2022年钢线生产工艺流程 .pdf

钢丝 说明 : 钢丝是钢材的板、管、型、丝四大品种之一，是用热轧盘条经冷拉制成的再加工产品。按断面形状分类，主要有圆、方、矩、三角、椭圆、扁、梯形、Z字形等；按尺寸分类，有特细8.0 毫米；按强度分类，有低强度3135 兆帕；按用途分类有：普通质量钢丝包括焊条、制钉、制网、包装和印刷业用钢丝， 冷顶锻用钢丝供冷镦铆钉、螺钉等，电工用钢包括生产架空通讯线、钢芯铝绞线等用专用钢丝，纺织工业用钢丝包括粗梳子、综013、针布和针用钢丝，制绳钢丝专供生产钢丝绳和辐条， 弹簧钢丝包括弹簧和弹簧垫圈用、琴用及轮胎、 帘布和运输胶带用钢丝，结构钢丝指钟表工业、滚珠、自动机易切削用钢丝，不锈钢丝包括上述各用途的不锈钢丝及外科植入物钢丝， 电阻合金丝供加热器元件、电阻元件用， 工具钢丝包括钢筋钢丝和制鞋钢丝。（钢丝 (s teel wire) 以热轧盘条 为原料通过拉拔(见金属丝拉拔 )或冷轧 (见钢丝冷轧 )生产 而得到的一般成盘交货的 钢材 。 发展 概况早在公元前3000 多年就有了金银等软金属拉成的金属丝，且在公元前17 世纪已获得了较广泛的应用。初期的金属丝拉拔依靠人力，约在 1350 年建成了第一台水力驱动的拉拔装置。 16 世纪出现了生产 (熟)铁丝的工场。中国明代宋应星天工开物 锤锻篇记载的抽线琢针 工艺，反映 了中国古代拉丝和渗碳热处理技术。主 要工序是 :将熟铁 锻成细条，经穿孔铁模具 拉拔成丝，剪断， “搓”削，穿眼成为针形，然后放在铁锅内缓慢翻炒使之 退火 ，再用松木、 木炭 、豆豉 做渗碳剂拌以细 泥， 将针覆盖加热进行渗碳， 最后将针在水中淬硬。钢丝的生产随着现代炼钢 和轧钢技术的出现而得到了发展。1927 年应用于生产的硬质合金 模也为钢丝生产的发展 创造 了条件。1854 年由豪斯福尔(J .Hosfall)发明 的索氏体 化热处理工艺，则为高碳钢丝的生产奠定了 基础 。近代由于钢的精冶炼技术、高速无扭 线材轧制 和控制轧制 、挂制冷却技术的发展，作为 钢丝原料 的盘条产量上升、 品种 增加、质量 提高和 盘重利用摆动 作用 拉拔金属丝使用绞盘的拉拔装置不断加大，同时拉丝、热处理、表面处理 、制模的设备与工艺以及 润滑剂 的制备也都取得了重大的技术进步，这些大大推动了 钢丝生产 的发展。据统计 1986 年 美国 、日本 和联邦德国的盘条产量分别占钢产量的6.7%、8.0%和 10.2%，且多将盘条深加工成钢丝及其制品使用(如日本的 比重 为 74%)。中国从 1949 年 特别是 1978 年以来，钢丝及其制品的生产有了很大的发展，到 80 年代末，有关钢丝及钢丝制品 的生产工厂约 600 家，其中 重点 厂约 140 家，年生产能力为300 万 t左右。当今钢丝生产正在朝着精料、大盘重、高速、连续化和 节能 降耗的方向发展。(1)精料即要求提供低(无)偏析 、内部组织 高度 洁净、尺寸精度更高、轧后控制冷却 和少 (无)鳞的盘条，以 适应 高速拉拔、 强化变形 、 进一步提高拉拔 效率 利用线轴的缠绕拉拔细丝摆动式水力传动 的拉拔装置和钢丝性能以及 简化 拉丝生产工艺的 需要 。 (2)大盘重指适当地增加盘条的盘重。盘条的盘重对线材轧机 和钢丝的生产都有影响。适当地增加盘条的盘重， 线材轧机的小时产量和金属收得率能够提高，同时为钢丝生产连续化、高速化、增加产量、节约 投资 、 提高 劳动生产率 和降低消耗创造了条件，也为提高钢丝质量提供了 保证 。盘条的盘重在 20 世纪初约为80-90kg，到 80 年代末已增加到2000 一 2500kg。 (3)高速即要求进一步提高拉拔速度以增加拉丝机的产量。目前的最高拉拔速度约为:拉拔粗丝 (直径)34mm)500 一 72om/min; 拉拔中等直经丝 (直径为l5 一 3mm)700 一 90om/min; 拉拔细丝 (直径为 0.5 1.smm)1200 一 1500m/min;拉拔较细丝 (直径为 0.1 一 0 .smm)15002500m/min。 (4)连续化即将拉丝生产的全部或部分 工序 衔接抽线琢针起来组成连续生产 作业 线，现已有多种这样的作业线用于生产。