一種金屬線材前處理裝置及其生產工藝的制作方法

本發明涉及金屬表面處理領域，具體涉及一種金屬線材前處理裝置及其生產工藝。

背景技術：

金屬線材，如碳素鋼、不銹鋼，是加工各種標準件、機械用軸類零件、冷拉鋼材以及各種金屬制品的主要材料，在美、日國家生產的鋼材中，線材約占8%-10%，鋼材在成型和熱處理過程中，表面會產生氧化皮，這類氧化皮結構致密，與基體附著力強,含有fe、cr、ni、少量c和si,可能存在mn、ti、mo和w等元素,氧化物結構為:氧化亞鐵(feo)、氧化鐵(fe2o3)、四氧化三鐵(fe3o4)、氧化鉻(cr2o3)、氧化鎳(nio)、二氧化硅(sio2)、鉻尖晶石(cr2o3·feo)和鎳尖晶石(ni·fe2o3)等。不銹鋼氧化皮破壞了鋼材表面的美觀性,又會加快金屬表面的電化學腐蝕,而且其存在的表面應力會加快鋼材表面的應力腐蝕。因此,鋼材表面的氧化皮必須在后續加工前去除干凈。

目前采用酸洗方式對鋼材表面進行加工，可去掉熱軋及退火過程中在鋼材表面形成的氧化皮，方便后續的加工成型，但是，目前的酸洗過程存在酸洗之后易氧化同時酸洗過程中產生的廢水難以處理的問題。

如專利號為cn101555602的發明專利中，公開了一種線材酸洗工藝作業線，提供了一種滿足硫酸+混酸酸洗、混酸+混酸酸洗、鹽酸+磷化+硼化酸洗三重酸洗的方式，酸洗作業線設計為圓環形布置，提高了酸洗質量以及效率；在專利號為cn105601015a中公開了一種鋼材酸洗廢水的零排放處理方法，將經格柵過濾處理的鋼鐵酸洗廢水通入結晶池中進行常溫結晶，提出可以達到不產生廢水排放。

兩者其一提高了酸洗質量，另一則提供了廢水處理方法，但是，兩者難以進行交聯，兩者所需成本太高，帶來得效益遠遠低于投入的成本，現有企業難以實施，亟需一種投入成本低而效果較好的金屬線材酸洗工藝，在低成本的情況下，可以提高酸洗質量以及后續酸洗廢水的有效處理。

技術實現要素：

在上述背景的基礎下，本發明旨在提供一種金屬線材前處理裝置及其生產工藝，工藝簡單，造價低，可以提高酸洗質量，同時對酸洗廢水進行有效處理，達到廢水回用的效果，實現資源再利用。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種金屬線材前處理裝置，包括酸洗池、水洗池、涂層池、以及廢水處理裝置；所述酸洗池內設置有鹽酸、硝酸、磷酸、氫氟酸以及硫酸中的一種或者多種，所述水洗池設置在酸洗池左側，所述水洗池與廢水處理裝置相連通，所述涂層池設置在水洗池左側，所述涂層池內設置有含氫氧化鈣的水溶液；所述廢水處理裝置包括依次相連接的調節池、濾池、中和混凝池、斜管沉淀池、ph調節池以及回用水池；所述調節池與所述水洗池相連接，水洗池內的廢水進入調節池中進行水質的初步調節；所述濾池包括池體、設置在池體內的承重層以及設置在承重層上方的濾層，所述承重層從上往下設置有多個通孔，所述承重層所述池體兩側設置有進水管以及出水管，所述進水管延伸至濾層底部，所述出水管設置在濾層上方，所述承重層內設置有擾動氣管，所述擾動氣管與設置在濾池外側的風機相連接；所述濾層包括至少一層的石英砂層以及石灰石層，所述石灰石層與石英砂層交錯，其中最底層為石英砂層，所述石灰石層中石灰石的粒徑為50~80mm，所述石英砂層中石英砂的粒徑為20~40mm。

