超声波清洗在生产线中的应用

　　钢丝生产中产生的废气、废酸、废水以及粉尘对环境造成污染。在国家大力推行环境保护、创建花园式工厂、创造人性化工作环境的大趋势下,如何减少或控制废气、废酸、废水以及粉尘的产生和排放是摆在各企业面前的一个重要课题。

　　杭州舒博特新材料科技有限公司设计并建成了走线28根的大盘重、明火加热、超声波清洗、磷化连续作业线和走线30根的大盘重、超声波清洗、热镀锌连续作业线。1年多的运行表明,该作业线达到了设计要求。

　　1 超声波清洗磷化生产线

　　钢丝超声波清洗磷化分两条生产线完成工艺流程:线材→机械除锈→大盘重工字轮收线;大盘重工字轮放线→明火加热→铅淬火→超声波清洗→热水洗→磷化→热水洗→烘干→大盘重工字轮收线。生产线的特点:大盘重、明火加热和超声波清洗。

　　1.1 大盘重收放线

　　经机械除锈的线材或粗拉的钢丝缠绕到f1150mm工字轮上,单轮收卷达2~2.6 ,t上下线机械化作业,操作工劳动强度大幅度降低,整条生产线只须3人就可满足生产要求。实现钢丝热处理连续化稳定生产,为提高拉丝机作业率创造有利的条件, 2位操作工可同时开3台LZ9/700或LZ9/600拉丝机,劳动生产率大幅度提高。

　　1.2 明火加热

　　3个低压燃油喷嘴与钢丝的运行方向相反,分3段布置,炉膛内横向温度分布均匀,钢丝直接受到火焰和炉膛辐射加热,加热炉的热效率达到35%以上。在压力调节到微正压、烧嘴调节合理使炉膛内气氛达到微还原性气氛时,钢丝的氧化率小于0.5%。由于油料在炉膛内充分燃烧,烟气可用于预热助燃的空气和油料,排出的烟气中无粉尘、无污染。

　　采用计算机技术对炉膛3段温度、烟道的烟气温度、烧嘴的喷油量、铅液的温度等进行在线测量和控制,整个生产过程中炉温和铅温稳定、可控。将工艺参数输入计算机,在生产过程中热处理炉和铅锅的工作状态由计算机控制,工作稳定,热处理后的钢丝通条性能均匀,同一批直径相同的钢丝热处理后抗拉强度波动不大于25MPa。

　　1.3 超声波清洗

　　1.3.1 超声波清洗的原理

　　超声波清洗的频率为20~80kHz。超声波清洗的主要机理是空化作用,一般采用水、弱酸或弱碱做清洗介质,温度为50~65°C。介质中存在的微气泡在强声场的作用下振动,当声压达到一定值时气泡迅速变大,然后突然破裂,在气泡破裂时产生的冲击波能形成上千个大气压的压力,瞬间将氧化铁皮及污物层击碎并将其剥落。空化气泡在振荡过程中,伴随一系列二阶现象发生,如辐射扭力导致液体环流,振动气泡表面处在很高的速度梯度和粘滞应力下,使钢丝表面的污物破坏并脱落。空化作用所产生的高速微射流能够除去或削弱边界污层,增加搅拌作用,加快可溶性污物的溶解,强化清洗剂的清洗作用。