随着盘条盘重的增加、拉丝机结构 的完善和速度的提高以及热处理和表面处理技术的进步目前已有多种连续作业线在生产上应用，如酸洗 一磷化 一蘸硼砂一烘干 的酸洗连续作业线;热处理一酸洗连续作业线 ;热处理一酸洗一镀层连续作业线;机械除鳞 一酸洗一涂层 一拉拔一热处理一酸洗一涂层连续作业线; 机械除鳞一酸洗一拉拔连续作业线和拉拔一散圈热处理一表面处理连续作业线等。采用连续作业方式时，机组占地 面积 小，生产效率高，可节省中间运输和相应设施，也有利提高产品 质量，因此是目前钢丝生产发展方向之一。(5)节能降耗即要求进一步节约能名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - 源、降低金属及各种辅助材料的消耗。采用精料、大盘重料、高速拉拔和生产过程 的连续化都具有节能降耗作用。此外，用机械除鳞、 电解酸洗、 振动 酸洗或 超声波 酸洗取代普通的化学酸洗(见酸洗 )，都有助于降低金属消耗和酸耗。在热处理中推广明火加热和电接触 加热，不仅可以提高热处理速度和炉子生产率，还可以增加热效率和降低能耗。塑性加工 钢丝通过拉拔 (冷拔、 温拔 )或冷轧加工，而以冷拔为主。温拔主要用来拉拔难变形的钢丝。钢丝冷轧是正在开发中的新的钢丝加工方法。钢丝的冷拔在室温下进行，属于在再结晶温度 下变形的冷加工。同热轧钢材相比 ，冷拔钢丝的特点是:(1)能获得断面尺寸更小的钢材，最小直径可达0.00lmm;(2) 可提高产品的尺寸精度和减小表面粗糙度 ;(3)通过冷拔或冷拔与热处理相结合可改善产品的 力学 性能。品种钢丝的品种规格很多，在国民经济 各部门有广泛的应用，一般按其横截面形状 、尺寸、化学成分、 最终热处理 (交货状态 )、力学性能 (抗拉强度 )、表面 状态、塑性变形种类 和用途进行 分类 : (1)按横截面形状分有:圆形，带圆角扁 (轧平 )形，方形， 矩形 ，三角形 ，六角形，椭圆形，弓形，半圆形，扁形， 梯形 ，Z 字形， 周期 断面以及特殊断面等。(2)按尺寸 (直径 )分有 :特细钢丝 (0.lmm) ，较细钢丝(0.1-0.5mm) ， 细钢丝 (0.5-3.0 6.omm) ， 较粗钢丝 (6.-8.0mm) ，特粗钢丝(8.0mm) 。 (3)按化学成分分有 :低碳钢丝 (含碳量簇0.25%)，中碳钢 丝(含碳量 0.25%0.60%) ，高碳钢丝 (含碳量 0.60 另)， 低合金钢丝含 合金元素 (碳除外 )成分总量 10.0%j。 (4)按最终热处理 (交货状态 )分有不经热处理的、回火 的、退火的、 淬火 并回火的以及 索氏体化处理 的钢丝。 (5)按力学性能 (抗拉强度 )分有 :低强度 钢丝 (785 一 123oMPa)，较高强度钢丝(12301960MPa) ，高强度钢丝 (1960-3140MPa) ，特高强度钢丝(3140MPa) 。 (6)按表面状态分有 抛光 的、磨光的、光面 (变形后表面无补充加工)的、酸洗的、 氧化 处理 (表面有氧化 颜色 )的、粗制 (表面有 氧化铁皮 层)的以及有镀层(镀锌、镀锡、 镀铜 、镀黄铜 、镀青铜 、镀镍、镀铝及其他镀层)的钢丝。(7)按塑性变形种类分有冷拔钢丝、温拔钢丝、冷轧钢丝等。(8)按用途分有 : 普通质量的钢丝 :一般用途， 焊接用，补焊用，线用，钎焊 用，包扎用，开口销用，制网用，制钉用，链条用，包装用，印刷业用; 冷顶锻钢丝 :铆钉用，螺栓用，其他用途用; 电工用钢丝 :钢芯 铝绞线 用，恺装 电缆 用，电缆用，电枢扎线用，架空 通讯 线用，铁质多股导线; 纺织业用钢丝 :粗梳子用，梳棉机用，综统用，线轴用，针排用，梳子用，针用 ; 钢丝绳钢 丝:钢绳用，幅条用， 信号 机用 ; 弹簧钢丝 :各种 弹簧 用，弹簧垫圈用，弦用，轮胎制鞋用钢丝:螺丝用，扁平丝用 ; 结构钢丝 :钟表工业 用，自动 机床 易切削用，滚珠用，其他用途用 ; 工具钢丝 ; 钢筋钢丝 :混凝土结构 用低碳钢丝， 预应力混凝土结构用 :丝锥 用， 零件 用，制针用 ; 不锈及 电阻合金丝 :加热器元件用，电阻元件用，耐腐蚀 零件用。）钢丝的生产钢丝生产的主要工序包括原料选择、清除氧化铁皮、烘干、涂层处理、热处理、拉丝、镀层处理等。原料选择（钢丝原料 (raw material of steel wire) 供生产钢丝 用的成卷 热轧 圆钢，一般称为盘条 或线材。直径通常为 5.519mm，其 下限 是热轧 产品 的最小尺寸。