CN1042853A - 无动力高压除鳞方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明为无动力高压除鳞方法及装置，属于高碳、合金钢及其它有色金属线材、钢丝拉拔除鳞技术，用来配合各种形式的拉拔机，实现无酸洗拉拔。本发明利用流体动力效应清除线材表面上的氧化铁皮，本发明的装置由预除鳞装置、流体动力除鳞装置和清除装置三部分组成，其中，流体动力除鳞装置由除鳞介质盒、搅动轮和流体除鳞腔体三部分组成。本装置无需施加外力，结构简单，除鳞效果好，对Fe₃O₄、Fe₂O₃、CuO和Cu₂O等氧化皮均有效。

Description

本发明为无动力高压除鳞方法及装置，属于高碳、合金钢、其它有色金属线材、钢丝拉拔除鳞技术，用来配合各种形式的拉拔机，实现无酸洗拉拔。

拉拔前的线材除鳞，一般都用酸洗，为消除酸洗对环境污染的危害，改善工人劳动条件，国内外使用机械除鳞，其形式有弯曲辊除锈、喷丸去锈、刷子去锈、研磨箱去锈、微剥光磨削去锈，针铣去锈、超声波去锈、电解及高压水去锈等，如专利SU869898，SU1326359，SU2809291中所给出的，或上述方法的某些组合。但上述这些去锈方法及装置，存在不少缺点，需要外加动力，消耗大量能源，机构复杂，造价较高，有些易损件更换频繁、维修费用高。

为此，本发明提供一种无动力高压除鳞方法及装置，它借助线材运动，带动除鳞介质（即磨料）进入与线材直径有一定关系的除鳞腔体内，使磨料在此装置中产生流体动力效应，产生压力并且形成无序的（布朗）运动，从而达到对线材的除鳞目的，实现在线连续无酸洗拉拔。

本发明的无动力高压除鳞方法如下：

在盘条放线架和拔丝机之间放置装有除鳞介质（磨料）的盒子和一个内孔壁为圆锥收敛楔的流体除鳞腔体，在拉拔机的带动下，盘条放线架上的线材穿过介质盒并使运动的线材表面附上除鳞介质，然后通过流体除鳞腔体，流体除鳞腔体的内孔直径分为三段，在线材入口段的孔径与拉拔线材直径的间隙要略大于线材出口段的孔径与拉拔线材直径具有的间隙，在入口段的孔径与出口段孔径之间，即流体除鳞腔体的中间孔径为最大，使该段能存聚除鳞介质，使出口段流出的除鳞介质小于入口段流入的除鳞介质，从而使除鳞介质在流体除鳞腔体中间较大孔径处积聚，使流体除鳞腔体三段内孔形成升压腔、高压腔和降压腔三部分，产生流体除鳞效果。

本发明方法的原理为：

线材运动能够带动具有一定附着力的介质运动，使之形成流体，随线材运动而进入流体除鳞腔体内，其腔体内孔是由上述的升压、高压和降压三段组成，该腔体内孔因与运动线材保持一定关系，并且具有收敛楔作用，随线材运动的介质必然产生流体动力效应，随线材运动的介质不断进入升压腔，在高压腔中积聚，由于降压腔与线材的间隙较小，介质的流出量远远小于进入量，介质就在高压腔中形成高压，另外，由于降压腔与线材间的间隙较小，除鳞介质必须变形成粉末才能随线材流出，这样除鳞介质就具有一定的压力，此压力必然使介质向入口处反流，介质在流体除鳞腔体中形成动平衡，此时，介质达到最高压力，压力值最低约200Kg/cm²以上，在此压力作用下，介质与线材表面相接触，进入降压腔并流出，这样介质和线材必然有挤压摩擦作用，由于介质具有一定粒度、硬度和强度，在与被除掉的氧化皮一起变为粉末运动的过程中而达到除鳞的目的。

对于脆性氧化皮（如Fe₃O₄）可先经预除鳞（弯曲辊）后再采用流体动力除鳞，对脆性较小的氧化皮（如Fe₂O₃和有色金属氧化物）可不用预除鳞，直接用流体动力除鳞即可。

