筒（5）转动，带动钢丝（1）前移，经归圆模（2）修正后的钢丝（1）贯穿剥皮模（3）进行剥皮作业（剥皮前进行归圆处理，是为了保证钢丝表面剥皮的均匀性），经剥皮作业处理后的钢丝（1）在移向卷筒（5）的过程中被喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液进行均匀的喷涂冷却（在钢丝（1）冷却过程中，部分水溶性冷却液蒸发，部分水溶性冷却液粘附在钢丝表面，剩余少量水溶性冷却液滴落到回收器（9）及收集池（6）进行回收）；
D、卷绕成盘：冷却后的钢丝（1）继续前移，钢丝（1）被卷筒（5）卷绕成盘条状，滑落到回收器（9）的上腔中（上腔的作用之一是用于放置盘条）；
E、回收循环：从喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液对钢丝（1）进行冷却后，多余的水溶性冷却液滴落到下方的回收器（9）的上腔中（上腔的作用之二是用于聚集多余的水溶性冷却液），进而下落汇集到位于回收器（9）下腔中的收集池（6），再通过管道回收到冷却液池（7）中进行循环再利用。
Claims (4)
1.一种控制钢丝剥皮冷却的工艺，其特征在于：所述工艺是通过下述步骤来实现的：
A、配制水溶性冷却液：根据钢丝（1）的材质和规格，在冷却液池（7）中配制水溶性冷却液，所述水溶性冷却液是由下述质量百分比的原料组成：硼砂0.3-0.5％、水溶性矿物盐0.5-1.5%、碳酸钠0.3-0.8%、聚合物0.5-1%，其余为水；
B、调整喷涂量：根据钢丝的直径和重量，调整水溶性冷却液的喷涂量，每吨钢丝对应的喷涂量范围值为20～40升；
C、喷涂冷却：打开电控系统（8），输入待剥皮的线径，控制剥皮模（3）、喷涂装置（4）、卷筒（5）启动工作——即卷筒（5）转动，带动钢丝（1）前移，经归圆模（2）修正后的钢丝（1）贯穿剥皮模（3）进行剥皮作业，经剥皮作业处理后的钢丝（1）在移向卷筒（5）的过程中被喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液进行均匀的喷涂冷却；
D、卷绕成盘：冷却后的钢丝（1）继续前移，钢丝（1）被卷筒（5）卷绕成盘条状，滑落到回收器（9）的上腔中；
E、回收循环：从喷涂装置（4）的喷嘴（4-1）所喷出的水溶性冷却液对钢丝（1）进行冷却后，多余的水溶性冷却液滴落到下方的回收器（9）的上腔中，进而下落汇集到位于回收器（9）下腔中的收集池（6），再通过管道回收到冷却液池（7）中进行循环再利用。
2.根据权利要求1所述的一种控制钢丝剥皮冷却的工艺，其特征在于：所述剥皮模（3）、喷涂装置（4）、卷筒（5）均与电控系统（8）进行电连接。
3.根据权利要求1所述的一种控制钢丝剥皮冷却的工艺，其特征在于：所述剥皮模（3）与归圆模（2）共线布置；所述喷涂装置（4）位于剥皮模（3）与卷筒（5）之间，所述喷嘴（4-1）位于回收器（9）的正上方、且高于钢丝（1）的上面。
4.根据权利要求1所述的一种控制钢丝剥皮冷却的工艺，其特征在于：在所述回收器（9）的上腔和下腔之间设置有隔板（9-1），在隔板（9-1）的中心区域上加工有液流孔（9-1-2）。
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