優選地，所述承重層底部設置有污泥斗，所述污泥斗一側連接有靜壓排泥管，所述承重層采用大理石板或者不銹鋼板或者玻璃鋼制成。

優選地，所述擾動氣管與濾層相連通，所述擾動氣管呈魚骨狀分布。

優選地，所述水洗池與調節池、調節池與濾池之間設置有提升泵，所述水洗池、調節池以及濾池內設置有液位計，所述液位計與所述提升泵電連接。

本發明還提供了金屬線材前處理工藝，包括以下步驟：

第一步，將盤繞成卷的金屬線材，即盤條，利用吊機吊至酸洗池內，酸洗池內為鹽酸溶液，酸洗池的溫度控制在20~40℃；

第二步，將經過酸洗處理的盤條利用吊機吊至水洗池內，將盤條完全浸入水內，然后吊起，利用噴槍將水噴至盤條表面進行清洗，與此同時，將水洗池內的廢水提升至調節池內；

第三步，將經過水洗的盤條從水洗池內吊離，并吊至涂層池內，涂層池的溫度設置在30~40℃，將盤條全部浸入氫氧化鈣的水溶液內，對表面進行中和以及防生銹處理，在表面形成保護層；

第四步，將經過防生銹處理的盤條表面利用風機烘干，即可進入車間進行后續的生產，與此同時，將提升至調節池的廢水進行水質的初步調節，往調節池內倒入naoh溶液，中和廢水中的鹽酸，將ph值控制在6~7之間，同時進行對池內進行曝氣攪拌，攪拌時間控制在10~15min；

第五步，將經過調節池處理的廢水提升至濾池內，廢水經過濾池內的濾層，污泥通過承重層進入底部的污泥斗中，且通過靜壓排泥管排出，經過過濾的廢水則通過濾池上部的出水管流出至中和混凝池內；

第六步，往中和混凝池內投入naoh溶液，將ph值控制在9~10之間，同進行曝氣攪拌，攪拌時間控制在10~15min，進行中和反應；

第七步，將經過中和反應的廢水提升至斜管沉淀池進行泥水分離，過濾后的廢水經斜管沉淀池流入ph調整池內；

第八步，往ph調整池內投入鹽酸，將ph值控制在6~8之間，檢驗合格之后提升至回用水池，作為水洗池的水源。

本發明的有益效果是：

1、本發明提供的金屬線材前處理裝置，集酸洗與廢水處理為一體，將酸洗過程中產生的廢水進行集中處理，同時將處理完成的廢水進行回用，作用酸洗過程用水，實現了資源再利用，大大降低了生產成本，同時符合現在綠色生產的方向，降低污染。

2、本發明提供的金屬線材前處理裝置，在經過酸洗池以及水洗池之后，利用caoh溶液對線材表面進行中和，同時形成保護層，避免與空氣接觸過程中發生生銹，提高了酸洗之后產品的質量，保證表面質量。

3、本發明提供的金屬線材前處理裝置，包括廢水處理裝置，通過調節池、濾池、中和混凝池、斜管沉淀池、ph調節池以及回用水池，對廢水進行有效的凈化處理，實現了廢水回用，改善了車間環境。

附圖說明

圖1為本發明的整體示意圖；

圖2為本發明中濾池的示意圖。

具體實施方式

結合附圖以及實施例對本發明作進一步詳細說明。本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出任何修改，但只要在本發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。

一種金屬線材前處理裝置，其特征在于，包括酸洗池、水洗池、涂層池、以及廢水處理裝置；

所述酸洗池內設置有鹽酸、硝酸、磷酸、氫氟酸以及硫酸中的一種或者多種，所述水洗池設置在酸洗池左側，所述水洗池與廢水處理裝置相連通，所述涂層池設置在水洗池左側，所述涂層池內設置有含氫氧化鈣的水溶液；

所述廢水處理裝置包括依次相連接的調節池、濾池、中和混凝池、斜管沉淀池、ph調節池以及回用水池；

所述調節池與所述水洗池相連接，水洗池內的廢水進入調節池中進行水質的初步調節；

所述濾池包括池體、設置在池體內的承重層以及設置在承重層上方的濾層，所述承重層從上往下設置有多個通孔，所述承重層所述池體兩側設置有進水管以及出水管，所述進水管延伸至濾層底部，所述出水管設置在濾層上方，所述承重層內設置有擾動氣管，所述擾動氣管與設置在濾池外側的風機相連接；