由于介质在除鳞过程中，介质与除掉的氧化皮一起变为粉末，必然在线材表面上附着一定量的粉末，因而，必须经清除装置将其表面拭净，清除装置可有多种多样的形式，以能良好除净线材表面上的粉末为准，例如，如采用施一般压力的棉纱纤维擦拭，也可用2～3Kg/cm²压力水冲洗，布轮擦拭和用3～5Kg/cm²空气吹之，或上述方式的组合等。

本发明的除鳞方法采用的除鳞介质，可以从一般磨料中选取具有一定的粒度、硬度和强度的磨料。介质硬度与强度与所要除鳞的线材的基体有关，一般介质的强度要比线材的基体稍小一些，而硬度则稍大一些。这样在除鳞时，介质挤压线材表面但不能被挤压进入线材;或者介质硬度和强度比基体稍小一点，在其受到挤压粉碎时，能除去氧化铁。当介质粒度大时，可选用硬度和强度小的介质，若介质硬度和强度高时，可选粒度小些的。

例如：高碳钢盘条除鳞，其除鳞介质为Fe₃O₄矿砂和SiO₂硅砂皆可，其粒度为25～70目。

对低碳钢盘条除鳞介质用河砂。

对紫铜表面氧化皮，除鳞介质可用SiO₂硅砂，粒度为20～40目。

除鳞介质粒度和流体除鳞腔体入口段孔径与拉拔线材直径的间隙之间的关系为：

除鳞介质粒度/间隙＝0.4～0.8

本发明的无动力高压除鳞装置是由预除鳞装置（弯曲辊）、流体动力除鳞装置和清除装置三部分组成，本发明的核心为流体动力除鳞装置，下面进行详细介绍。

下面结合附图对本发明的流体动力除鳞装置进行介绍。

图1是本发明的流体动力除鳞装置的结构示意图。

图2是本发明的流体动力除鳞装置的主体装配图。

本发明的流体动力除鳞装置是由除鳞介质盒1，搅动轮2和流体除鳞腔体3三部分组成。

除鳞介质盒1为一矩形盒，其内装有上下两个搅动轮2和除鳞介质5;搅动轮2为圆形轮，该圆形轮的轮面上有一圆槽4，上下两个圆形轮的圆槽4组成的孔型要比所要除鳞的线材直径稍大一些。也可以去掉下搅动轮，只用上搅动轮。

流体除鳞腔体3是由入口导管6、紧固内套7、紧固外套8、升压管9、密封垫10、降压管11和出口管12组成。流体除鳞腔体3通过入口导管6和出口导管12固定在与除鳞介质盒1连接在一起的框架13内，入口导管6前端与除鳞介质盒1上的圆孔14相配合，入口导管6外壁上的凸肩15卡在除鳞介质盒壁上，入口导管6后接升压管9、密封垫10、降压管11和出口管12;出口管12为一带外螺纹的圆柱体和六角柱体25组成，出口管12从框架13的孔16中伸出一部分，出口管12的外螺纹与孔16上的内螺纹相配合，从而将流体除鳞腔体3拧紧并固定在除鳞介质盒1和框架13之间。

入口管6、升压管9、密封垫10、降压管11和出口管12内有大于线材直径的孔腔，此孔腔相对应的分为入口腔18、升压腔19、高压腔20、降压腔21和出口腔22五部分，其中，升压腔与线材的间隙要大于降压腔与线材的间隙，高压腔的孔径最大以积聚除鳞介质。除鳞介质随运动线材进入各孔腔后，除鳞介质产生的压力在上述五个孔腔中相应形成升压区、高压区和降压区。

为使高压区在流体除鳞腔体3中良好密封，把升压管9、密封垫10和降压管11装在内孔为圆柱形，外壁为锥形的紧固内套7中，紧固内套7可从中心沿其轴线开一个窄长细缝，再把紧固内套7装在内孔为锥形、外部为圆柱形的紧固外套8中使之锁紧，紧固内外套端面开有圆孔，以使线材及除鳞介质穿过，紧固内外套的尺寸以能满足紧固密封高压除鳞介质为准。