盘条按钢种分为碳素钢 盘条和 合金钢 盘条，而碳素钢盘条又有 硬线 与软线之分。盘条的 质量 直接影响拉丝 过程 、产品质量及生产的经济效益 ，因此对它们有严格要求，包括尺寸精度、盘重 、表面 状态、化学成分和内在质量。尺寸精度包括断面尺寸精度(直径偏差 和不团度)及沿盘条全长上尺寸的一致性 两个方面。为了减少拉拔 时钢丝的 不均匀变形 、拉丝模 的不均匀 磨损 、断丝以及防止成品丝的性能不均，要求盘条有足够的尺寸精度。盘重是指一卷盘条的重量 。使用大盘重盘条时，生产过程中可不接头或少接头，是拉拔过程连续化、高速化及提高生产效率 和产品质量的重要条件。随着盘条生产 技术水平 的不断提高，盘重已经由历来的100-900kg，增加到了近年来的20002500kg。但如果盘重过大，由于必须有与之相应的起重、酸洗 、镀层及盘卷运输等设备，并不合理。表面状态涉及表面质量、脱碳层深度和氧化铁 皮等 3 方面。通常要求盘条表面不得有裂纹 、折登、 耳子 、结羌以及其他有害 缺陷 。对于制作重要用途钢丝或性能要求很高的钢丝(如冷顶锻钢丝、琴钢丝 )的盘条，要求对其端部取样 ，经酸洗 检查 ，并明确规定了缺陷的允许深度。含碳量 0.6%的盘条应进行 脱碳层 深度的检查。盘名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - 条表面 氧化铁皮 特别是其中难溶于酸的Fe3O4 的含量应尽量少，以降低金属消耗、减少酸洗时间与酸耗。为此，目前已普遍采用盘条轧后的控制冷却 技术 (见线材控制冷却)，使氧化铁皮 控制 在 10kg/t 以下。化学成分及内在质量化学成分对钢的内部 组织、性能及成品质量起决定作用 ，因此盘条用钢的化学成分必须严格符合 规定。影响盘条内在质量的内部缺陷 ，主要是 缩孔 、跳松、 气泡 、非全属夹杂、 偏析 及过热 等，它们的 存在 对钢丝特别是细钢丝的拉拔以及成品的质量极为不利。因此应尽量减少原料的内部缺陷，尤其要降低偏析与夹杂，进一步提高钢的纯洁 度。影响盘条内在质量的还有内部组织 。碳素钢盘条用普通热轧工艺生产时，轧后成卷自然 冷却，内部组织一般为粗大的珠光体 与铁素体 ，冷加工 性能较差。用高速无扭轧机生产的线材 (见高速无扭线材乳制)，轧后普遍进行控制冷却，冷却后可得到索氏体 组织，晶粒大大细化，其冷加工性能有明显改善，也有利于进一步提高成品丝的综合力学 性能，因此可为钢丝生产 提供更 理想 的原料，目前已成为线材生产的主流。）清除氧化铁皮是指去除盘条或中间线坯表面的氧化铁皮，目的是防止拉拔时氧化铁皮损伤模具和钢丝表面， 为后继的涂层或镀层处理准备良好的表面条件以及减小拉拔时的摩擦降低拉拔力。清除氧化铁皮的方法有化学法和机械法两大类，见盘条化学除鳞和盘条机械除鳞。（除鳞 (descahng) 是指清除金属 表面氧化铁皮 的操作 。作为 钢材 加工前的准备工序，广泛地应用于轧制特别是 冷轧 和拉拨 生产 中。清除表面氧化铁皮的主要目的 是:(1)暴露 表面缺陷 便于清理 ;(2) 光洁表面，防止在加工时产生缺陷 ，保证产品质量 ;(3) 降低 摩擦系数 ，以减少能耗与工具磨损 等。除鳞有 机械 法和化学法两类。机械法是对金属坯料施加外力以去除其表面氧化 铁皮。机械除鳞常在钢料表面质量要求 不高或作为辅助除鳞的情况下使用。常用的机械除鳞法有线材的反复弯曲 法( 见盘条机械除鳞 ) 、板带和线材的抛丸处理法和喷砂处理法以及高压水除鳞法( 见板坯除鳞 ) 等。用 钢丝 刷或皮带 研磨 钢材表面是用于拉拔 生产的机械除鳞法。机械除鳞法的优点是: 金属损失少 ; 不产生氢脆 ; 劳动条件 好; 氧化铁皮易回收利用; 成本 较低。缺点是表面氧化铁皮不易清除彻底，铁屑散失污染工作场地。将金属材料 通过化学的或 电化学 的方法以去除表面氧化铁皮的工序称为化学除鳞。化学除鳞主要用于表面质量要求较高( 如冷轧和拉拔生产) 的情况和 合金 钢生产中。化学除鳞可分为酸洗 、碱洗和碱一酸复合 洗( 见盘条化学除鳞 ) 。常用的酸洗方法有硫酸酸洗、 盐酸 酸洗、 电解 酸洗和 超声波 酸洗等。有些 合金钢 ( 如不锈钢 )氧化铁皮的酸洗则用其他溶液 ( 如王水) 清理。化学除鳞方法的优点是表面氧化铁皮清除干净，清理质量较高。不足之处是劳动条件较差，金属和其他材料消耗增加，容易产生氢脆 缺陷。