所述濾層包括一層石英砂層以及石灰石層，所述石灰石層設置在石英層上方，所述石灰石層中石灰石的粒徑為70mm，所述石英砂層中石英砂的粒徑為40mm，石灰石層的高度為2m，石英砂層的高度為0.5m，將石英砂層設置在石灰石層底部，隨著反應的進行，石灰石濾料本身有消耗，體積會逐漸縮小，利用不與酸發生反應的石英砂層，可以防止石灰石掉入承重層，石灰石層的間隙大與石英砂層的間隙，當廢水進入濾層中時，會選擇往石灰石層方向流動，提高過濾效果，同時，整體高度在2.5左右，保證廢水在濾床內的停留時間在30min以上，保證過濾效果。

其中，承重層底部設置有污泥斗，所述污泥斗一側連接有靜壓排泥管，所述承重層采用大理石板或者不銹鋼板或者玻璃鋼制成，所述擾動氣管與濾層相連通，所述擾動氣管呈魚骨狀分布，實現濾池內氣水的充分擾動，co2的析出率大幅提高，污泥和caso4也會隨著空氣的擾動而洗脫出來，一部分隨水進入下一處理工序段，另一部分將沉淀在污泥斗內，使得石灰石消耗量相對降低，操作簡單，勞動強度減輕。

同時，水洗池與調節池、調節池與濾池之間設置有提升泵，所述水洗池、調節池以及濾池內設置有液位計，所述液位計與所述提升泵電連接，利用液位計檢測水位，當水位達到指定高度時，相應的提升泵工作，將其內的廢水提升至下一環節，減輕操作人員的勞動強度以及提高自動化程度。

對上述前處理裝置相對應的，本發明還提供了一種金屬線材前處理工藝，采用上述的金屬線材前處理裝置，包括以下步驟：

第一步，將盤繞成卷的金屬線材，即盤條，利用吊機吊至酸洗池內，酸洗池內為鹽酸溶液，酸洗池的溫度控制在30℃；

第二步，將經過酸洗處理的盤條利用吊機吊至水洗池內，將盤條完全浸入水內，然后吊起，利用噴槍將水噴至盤條表面進行清洗，與此同時，將水洗池內的廢水提升至調節池內；

第三步，將經過水洗的盤條從水洗池內吊離，并吊至涂層池內，涂層池的溫度設置在30℃，將盤條全部浸入氫氧化鈣的水溶液內，對表面進行中和以及防生銹處理，在表面形成保護層；

第四步，將經過防生銹處理的盤條表面利用風機烘干，即可進入車間進行后續的生產，與此同時，將提升至調節池的廢水進行水質的初步調節，往調節池內倒入naoh溶液，中和廢水中的鹽酸，將ph值控制在6~7之間，同時進行對池內進行曝氣攪拌，攪拌時間控制在10~15min，使得naoh與酸性廢水迅速混合反應，同時使得二價鐵離子氧化成三價鐵離子，以便形成fe（oh）3沉淀，去除廢水中的鐵，利用曝氣，還可以起到一定的生化作用，有利于廢水的進一步處理；

第五步，將經過調節池處理的廢水提升至濾池內，廢水經過濾池內的濾層，污泥通過承重層進入底部的污泥斗中，且通過靜壓排泥管排出，經過過濾的廢水則通過濾池上部的出水管流出至中和混凝池內；

第六步，往中和混凝池內投入naoh溶液，將ph值控制在9~10之間，同進行曝氣攪拌，攪拌時間控制在10~15min，進行中和反應，使得二價鐵離子氧化成三價鐵離子，以便形成fe（oh）3沉淀，zn離子在ph＝9～9.8時可形成zn（oh）２沉淀物，fe離子在ph＝6~12時可形成fe（oh）3沉淀物，mn離子在ph＝9~9.6時可形成mn（oh）2沉淀物，同時可以加入一定量的助凝劑來提高沉淀效果；

第七步，將經過中和反應的廢水提升至斜管沉淀池進行泥水分離，斜管沉淀池停留時間短，占地小，沉淀效率搞，處理效果好，過濾后的廢水經斜管沉淀池流入ph調整池內；

第八步，往ph調整池內投入鹽酸，將ph值控制在6~8之間，檢驗合格之后提升至回用水池，作為水洗池的水源，經此處理之后的回用水可以滿足酸洗過程中95%的用水，大大降低了生產成本，實現了資源再利用以及綠色化生產。