流体除鳞腔体3的外形尺寸要能保证强度。关键是其形成的内腔尺寸，其内腔尺寸与除鳞线材直径D、除鳞介质粒度、强度及硬度有关。流体除鳞腔体孔腔直径要略大于线材直径D，各部分尺寸最好为：入口导管6的内孔为具有55～65°锥角的流线型锥体，最小孔径为D+0。7～1mm，长度一般为（5～7）D;升压管的内孔为一直孔腔，孔径为D+0.4～1mm，长度可为25～75mm，也可将内孔做成锥形孔腔，沿拉拔方向逐渐减小，锥角为8～16°，其最小孔径为D+0.4～1mm，内孔还可以做成具有入口带、等径带和出口带的形状，等径带直径为D+0.4～1mm，入口带的锥角为8～12°，出口带锥角为60～90°。密封垫10为一内孔带有V形槽的圆环，其内径应比升压管孔径大0.5～2.0倍，以形成高压腔。降压管11与具有三个带的升压管孔腔形状相同，只是等径带长度及直径较小，为1.5～8mm，孔径要小于升压管的孔径，孔径可为D+0.3～0.8mm。出口管12的长度可为25～50mm，锥度为12～18°。

出口管12的外形一部分为带螺纹的圆柱体，一部分为六角形，圆柱体外螺纹与框架13的孔16上的内螺纹相配合，通过六角形用扳手拧紧或松动流体除鳞腔体3;其内孔形状为一锥形，孔径沿拉拔方向从小到大，最小直径为（2.5～3）D，锥形的斜度应尽量大些，便于除鳞后介质和氧化皮粉末流出。

上述各孔腔间相接处要用软金属（如紫铜、铝、铅等）密封，尤其是高压腔和降压腔间连接更为重要，各腔要组成一个密封的整体。

本发明的流体动力除鳞装置的原理和工作过程如下：

将本装置放在盘条放线架和拔丝机之间，通过被拉拔的线材与拔丝机相连，在拔丝机的作用下，带有氧化皮的线材穿过介质盒1和流体除鳞腔体进行除鳞。

对于脆性氧化皮（如Fe₃O₄）可先经预除鳞（弯曲辊），对脆性较小的氧化皮（如Fe₂O₃和其它金属氧化物）可不通过预除鳞，然后将线材通过除鳞介质盒中的除鳞介质和搅动轮形成的孔型，依靠线材的运动，带动除鳞介质使之形成流体并随线材的运动而进入流体除鳞腔体内，除鳞介质及线材同时经过入口腔、升压腔、降压腔和出口腔，除鳞介质在高压腔中积聚，由于出口腔与线材间隙较小，介质流出量小于进入量，这样，除鳞介质就在高压腔中形成高压，此高压必然使除鳞介质向入口腔反流，介质在流体除鳞腔体中形成动平衡，此时，介质在高压腔中形成最高压力，此压力值最低约200Kg/cm²以上，在此压力作用下，介质与线材表面相接触，使之形成粉末，介质在高压作用下向降压腔中流入，同时，在线材的带动下，通过降压腔等径带流出而产生降压过程。由于线材一方面带着除鳞介质运动使之形成高压，另一方面又带着杂质由降压腔中少量流出，这样使进入腔内的介质呈无序（布朗）运动。线材与无序运动介质相接触，并在高压作用下，向降压腔运动的介质和线材必然有挤压摩擦作用，从而达到去除线材表面氧化皮的目的。总之，在运动的线材带动下的除鳞介质形成流体，并能产生流体动力效应，即是本发明的原理及根据。

由于通过流体动力除鳞，介质是由具有一定粒度变为粉末，必然会在线材的表面上附有氧化皮和除鳞介质粉末，必须经清除装置将其拭净，清除装置形式可以多种多样，可采用施以一般压力的棉纱纤维擦拭，也可用2～3Kg/cm²压力水冲洗，布轮擦拭和3～5Kg/cm²空气吹之或上述方法的组合。

除鳞介质如前所述。

本发明的流体动力除鳞方法及装置具有下述优点：

1.无需施加外力，只要通过被拉拔的线材与拉拔机相连，即可完成除鳞，实现无酸洗拉拔，所需牵引力一般约为150～200Kg左右。

2。结构简单，造价便宜。

3.除鳞效果好，如对70^＃盘条表面有Fe₂O₃+Fe₃O₄氧化皮，采用本发明除鳞效果可达90～96%。

4.除鳞范围广泛，对Fe₃O₄、Fe₂O₃、CuO、Cu₂O等厚、薄氧化皮均能除掉。

5。所使用的除鳞介质，资源丰富，用量不大。

Claims (10)