盘条化学除鳞 (ehemieal desealing of wire rod)是指用化学或 电化学 方法清除 盘条 ( 线坯 ) 表面 的氮化铁皮的工序，是盘条拉拔 前的主要表面准备工作之一。除鳞 的目的 是:(l)防止硬而脆的 氧化铁皮 在拉拔时增加 摩擦 并损伤模具 和钢丝 表面 ;(2) 使润滑 涂层 ( 见润滑载体 ) 能和钢的基体很好地结合，改善拉拔时的润滑条件。 化学除鳞方法可分为酸洗 和碱洗。酸洗即利用酸的 腐蚀作用 去除盘条表面的氧化 铁皮。 对于碳钢 和低合金钢 ( 含 Cr12.74 (MPa) 12.64 沉积物 t 600 400 300 200 (g/mZ) 900 600 400 300 清洗间隔 (a) 一般10 6 4 1215 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - 锅炉化学清洗 介质 和清洗工艺根据锅炉及热力系统的结构 和材质特点、设备内部腐蚀 和沉积物的状况、废液处理的难易程度 以及现场的具体情况，经技术经济比较 而定。工艺条件应通过试验 确定。化学清洗方式分为 循环 清洗、 开式清洗及浸泡清洗三种，一般情况 下采用循环清洗或开式清洗。化学清洗系统应以简单、 操作 方便、临时 管道 设备及 阀门 的用量少、安全可靠为原则。选择清洗溶液 箱、清洗循环泵等装置时应能满足清洗工艺条件的要求。化学清洗步骤一般包括水冲洗、碱洗(或碱煮 )、碱洗后的水冲洗、酸洗、酸洗后的水冲洗、漂洗 和钝化。化学清洗介质包括除脂剂、酸洗剂、缓蚀剂 、各种添加剂和钝化剂等。(l)酸洗剂 :有无机酸和有机酸，常用的无机酸有盐酸 、氢氛酸 ;有机酸有柠橡酸、乙二胺四乙酸(EDTA) 、甲酸和经基 乙酸 的混合 酸等 . 盐酸 :对铁的 氧化物 和含钙、镁、铜等成分的沉积物有较强的溶解能力 ，盐酸与金属基体 反应 产生的少量 氢气 有助于对被清洗物的剥离 .采用盐酸清洗 价格 便宜，清洗工艺简单，废液易于处理 .由于抓 离子 能促使 奥氏体 钢发生应力腐蚀 破裂，因此盐酸不能用来清洗奥氏体钢材 质的设备。对于以硅酸盐 为主要成分的沉积物用盐酸清洗效果较差。氢氟酸 :对铁的氧化物和以硅化合物为主要成分的沉积物具有较强的溶解能力。锅炉化学清洗 (ehemieal eleaning of boiler) 采用化学方法清除锅炉水汽系统中的各种沉积物、金属氧化物和其他污物，并使金属表面 形成保护膜的技术。它是减少锅炉因受热面结垢和沉积附着物所造成的腐性、导热不良和对水汽的污染，保证 锅炉安全经济运行的一项重要技术措施 。对锅炉的清洗一般采用酸性介质，又称酸洗。对新建 机组主要是清除受热面管内壁在轧制过程 中形成的 高温氧化 皮，清除管内在加工时引人的 润滑 剂以及在储运、安装过程中产生的锈蚀产物、焊渣、油脂、泥砂等污物。对运行锅炉主要是清除金属受热面水侧表面上积结的钙镁水垢 、氧化 铁垢、铜垢、硅酸盐垢和油垢等各类沉积物。钥炉化学清洗范圈和油洗周期分新建锅炉化学清洗和运行锅炉化学清洗两类。新建锅炉的化学清洗范围主要是根据锅炉参数、结构特性和管内壁的锈蚀程度来决定。通常对直流 锅炉和 过热器 出口压力为9.8 MPa 及以上的锅筒锅炉，在投产前必须进行化学清洗;压力在 9.8 MPa 以下的锅筒锅炉，一般不进行酸洗，但必须进行碱煮。对于腐蚀严重的过热器和再热器 ，如腐蚀产物超过100 g/m，时，可以进行化学清洗，清洗时必须有防止立式管气塞和腐蚀产物在弯管内沉积的措施 。凝结水系统和高压 给水系统 ，如腐蚀轻微， 可以不进行化学清洗，只采取含有100200 mg/L 联氨 (以氨水 调至 pHlo) 合作 用，即使在较低的浓度 和温度 下，溶解 速度也较快.通常是采用开式清洗方式，将清洗液一次流过清洗设备.氢氟酸清洗时间短，清洗用的临时装置简单，对金属腐蚀性小。但氢氟酸毒性 较大，废液处理较困难。柠檬酸 :在柠橄酸清洗液中加人氨，调节pH 值至 3.54.。可生成柠檬酸单胺，柠檬酸单胺与铁离子能生成易溶的络合物 ，避免清洗时可能出现的沉渣造成 管子堵塞 。故常用来清洗较复杂的新建锅炉及系统;清 洗用的临时装置简单;不需要 对阀门采取防护措施，使用中对人体 危害性很小;适用于清洗奥氏体钢材设备。但柠橄酸价格较贵。