كيفية إزالة الترسبات من الأسلاك الفولاذية: الطرق الميكانيكية مقابل الطرق الكيميائية للرسم النظيف

يحمل ملف من قضبان الأسلاك الفولاذية المدرفلة على الساخن ما يصل إلى 20 كجم من قشور الطحن لكل طن. أدخل هذا المقياس في قالب رسم وسيتصرف مثل الحبيبات السائبة: يتسارع تآكل القالب، ويخدش سطح السلك، وترتفع معدلات الرفض في عمليات المعالجة الباردة أو الجلفنة أو الطلاء. وبالتالي فإن كيفية إزالة الترسبات من الأسلاك الفولاذية هي قرار تخطيط الإنتاج، وليس تفاصيل الصيانة.

تتشكل قشور المطحنة عندما يتم لف السلك على الساخن عند درجة حرارة 900-1200 درجة مئوية ثم يبرد في الهواء. طبقة الأكسيد الهشة أصعب من المعدن الأساسي وتحتوي على ثلاثة مركبات: الووستيت (FeO) الأقرب إلى الفولاذ، والمغنتيت (Fe3O4) في المنتصف، والهيماتيت (Fe2O3) في الخارج. يقوم المصنع الذي يتسلم 50000 طن من القضبان سنويًا بمعالجة 500 إلى 1000 طن من هذا الأكسيد الكاشط، وكل جرام متبقي على السطح يقلل من عمر الأداة ويقلل من جودة المنتج.

لماذا يجب عليك إزالة الترسبات من الأسلاك الفولاذية قبل الرسم

لا يمكن سحب الأسلاك الفولاذية بشكل اقتصادي باستخدام قشور الطحن على السطح. تبلغ قوة طبقة الأكسيد ما بين 400 إلى 600 فولت عالي، أي ما يقرب من ضعف صلابة الأسلاك الملدنة أو منخفضة الكربون، وتتكسر إلى جزيئات حادة داخل منطقة تلامس القالب.

هذه الجسيمات تسبب ثلاث مشاكل قابلة للقياس. يزداد تآكل القالب بنسبة 40 إلى 60 بالمائة في المصانع التي تستخدم قضبانًا غير منزوعة القشور، لأن القشور تعمل كمادة كاشطة بين السلك والكربيد أو قالب الماس. تنخفض جودة السطح عندما يتم ضغط الجزيئات المكسورة في السلك، مما يؤدي إلى حدوث خدوش طولية تسبب رفض خطوط التثبيت أو الزنبرك أو سلك الإطارات. يفشل التصاق الطلاء عندما تمنع بقايا الحجم طلاء فوسفات الزنك أو الجير، مما يترك حامل مواد تشحيم غير متساوٍ وقوى سحب أعلى.

• الووستايت (FeO): الطبقة الأكثر سمكًا، والأنعم بين الطبقات الثلاثة، تذوب بسهولة أكبر في الحمض الخفيف.
• المغنتيت (Fe3O4): كثيف ومترابط بإحكام؛ الطبقة التي تقاوم الانحناء الميكانيكي.
• الهيماتيت (Fe2O3): طبقة خارجية رقيقة، صلبة وهشة؛ الكسور الأولى أثناء الانحناء.

تكلفة تخطي إزالة الترسبات تقوم طاحونة الأسلاك التي تبلغ طاقتها 50000 طن والتي تتخطى عملية إزالة الترسبات بدفع ما يصل إلى 1000 طن من الأكسيد الكاشط من خلال قوالبها كل عام، وتبلغ المصانع عادةً عن عمر افتراضي أقصر بنسبة 40-60٪ بالإضافة إلى ارتفاع قابل للقياس في رفض السطح.

كيفية إزالة الترسبات من الأسلاك الفولاذية ميكانيكيًا: الثني، والتنظيف بالفرشاة، والتفجير بالهواء

إزالة الترسبات الميكانيكية يزيل 85 إلى 95 بالمائة من طبقة الأكسيد عن طريق ثني السلك بشكل متكرر على البكرات وتجريد المقياس المخفف بالفرش أو نفاثات الهواء. إنه الخيار الافتراضي للرسم على الخط لأنه لا ينتج أي حمض، ولا ماء شطف، ولا نفايات سائلة، ويعمل بنفس سرعة خط الرسم.

