一種精細鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線及工藝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬制品的防腐蝕技術，具體涉及一種精細鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線及工藝方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)今鋼材腐蝕嚴重，鋼材表面熱浸鍍是鋼材防腐最有效的手段之一。目前熱浸耐蝕金屬鍍層主要有鋅、鋁和鋅-鋁合金三種鍍層，而鋅-鋁合金是近年來開發(fā)的一種優(yōu)良熱浸鍍層，它的耐蝕性優(yōu)于純鋅鍍層，而電化學防護性能勝于純鋁鍍層，還具有優(yōu)良的成型性、可焊性和良好的外觀。Galfan合金鍍層更是由于其良好的耐蝕性能和力學性能為鋼絲生產(chǎn)企業(yè)所普遍采用。
[0003]Galfan合金主要有單浸鍍和雙浸鍍兩種工藝。Galfan合金單鍍法工藝流程短，節(jié)省了能源和物資的消耗，鍍層的顯微結構也比較容易控制。Luo B H, Bai Z H(LuoB H，Bai Z H, Xie Y Q.The effects of trace Sc and Zr on microstrcture andinternalfrict1n of Zn_Al eutectoid alloy[J].Materials Science and EngineeringA, 2004, 370:172-176)等人提出，由于Galfan鍍液中增加了 A1元素，鍍液溫度、助鍍劑類型選擇、助鍍劑烘干程度、浸鍍時間等工藝參數(shù)均產(chǎn)生了變化，鍍層質(zhì)量及厚度變化規(guī)律不易于探索，而按照傳統(tǒng)鍍鋅工藝參數(shù)獲得的鍍層存在漏鍍、毛刺多、鋅瘤多等缺陷，所以單鍍法工藝一直未被工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模使用。國內(nèi)大多數(shù)鋼絲鍍Galfna合金采用先鍍鋅后鍍Galfna合金的雙鍍法，雙鍍法已在工業(yè)上廣泛應用，其不足之處在于該方法生產(chǎn)成本高，由于鍍層與基體之間存在比較厚的脆性Fe-Zn合金層導致機械性能差，鍍層的韌性、鍍層與基體之間的結合力都很低。在鋼絲制品競爭激烈的今天，高成本的雙鍍Galfna合金制品，又很難被市場接受，因此，研究新的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，提高鍍層的機械性能將大大提高鋅鋁合金鍍層產(chǎn)品的競爭力，對其在我國的推廣應用意義重大。
[0004]傳統(tǒng)的電鍍鋅具有良好抗疲勞性能，但是耐蝕性較差；而傳統(tǒng)熱浸鍍鋅具有良好的耐蝕性能，但過渡層存在硬脆的Fe-Zn合金相，不利于鍍鋅鋼絲后序拉拔。張倫，劉紅芳等(電鍍鋅鋼絲繩鋅層質(zhì)量的改善1003-4226，2012.05.007金屬制品)采用熱鍍工藝對精細鋼絲進行熱浸鍍，鍍后試樣表面質(zhì)量較差，會出現(xiàn)大量鋅瘤堆積現(xiàn)象，且提出的熱鍍法的熱鍍鋅作業(yè)耗能高、耗鋅量高，生產(chǎn)成本較高，不利于工業(yè)的進一步應用。
[0005]目前國內(nèi)外研制生產(chǎn)粗規(guī)格的鋼絲較多，并且工藝也成熟，由于較細鋼絲抗拉強度小，拉拔過程易斷，細鋼絲生產(chǎn)中抹試問題一直不能解決，鋼絲的上鋅量不易控制，易出現(xiàn)鋅瘤堆積現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種精細鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線及工藝方法。該生產(chǎn)線引入高頻感應加熱裝置對鋼絲進行烘干預熱處理，顯著縮短了烘干時間，引入氣體抹試裝置進行氣體抹試，保證了鋼絲表面的均勻性，同時對鋅鍋進行改進，設計為水平溢流式雙鋅鍋結構，能夠更好地控制上鋅量，能耗低，更方便管理。該工藝方法不僅滿足了鋼絲耐蝕性的基本要求，還解決了單獨Galfan漏鍍、鋅瘤多等缺陷，也解決了雙鍍Galfan合金高成本、機械性能差的問題。