乙二胺四乙酸(EDTA):EDTA 清洗是基于EDTA 络合基元与 金属离子 在适当的pH 值下的成络反应， 又称 络合清洗 。EDTA清洗温度一般是100 135。其溶垢能力在低温 (6 SC)时不如盐酸，而在高温下 ，对含铁、铜、钙、镁等成分的沉积物都有较强的清洗能力，但不宜用于清洗含硅量很高的沉积物。由于EDTA 价格昂贵，清洗后应予回收。(2)缓蚀剂 :缓蚀剂的选择及其添加量与酸洗剂的种类 、浓度和清洗温度、流速 有关。选用的缓蚀剂应有较离的级蚀率(一般应在 96%以上 )，对金属的腐蚀速度应低于109/(m， h)，无针状 点蚀 ，不残留有害薄膜，有良好的水溶性，使用安全无毒，对去除沉积物的能力无影响，清洗后排放废液不会造成环境污染 。 每种缓蚀剂都有其适用的温度和流速范围，缓蚀效果随温度升高、流速增大而降低。目前中国的商品缓蚀荆适用于盐酸清洗液的有胺系、醛、醋及含硫有机化 合物等。适用于柠橄酸清洗的缓蚀剂有二邻甲苯硫脉和 2 一琉基苯骄咬哇等。采用氢氟酸和EDTA 作为清洗剂时，常采用 复合缓蚀剂 (如毗陡、硫脉和唾哇的衍生物等 )。 (3)添加剂 :为防止氧 化性 离子 (Fe3+、Cu2+)对钢铁基体在清洗过程中的腐蚀，需考虑在酸液中添加 还原剂 和络合剂 。当酸液中 Fe3+较多时 (一般高于 500 mg/L 时)，在盐酸清洗液中加人氛化亚锡.在有机酸清洗液中加人联氨，以便将 Fe3+还原 为 Fe2+。酸液中 Cu2+较多时可加人硫脉作为铜离子络合剂，防止铜在钥铁表面析出腐蚀金属基体，发生镀铜 现象。为促进沉积物溶解在酸液中添加氟化物 如 NaF、NH.F 等溶解促进剂，以提高对难溶的Fe3O;和含硅化合物的溶解能力。为提高清洗效果可在碱溶液或酸溶液中添加具有浦洗油脂 和润湿 金属表面等效果的表面活性剂 。 (4)钝化剂 :酸洗后的金属表面呈活化状态，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - 很易产生份蚀。因此酸洗后要做钝化处理，使金属面生成钝化保护膜。用做钝化剂的有亚硝酸钠 、联氨、磷酸盐 等。(5)除脂剂 :为了清除新建机组锅炉设备中的油脂和含硅化合物，在进行酸洗前，需要对锅炉进行碱洗或碱煮 .常用的除脂剂有No3PO5、NaOH 及各种表面活性剂等。由于游离 氢氧 离子对 奥氏体钢材的应力腐蚀 敏感因素 ，目前大机组的碱洗常采用低pH 值的 磷酸 盐或不含游离氢氧离子的以表面活性剂为主组成的清洗剂。随着 火力发电厂 高参数 大机组的 发展 ，锅炉化学 清洗技术 的发展 趋势 将是 :改进现行清洗技术和提高经济效益 ;开发新方法、新工艺及完善清洗废液处理技术等。) 烘干处理盘条或中间线坯经化学除鳞和涂层处理后，为了去除氢和水分需进行低温加热即烘干。烘干温度一般 %26lt;300 ，温度不宜过高，以防润滑涂层失效。去氢即排除在酸洗过程中侵入钢基中的氢，目的是消除氢脆，恢复盘条的塑性。去除盘条表面的水分，使之干燥，是为了防止水分恶化润滑剂的使用效果。常用的烘干设施有3 种：(1) 烘干箱。 为带有上盖的箱体，其有效尺寸按线盘的最大直径确定。工作时箱内通以150250的热风。这种设备烘干速度较快，时间约为215min，烘干比较均匀。(2) 隧道式烘干炉。靠炉底下的燃烧室提供热源，干燥室的温度可达280左右。炉底上铺有小车轨道以及拱形铸铁散热片。烘干的盘条或中间线坯借助吊杠挂在小车上，经卷扬机或人工送入炉内。每炉可装入1012 个小车。这种设备容量较大、产量较高，但进出小车时工人劳动强度较大，且烘干温度不均匀，小车底部温度偏高。(3) 链式烘干炉。 炉子底部为燃烧室，火焰可由底部返到两侧炉墙后再经烟道跑出。炉膛温度为200400。烘干时盘条置于移动的链条上，链条的移动速度约为12m min。这是一种较先进的炉型，容量大、速度快、产量高，同时克服了隧道式炉工人劳动强度大、烘干温度不均的缺点。涂层处理即在经过清除氧化铁皮的盘条或中间线坯表面涂上一层牢固的由本身具有一定润滑性能特， 别是拉拔时能有效地吸附和携带润滑剂进入变形区的物质所形成的薄膜涂层。所以涂层实质上是润滑剂的载体( 见润滑载体 ) 。涂层的目的是为拉拔创造良好的润滑条件，以减少拉拔过程中的摩擦和发热。处理方法包括物理方法和化学方法两大类，主要形式有蘸石灰、黄化、磷化、镀铜、硼砂处理等。