1、一种用于线材或钢丝拉拔除鳞的无动力高压除鳞方法，其特征在于在盘条放线架和拔丝机之间放置装有除鳞介质的盒子和一个内孔壁为圆锥收敛楔的流体除鳞腔体，在拉拔机的带动下，盘条放线架上的线材穿过介质盒并使运动的线材表面附上除鳞介质，然后通过流体除鳞腔体，流体除鳞腔体的内孔直径分为三段，在线材入口段的孔径与拉拔线材的间隙要略大于线材出口段的孔径与拉拔线材的间隙，在入口段和出口段孔径之间有一个最大的孔径，使出口段流出的除鳞介质小于入口段流入的除鳞介质，从而使除鳞介质在流体除鳞腔体中间较大孔径处积聚，使流体除鳞腔体三段内孔形成升压腔、高压腔和降压腔三部分，产生流体除鳞效果，由流体除鳞腔体中出来的线材经清除装置去掉线材表面上的粉末后进入拔丝机。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于对于脆性氧化皮可先经预除鳞后再采用流体动力除鳞。

3、根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于所说的除鳞介质粒度与流体除鳞腔体入口段孔径和拉拔线材直径的间隙的比为0.4～0.8。

4、适用于权利要求1的除鳞方法所用的流体动力除鳞装置，其特征在于所说的除鳞装置由除鳞介质盒、搅动轮和流体除鳞腔体组成，所说的除鳞介质盒为一矩形盒，其内装有搅动轮和除鳞介质，搅动轮为带有圆槽的圆形轮，两个圆形轮的圆槽组成的孔型大于所拉拔的线材直径，所说的流体除鳞腔体由紧固内套、紧固外套、入口导管、升压管、密封垫、降压管和出口管组成，入口导管、升压管、密封垫、降压管和出口管内有大于线材直径的孔腔，分为入口腔、升压腔、高压腔、降压腔和出口腔，其中升压腔与线材的间隙要小于降压腔与线材的间隙，高压腔的孔径最大。

5、根据权利要求4所述的除鳞装置，其特征在于所说的入口腔、升压腔、高压腔、降压腔和出口腔的各孔腔相接处要用软金属密封成一体。

6、根据权利要求5所述的除鳞装置，其特征在于所说的升压管、密封垫和降压管装在一个内孔为圆柱形，外壁为锥形并沿其轴线开一窄长细缝的紧固内套中，紧固内套装在一个内孔为锥形、外壁为圆柱形的紧固外套中，紧固外套的端面开有能使线材和除鳞介质通过的圆孔。

7、根据权利要求6所述的除鳞装置，其特征在于所说的流体动力除鳞腔体通过入口导管和出口管固定在与除鳞介质盒连接在一起的框架内，入口导管前端与除鳞介质盒壁上的圆孔相配合，入口导管外壁上的凸肩卡在除鳞介质盒壁上，入口导管后接升压管、密封垫、降压管和出口管，出口管为一带外螺纹的圆柱体和六角柱体组成，出口管从框架的孔（16）中伸出一部分，出口管的外螺纹与孔（16）上的内螺纹相配合。

8、根据权利要求4、5、6和7所述的除鳞装置，其特征在于所说的入口导管的内孔为具有55～65°锥角的流线型锥体，最小孔径为被拉拔的线材直径D+0.7～1mm，长度为（5～7）D，升压管的内孔为一直孔腔，孔径为D+0.4～1mm，长度为25～75mm，密封垫为一内孔带有V形槽的圆环，其孔径比升压管孔径大0.5～2倍，降压管的内孔由入口带、等径带和出口带组成，等径带的孔径要小于升压管的孔径，其孔径为D+0.3～0.8mm，入口带的锥角为8～12°，出口带锥角为60～90°，等径带的长度为1.5～8mm，出口管的长度为25～60mm，其内孔形状为一锥形，孔径沿拉拔方向由小到大，最小孔径为（2～3）D，锥度为12～18°。

9、根据权利要求8所述的除鳞装置，其特征在于所说的升压管的内孔为一锥形孔腔，沿拉拔方向逐渐减小，锥角为8～16°，其最小孔径为D+0.4～1mm。

10、根据权利要求8所述的除鳞装置，其特征在于所说的升压管的内孔是由入口带、等径带和出口带组成，等径带直径为D+0.4～1mm，入口带的锥角为8～12°，出口带锥角为60～90°。