يمر السلك فوق عدة بكرات في اتجاهات متناوبة، وكل انحناء يمد الطبقة السطحية. تتشقق القشرة الهشة وتنفصل في شكل رقائق؛ تقوم الفرش الفولاذية الدوارة والهواء المضغوط بإزالة الجزيئات قبل دخول السلك إلى صندوق القالب. تستخدم الوحدة النموذجية من أربع إلى ست دورات ثني، مع مطابقة أقطار البكرة لحجم السلك، بالإضافة إلى استخراج الغبار للحفاظ على نظافة منطقة العمل.

إزالة الترسبات الميكانيكية هي عملية تحضير سطح تقوم بتكسير قشور الطحن الهشة من خلال الثني العكسي للسلك وإزالة الأكسيد المفكك بالفرش أو نفاثات الهواء أو كليهما، بحيث يدخل السلك إلى قالب السحب بسطح نظيف وموحد.

تعمل عملية إزالة الترسبات الميكانيكية بشكل أفضل على القضبان المدرفلة حديثًا ذات الترسبات السليمة والخالية من الشقوق. قشور القضبان شديدة الصدأ أو المخزنة بشكل غير متساو، والنسبة المتبقية من 5 إلى 15 بالمائة من الأكسيد المتبقية بعد الثني لا تزال أكثر من اللازم بالنسبة لسلك الطلاء أو السلك ذو الرأس البارد، والذي يتطلب ركيزة نظيفة قبل الطلاء أو التشكيل.

إزالة الترسبات الكيميائية: عندما لا يزال التخليل الحمضي منطقيًا

يؤدي التخليل الحمضي إلى إذابة قشور الطحن كيميائيًا وتصل نسبة الإزالة إلى 98 إلى 100 بالمائة، ولهذا السبب يظل هو المعيار عندما تتطلب العملية النهائية سطحًا خاليًا تمامًا من الأكسيد. إنه ليس بديلاً رخيصًا لإزالة الترسبات الكلسية ميكانيكيًا؛ إنها خطوة دقيقة لها متطلباتها الخاصة بالكيمياء والتدفئة ومعالجة النفايات.

يهيمن حمضان على تخليل الأسلاك: حمض الهيدروكلوريك (HCl) وحمض الكبريتيك (H2SO4). يعمل حمض الهيدروكلوريك عند درجة حرارة 20-40 درجة مئوية مع ذوبان أسرع وهجوم أقل من المعادن الأساسية، ولكنه يكلف أكثر ويحتاج إلى التحكم في الدخان. يعتبر H2SO4 أرخص للطن ولكنه يتطلب 60-80 درجة مئوية، ويخلق المزيد من الحمض المرحل إلى خزانات الشطف، ويترك بقايا التفحم على الأسلاك ذات السبائك الأعلى.

التخليل ليس خطوة قائمة بذاتها أبدًا. بعد الحمام الحمضي، يتم شطف السلك وتغليفه بالجير أو البوراكس أو الفوسفات لنقل مادة التشحيم إلى القالب ومنع إعادة الصدأ. يحتاج حمض النفايات ومياه الشطف والأبخرة إلى المعالجة أو التجديد، ولهذا السبب فإن إجمالي تكلفة إزالة الترسبات الكيميائية عادة ما يصل إلى 2 إلى 3 أضعاف تكلفة الحمض المباشر للطن.

بالنسبة للأسلاك عالية الجودة، أو الأسلاك الزنبركية، أو الأسلاك الحاملة، فإن إزالة الحجم شبه الكلي للتخليل تبرر تكلفتها. بالنسبة للسحب القياسي للقضيب النظيف، يمكن تحقيق نفس النتيجة بتكلفة أقل من خلال إزالة الترسبات الميكانيكية، ولهذا السبب تبدأ معظم الخطوط الحديثة عالية السرعة بالثني والتنظيف بالفرشاة وإضافة التخليل فقط للدرجات الحرجة.