热处理热处理盘条或钢丝半成品的热处理方式见钢丝热处理。热处理包括原料热处理、中间热处理和成品热处理3 种类型。(1) 原料即盘条的热处理用在部分中高碳钢丝及合金钢丝的生产中，目的主要是改善盘条的组织及其不均匀性并消除内应力以提高盘条的塑性及冷拔性能。(2) 中间热处理是对钢丝半成品即中间线坯进行的热处理，主要目的是消除冷拔过程中产生的加工硬化，恢复线坯的塑性，以利于进一步拉拔。如生产中无成品热处理工序，则成品拉拔前的中问热处理还要求确保成品钢丝应具有的组织和性能。(3) 成品热处理在成品拉拔后进行，作用是使产品达到规定的组织与性能，是否进行决定于交货要求。拉丝在拉丝机卷筒即绞盘的牵引下，盘条或中间线坯通过拉丝模模孔变形，达到减小断面改变形状以获得尺寸、形状、性能和表面质量都合乎要求的钢丝。钢丝的拉拔通常要进行多个道次，道次减面率约在10% 40% 之间。拉拔钢丝使用的模具主要有固定模、辊模、旋转模等， 并以固定模为主。 固定模即为由整体材料制作的外形呈圆饼状而中心开有孔型的拉丝模， 模子在拉拔过程中固定不动。早期曾采用钢板模和冷硬铸铁模，以后由于不耐磨和使用寿命低而被淘汰。目前普遍采用硬质合金模，除了硬质合金外，天然钻石也是制模材料，但由于其资源稀少和价格昂贵，只局限于拉拔合金钢细丝和极细丝时使用。20 世纪 70 年代以来又出现了用聚合多晶体、人造金刚石和刚玉陶瓷等制作的拉丝模。辊模为由24 个可名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - 转动的辊子组成的模子。辊模拉拔通常用于拉制一些异形钢丝和难变形钢丝，但随着辊模装置刚性的提高、 精度的改善和调整变得更加容易，其使用范围在不断拓宽。旋转模拉丝时模子的本体结构和固定模相同，但拉拔过程中， 它在传动机构的驱动下围绕钢丝轴线旋转。优点是改变了拉拔时钢丝与模壁之间的摩擦力的方向，增加了作用在钢丝上的剪应力，使钢丝容易变形， 从而可以减少拉拔力和拉拔功率；降低轴向摩擦力使拉拔时钢丝内外层的不均匀变形随之减少； 由于模子高速旋转，模孔磨损变得均匀，钢丝的不圆度和表面粗糙度均有改善。但使用旋转模时钢丝易随模子而旋转甚至发生扭转，因此目前只局限于粗丝的拉拔。在使用固定模拉拔的情况下，若在钢丝的进口端施加后张力则形成反拉力拉拔；若对模子施加超声波振动则形成超声波拉丝；若采用静压或流体动力润滑则称为强制润滑拉拔。冷拔过程中钢丝的组织与力学性能发生变化，产生加工硬化。随着冷变形程度的增加，一般钢丝的抗拉强度、硬度、弹性极限等增加，而延伸率、断面收缩率等下降。由于存在加工硬化， 所以当拉拔的变形程度达到一定值后，由于钢丝冷加工性能的显著下降而不适宜再继续拉拔，需要进行中间热处理以恢复其加工性能，一般一个拔程的减面率约为70% 90% 。因此，钢丝生产的工艺流程具有往复循环的特点。拉丝机的能力一般以其卷筒直径的大小和卷简的数量来表示。拉丝机的拉拔速度与钢丝的钢种、直径、热处理的质量、润滑和冷却条件、变形程度、拉丝机的结构以及盘条的盘重等有关。随着钢丝生产的现代化，拉拔速度在不断提高。（拉丝机 (wire drawing maehine) 金属丝拉拔使用的设备。一般包括拉丝卷筒、拉丝模 盒、传动机 构、冷却装置、收线放线装置 (见收线机 )和防护装置 。 金属丝的 生产 和使用可以追朔到公元前3000 年以前， 但直到 1928 年世界上多数拉丝机还都是木机座的，由一台电动机传动 ，数台拉丝卷筒的成列的单次拉丝机 。20 世纪 40 年代以来出现了滑轮式拉丝机，由于它结构 简单，造价低廉，直到目前仍在使用，多数金属丝可以用它生产。近30 年来出现了许多先进型式 拉丝机，已逐步得到推广使用。拉丝机主要按工作原理 和结构型式分类口拉丝机分为单次拉丝机和连续式拉丝机 。单次拉丝机只有一个拉丝模盒和一个拉拔 卷筒，金属丝只拉拔一道次。 而连续式拉丝机则配备有多个拉丝模盒和多个拉拔卷筒，可连续多道次拉拔金属丝。 ）（金属丝拉拔 (metal wire drawing) 在拉拔力的作用下将盘条或线坯从拉丝模的模孔拉出，以生产小断面的钢丝或有色金属线的金属塑性加工过程。 ( 见图 ) 各种金属及合金的不同断面形状和尺寸的金属丝都可以采用拉拔生产。拉出的丝，尺寸精确，表面光洁，且所用拉拔设备和模具简单，制造容易。