[0007]本發(fā)明解決所述生產(chǎn)線技術問題采用的技術方案是:提供一種精細鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線，其特征在于該生產(chǎn)線包括按工藝條件依次連接的放線機、助鍍槽、高頻感應加熱裝置、鋅鍋、氣體抹試裝置、水冷裝置和收線機，在高頻感應加熱裝置和鋅鍋之間設置有前定心調(diào)整輥，在鋅鍋和收線機之間設置有后定心調(diào)整輥；
[0008]所述鋅鍋為水平溢流式雙鋅鍋結構，包括大鋅鍋和小鋅鍋，大鋅鍋內(nèi)安裝有鋅栗，大鋅鍋采用浸入式合金管電加熱，小鋅鍋采用耐蝕合金鋅鍋，小鋅鍋沿生產(chǎn)線方向浸入到大鋅鍋內(nèi)，小鋅鍋上設有鋅液入口和溢流口，通過鋅栗將大鋅鍋內(nèi)的鋅液抽入到小鋅鍋內(nèi)，通過溢流口將小鋅鍋內(nèi)的鋅液溢流回大鋅鍋；
[0009]所述氣體抹試裝置包括氮氣供給單元、氣刀和氣刀安裝架，在大鋅鍋內(nèi)壁上部，且在小鋅鍋后方安裝有氣刀支架，氣刀支架上安裝有氣刀，且氣刀能在氣刀支架上前后移動，氮氣供給單元與氣刀相連。
[0010]本發(fā)明解決所述工藝方法技術問題采用的技術方案是:提供一種精細鋼絲熱鍍鋅鋁合金的工藝方法，該工藝方法使用上述的生產(chǎn)線，具體工藝步驟是:
[0011](1)對直徑為0.6-1.2mm的鋼絲進行電鍍鋅處理，得到電鍍鋅鋼絲；
[0012](2)將步驟(1)的電鍍鋅鋼絲裝入放線機，控制鋼絲走線速度為40-50m/min，在常溫下直接浸入助鍍槽內(nèi)的助鍍劑中，進行助鍍，得到助鍍后的鋼絲；
[0013](3)經(jīng)過步驟(2)的鋼絲進入高頻感應加熱裝置中，烘干至助鍍后的鋼絲表面的助鍍劑鹽膜出現(xiàn)熔融為止；其中高頻感應加熱裝置中的感應加熱電流為8-22A ;
[0014](4)調(diào)整鋅鍋前后的前定心調(diào)整輥和后定心調(diào)整輥的位置，將步驟(3)烘干后的鋼絲浸入鋅鍋進行熱浸鍍；
[0015](5)將步驟(4)熱浸鍍后的鋼絲提出鋅鍋，在氣體抹試裝置中進行氣體抹試，控制氣體抹試中氣體溫度為380-450°C，氣流量為2-4m3/h，氣體壓力為0.4-0.8MPa ；
[0016](6)通過水冷裝置采用循環(huán)水對步驟(5)處理后的鋼絲進行降溫冷卻，調(diào)節(jié)收線，實現(xiàn)鋼絲熱鍍鋅鋁合金。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]1)本發(fā)明生產(chǎn)線中采用高頻感應加熱裝置對鋼絲進行烘干及預熱，能夠快速地將助鍍后的鋼絲進行烘干，顯著縮短烘干時間。
[0019]2)本發(fā)明生產(chǎn)線采用氣體抹試裝置，氣刀可以在氣刀支架上前后移動，可以更方便地調(diào)整鋼絲的上鋅量，氮氣供給單元為在線既熱加熱系統(tǒng)，可以自動設定氮氣的加熱溫度，實現(xiàn)氣體溫度的自動控制。
[0020]3)傳統(tǒng)的傾斜式雙獨立鋅鍋結構，由于傾斜放置，增加了擺放及設計難度，同時此種鋅鍋流出的鋅液量很大，易發(fā)生噴射現(xiàn)象，不好控制；且雙獨立鋅鍋為兩套加熱系統(tǒng)，不易管理，操作麻煩，能耗大，不能有效控制鋼絲出口的上鋅量。本發(fā)明生產(chǎn)線中采用水平溢流式雙鋅鍋結構，由大鋅鍋為小鋅鍋供給熱量，鍍鋅時小鋅鍋的鋅液由鋅栗從大鋅鍋里抽出供給，鋼絲穿過小鋅鍋實現(xiàn)鍍鋅。鋅液從小鋅鍋的溢流口溢流回大鋅鍋。鋅栗為特殊的耐蝕結構，工作時鋅栗浸入在大鋅鍋中，將鋅液抽入到小鋅鍋中。采用變頻結合溢流控制方式控制鋅栗的流量以保證小鋅鍋鋅液面的高度恒定。
[0021]4)對于精細鋼絲來說采用傳統(tǒng)的木炭抹拭，由于木炭顆粒較大易燃燒，并且鍍層均勻性差，因此起不到抹拭效果；而新型的電磁抹拭，由于鋼絲較細，電磁場內(nèi)的高溫易使細鋼絲燒斷或者改變其力學性能。本發(fā)明工藝方法采用氣體抹試方式，選擇熱氮氣為保護性氣體，能夠有效控制鋼絲的上鋅量，并保證了鋼絲表面的均勻性。
[0022]5)本發(fā)明克服了單鍍Galfan合金易產(chǎn)生的漏鍍的問題，應用電鍍法代替雙鍍法的第一步鍍鋅，不僅使提高了鋼絲的抗疲勞性能及塑性，且該工藝方法得到的產(chǎn)品表面更平整光亮、耐腐蝕性強、鍍層組織致密、上鋅量高。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明精細鋼絲熱鍍鋅鋁合金的生產(chǎn)線一種實施例