اختيار الطريقة الصحيحة لإزالة الترسبات من الأسلاك الفولاذية: مقارنة الطرق

اختر إزالة الترسبات الكلسية ميكانيكيًا لسحب قضبان نظيفة وملفوفة حديثًا بسرعة عالية؛ اختر التخليل الكيميائي عندما يكون القضيب شديد الصدأ، أو تتطلب اللمسة النهائية سطحًا خاليًا تمامًا من القشور، أو تتضمن العملية بالفعل حمامات طلاء. يعتمد القرار على أربعة عوامل: حالة القضيب الوارد، وسرعة الخط، ومتطلبات السطح، والحدود البيئية.

قاعدة الاختيار: تشغيل عملية إزالة الترسبات الكلسية ميكانيكيًا عندما يكون القضيب نظيفًا ويكون جدول الرسم قياسيًا؛ أضف تخليلًا حمضيًا عندما يظهر على القضيب صدأًا واضحًا أو عندما يتطلب المنتج طلاءًا أو رأسًا باردًا أو تشطيبًا لسلك الإطار.

إزالة الترسبات داخل الخط: تكامل العملية دون معالجة إضافية

يدمج خط سحب الأسلاك الحديث عملية إزالة الترسبات مباشرة بين الدفعة والقالب الأول، لذلك لا تضيف عملية إزالة الترسبات أي خطوة معالجة إضافية ويتم تشغيلها بسرعة الخط. هذا هو التكوين الذي تدمجه معدات CHENG-I PREMIUM WIRE EQUIPMENT (CHENG-I) في حزم الدفع وإزالة الترسبات الكلسية والرسم والاستلام.

تتبع محطة إزالة الترسبات الميكانيكية الموجودة في الخط هذا التسلسل:

1. الدفع مع التحكم في التوتر يغذي الملف بسرعة ثابتة ويمنع السلك من الالتواء بين الملف والبكرة الأولى.
2. الانحناء العكسي unit يثني السلك على أربع إلى ست بكرات؛ تؤدي الانحناءات المتناوبة إلى تكسير طبقة الأكسيد الهشة بينما يظل السلك أقل من حد إنتاجه.
3. محطة الفرشاة ونفخ الهواء يزيل المقياس المكسور من السطح. تتوافق مادة الفرشاة والضغط وحجم الهواء مع قطر السلك وسرعة الخط.
4. جمع الغبار يلتقط جزيئات الأكسيد الجافة قبل أن تتمكن من الاستقرار على صندوق القالب أو مادة التشحيم أو الملف النهائي.
5. دخول صندوق القالب يتلقى سلكًا بعد إزالة 85-95% من المقياس وسطحًا موحدًا يلتقط مادة تشحيم السحب بالتساوي.

يعتمد اختيار المعدات على نطاق الأسلاك وسرعتها. تعمل ماكينة إزالة الترسبات الكلسية للقضيب مقاس 5.5-13 مم في خط السحب الجاف عادةً بسرعة 2-5 م/ث، بينما يحتاج القضيب الأثقل إلى بكرة ذات أقطار أكبر وقوة فرشاة أعلى. تأسست شركة CHENG-I في عام 1970 وتقوم بالتصنيع في تاينان وتايوان وجوانجد وآنهوي بالصين، وتقوم بتزويد آلات إزالة الترسبات المعتمدة من CE وخطوط معالجة الأسلاك الكاملة لمنتجي أدوات التثبيت وأسلاك الإطارات والأسلاك الزنبركية والأسلاك الحاملة في الولايات المتحدة وأوروبا وجنوب شرق آسيا والهند واليابان.

يتم اتخاذ قرار إزالة الترسبات الكلسية الأكثر فعالية من حيث التكلفة في مرحلة تخطيط المصنع: اختيار معدات إزالة الترسبات الميكانيكية أو الكيميائية أو المركبة قبل إنشاء الخط، بدلاً من تعديله بعد أن كشفت تكاليف القالب ومعدلات الرفض عن المشكلة بالفعل.

الأسئلة المتداولة حول إزالة الترسبات من الأسلاك