拉拔过程的变形指数：金属丝在拉拔过程中横断面减小长度增加，拉拔前、后的金属丝的横断面积和长度分别以 F。 、F 及 L。 、L 表示。拉拔变形的主要指数按下式计算：实现拉拔过程的条件在拉拔过程中，作用于出模口处被拉拔金属丝单位横断面积上的拉拔力的拉拔应力%26sigma 。为了使金属在模孔内发生塑性变形，拉拔应力%26sigma;1必须大于模孔内变形区中金属的变形抗力 %26sigma;T；而为了防止金属丝出模孔后继续变形被拉细或拉断从而破坏稳定的拉拔过程，拉拔应力%26sigma;1必须小于出模孔后的被拉拔金属丝的屈服极限%26sigma;s， 因此实现拉拔过程的条件通常表示为： %26sigma;T%26lt;%26sigma;1%26lt;%26sigma;s。把以与们的比值K 称为拉拔过程的安全系数。经受了冷拉拔的金属丝产生明显的变形硬化，它的屈服极限%26sigma;s值接近其强度极限%26sigma ，生 产 中 常 用 %26sigm值 代 替 %26sigma ， 因 此 实 现 拉 拔 过 程 的 条 件 也 可 以 表 示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - 为%26sigma%26lt;%26sigma;1%26lt;%26sigma;s；拉拔过程的安全系数K 也可用 %26sigma;b与%26sigma;1的比值表示。拉拔过程的安全系数K 值一般在 1.40 2.0 间，K%26lt;1.40表示拉拔应力 %26sigma;1过大，出模孔后的金属丝可能继续变形出现拉细或拉断现象，拉拔过程不稳定；K%26gt;2.0 说明拉拔应力 %26sigma;1较小，道次拉拔变形量过小，拉拔道次增多。在拉拔丝径小于0.05mm的超细金属丝时，穿模困难，为了提高拉拔过程的稳定性、减少拉断及穿模次数、提高拉拔生产效率，可采用安全系数K 值大于 2.0 。拉拔不同丝径的拉拔过程的安全系数K 的参考值如下：种类 按拉拔时金属的温度分，在再结晶温度以下的拉拔是冷拔，在再结晶温度以上的拉拔是热拔，在高于室温低于再结晶温度的拉拔是温拔。冷拔是金属丝、线生产中应用最普遍的拉拔方式。热拔时，金属丝进入模孔前要加热，主要用于高熔点金属如钨、钼等金属丝的拉拔。温拔时，金属丝也需要通过加热器加热到指定范围的温度才进入模孔进行拉拔，主要用于锌丝、难变形的合金丝如高速钢丝、轴承钢丝的拉拔。按拉拔过程中金属丝同时通过的模子数分，只通过一个模子的拉拔是单道次拉拔，依次连续通过若干(225) 个模子的拉拔是多道次连续拉拔。单道次拉拔的线速低，生产力及劳动生产率低，常用于大丝径、低塑性及异形丝、线的拉拔。多道次拉拔的线速高，机械化自动化程度高，生产力及劳动生产率高，是金属丝、线生产的主要方式。它又分非滑动式连续拉拔及滑动式连续拉拔。按拉拔时采用的润滑剂状态分，使用液态润滑剂的是湿拉拔，使用固态润滑剂的是干拉拔。按拉拔金属丝的断面形状分，有圆形丝拉拔及异形丝拉拔。按作用于被拉拔金属丝上的拉力分，有正拉力拉拔及反拉力拉拔。还有特种拉拔，如辊模拉拔等。 ）为了减少摩擦，降低拉拔力和模耗以及获得表面光洁、尺寸和形状合乎要求的产品，拉拔时必须使用润滑剂润滑。使用固体润滑剂时称为干式拉丝；使用润滑剂水溶液并在其中完成拉拔过程的称湿式拉丝，所用的设备是水箱拉丝机。在拉拔过程中，由于摩擦及变形功的转化生热，钢丝和模子的温度升高，特别在高速拉拔时温升更为显著( 见拉丝发热 ) 。模子温度的上升会影响其使用寿命，而钢丝温度的上升则会使其韧性 ( 扭转和弯曲性能) 下降。 为了降低温升， 必须对模子和卷筒进行冷却，钢丝的直接水冷也得了开发( 见拉丝冷却 ) 。（拉丝润滑剂 (英文名称： wire drawing lubricants) 金属丝拉拔过程中的工艺润滑材料。作用是在被拉金属与拉丝模模壁之间形成一层润滑膜，减小界面间的摩擦，防止因发热而发生金属在模壁上的粘结，以降低拉拔时的能耗和温升，延长模子的使用寿命，保证产品的表面质量，并使变形均匀。提高润滑剂的润滑性能对实现高速拉拔和强化拉拔变形过程具有重要的作用。润滑剂一般应具有下列性能：(1)能牢固地吸附在钢丝表面并随钢丝进入拉丝模，有效地把变形区的两个界面分开；(2)耐高压和高温，在拉拔时产生的高压和温升条件下，润滑膜仍能保持其连续性和润滑性而不被破坏、不焦化、不结块和变质，即具有物理和化学的稳定性；(3)有良好的延伸性和润滑性，即不仅能牢固地吸附在钢丝表面，而且能随钢丝进行延伸变形，润滑膜呈层状结构，每层内分子结合力强，各层之间分子结合力弱；(4)组成润滑剂的各成分不会与钢丝基体发生化学反应，生成影响钢丝性能的化合物，或对钢丝发生腐蚀作用，并且容易清除；(5)不污染环境，对人体无害，且资源丰富，成本低，易于保存。拉拔钢丝用的润滑剂分固体和液体两大类。固体润滑剂即粉末状润滑剂，用于干拉。其组成为各种单一的金属皂类或金属皂加某些添加剂。金属皂为脂肪酸的金属盐。用作润滑剂的金属皂要求其有较高的软化点和转移温度(摩擦系数突然上升的温度)，耐磨性和耐压性好。 拉丝润滑剂常用的金属皂为钠皂和钙皂。钠皂是苛性钠与饱和脂肪酸甘油C17H35COO)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - 化合而成的硬脂酸钠C17H35OONa，属水溶性皂，易于清除，适用于中速及温升不太高的干拉。也可用于细丝的湿拉，或后续有镀层作业的钢丝的拉拔。钙皂是由氢氧化钙或氧化钙与硬脂酸甘油化合而成的硬脂酸钙。其他还包括有硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸铝等金属皂。钙皂能形成较厚的润滑膜，有良好的延伸性和润滑性，因此常是固体润滑剂的主要成分。钙皂不溶于水，不易水洗清除，不适用于镀层前钢丝的拉拔。添加剂是为了提高润滑性能或获得某些特殊性能而添加在润滑剂中的少量其他物质。包括极压添加剂、油性改善剂、增稠剂及防腐剂等。极压添加剂为主要添加剂，它能与金属摩擦面反应生成熔点高和剪切强度低的金属化合物薄膜，从而提高润滑剂在高温高压下的润滑性能。这类添加剂主要有二硫化钼、石墨以及聚四氟乙烯等高分子化合物。油性改善剂又称活性添加剂，它的作用是提高润滑剂吸附和形成润滑膜的能力。这类添加剂有各种高级脂肪酸、脂、胺等。增稠剂是为增加润滑剂稠度而加入的添加剂，材料有纯碱、石灰、硫酸钡、碳酸钙等。防腐剂又称阻蚀剂，作用是防止润滑剂对钢丝基体的腐蚀，材料有亚硝酸钠、磷酸钠等。液体润滑剂主要有肥皂液和乳化液两类。肥皂液一般为钠皂或钾皂的水溶液，浓度为0.53。它广泛应用于各种细丝的湿拉中，起润滑、冷却和清洁钢丝表面的作用。乳化液又称可溶性油，由矿物油和水加入适量的乳化剂配成，浓度为2 6。与肥皂液相比，乳化液消泡性好，容易与水混合，冷却性能高，并可在钢丝表面留有一层防锈薄膜。在液体润滑剂中也需要加入少量添加剂，如极压添加剂(氯化石蜡、硫化油等)、消泡剂 (硅树脂等 )、乳化剂 (甲醇 )及杀菌剂 (酚或贵金属盐 )等。）镀层处理镀层处理在非光面的要求镀层的钢丝表面镀覆一层金属或合金，目的之一是使钢丝防腐以提高其使用寿命，如镀锌( 见钢丝热镀锌、钢丝电镀锌) 、镀铝、镀锌铝合金等；目的之二是使钢丝具有某些特殊性能，如生产轮胎钢丝和钢丝帘线钢丝时，为了保证钢丝与橡胶具有良好的结合能力， 前者需要镀铜、 镀黄铜 ( 见钢丝电镀黄铜) 或镀青铜， 而后者需要镀黄铜。生产镀层钢丝时在工艺流程的安排上，有的是先镀后拔， 即镀层工序安排在成品的拉拔之前；有的是先拔后镀，即钢丝在拔成成品之后再进行镀层。一般，在要求钢丝表面镀层光亮、致密且具有较高的强度时，采用先镀后拔， 而在对钢丝表面要求不十分高、成品的强度和韧性无特殊要求，但对镀层重量有一定要求时则采用先拔后镀。（钢丝生产用炉设计(design of furnaee for steel wire produetion)是指对成品或 半成品钢丝 进行各种 热处理 、干燥 和表面 镀层等 过程 所需用炉。有钢丝韧化处理炉、钢丝淬火 回火炉、马弗退火炉、镀锌炉、钢丝罩式炉、罐式炉和钢丝干燥炉等。钢丝韧化处理炉也称索氏体化处理 炉或焙钝炉，炉子用于钢丝冷拔前或成品钢丝的索氏体化处理。由加热段和淬火段两部分 组成。钢丝呈展开 形态通过加热段加热到880920，经过适当保温后立即进入保持 460540温度 的淬火段，使钢丝等温转变成索氏体组织 。炉子可多头处理钢丝，一般同时处理2040 根。 炉子加热段部分有两种结构型式 ，一种是间接加热，炉内铺设带孔马弗砖，钢丝在孔内通过，燃料燃烧 的火焰和烟气不与钢丝接触 ，这种结构 习惯 上称作马弗炉 ;也可用