特殊鋼絲廠設(shè)計(jì)(design of special steel wire plant)

用優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼和電熱合金線材生產(chǎn)特殊用途的碳素鋼絲、合金鋼絲和電熱合金絲的工廠及其配套設(shè)施的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：確定設(shè)計(jì)規(guī)模和產(chǎn)品方案，選擇工藝和設(shè)備，配置生產(chǎn)車(chē)間和相應(yīng)的公用與輔助設(shè)施。

設(shè)計(jì)規(guī)模和產(chǎn)品方案 在中國(guó)，年產(chǎn)量小于1萬(wàn)t的工廠為小型廠，年產(chǎn)量在1～2.5萬(wàn)t的工廠為中型廠，年產(chǎn)量在3～5萬(wàn)t的工廠為大型廠。各種特殊鋼絲廠的產(chǎn)品有：結(jié)構(gòu)鋼絲、彈簧鋼絲、工具鋼絲、滾珠和滾柱軸承用鉻鋼絲、冷頂鍛鋼絲、易切削鋼絲、不銹鋼絲和高電阻電熱合金絲共8類(lèi)。其中結(jié)構(gòu)鋼絲和彈簧鋼絲占多數(shù)，其次為滾珠和滾柱軸承用鉻鋼絲、焊接用鋼絲和不銹鋼絲等。鋼絲直徑為0.1～16mm，最大直徑為20mm。由于特殊鋼絲種類(lèi)多，鋼種復(fù)雜，生產(chǎn)工藝差別大，確定產(chǎn)品方案時(shí)應(yīng)合理安排各類(lèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量，以有利于組建專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)線和主要生產(chǎn)設(shè)備的均衡生產(chǎn)。

工藝流程 各類(lèi)特殊鋼絲對(duì)化學(xué)成份、力學(xué)性能、金相組織、表面質(zhì)量和交貨狀態(tài)的要求都不相同。生產(chǎn)工序多，流程較復(fù)雜。其基本工藝流程如圖。

(1)線材熱處理。為了改變熱軋線材的組織狀態(tài)，適應(yīng)冷拔加工的要求，對(duì)不同的鋼種采用不同的熱處理方法，彈簧用的高碳線材采用鉛淬火；合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼線材采用軟化退火；滾珠軸承鋼和工具鋼線材采用球化退火；奧氏體不銹鋼線材采用固溶處理等。

(2)酸洗。高碳鋼、結(jié)構(gòu)鋼和滾珠軸承鋼等需要進(jìn)行酸洗(采用硫酸或鹽酸溶液)、磷化和硼砂涂層；不銹鋼和高溫耐熱合金線材的氧化層不易消除，需經(jīng)融熔堿浸處理、將氧化層疏松后，再用硫酸、鹽酸和硝酸鈉配制的混合液進(jìn)行酸洗和樹(shù)脂涂層處理。

(3)拉絲。碳素彈簧鋼絲和不銹彈簧鋼絲按產(chǎn)品力學(xué)性能要求，采用70％～90％的總縮面率進(jìn)行拉拔。其它合金鋼絲冷拉性能較差，總縮面率在20％～60％之間。異形鋼絲用輥模一拉模聯(lián)合生產(chǎn)工藝。高速工具鋼等難變形鋼絲則用熱拉方法，可提高總縮面率，減少熱處理次數(shù)，節(jié)約能耗。

(4)半成品熱處理。需繼續(xù)加工的碳素彈簧鋼絲和不銹彈簧鋼絲分別經(jīng)鉛淬火和固溶處理；其它合金鋼絲采用再結(jié)晶退火，恢復(fù)塑性，以利繼續(xù)加工。

(5)成品熱處理。需要熱處理狀態(tài)或軟狀態(tài)交貨的產(chǎn)品，按產(chǎn)品的技術(shù)要求，分別采用退火、固溶處理(奧氏體不銹鋼絲)和淬火回火等。不銹鋼絲、冷頂鍛不銹鋼絲等要求冷拉交貨的產(chǎn)品經(jīng)熱處理后，尚需酸洗和拉拔。

(6)矯直切斷和磨光。以直條狀態(tài)交貨的鋼絲需經(jīng)矯直并按定尺切斷。為消除表面缺陷，高速工具鋼絲和閥門(mén)用鉻釩彈簧鋼絲，經(jīng)矯直切斷后尚需外圓磨光。

設(shè)備選擇 根據(jù)產(chǎn)品品種、設(shè)計(jì)規(guī)模和原料條件等選擇主要設(shè)備。

(1)酸洗設(shè)備。有間歇式和連續(xù)式酸冼設(shè)備兩種。組成見(jiàn)鋼絲與鋼絲制品廠設(shè)計(jì)。不銹鋼和電熱合金線材酸洗采用電熔融堿槽、專(zhuān)用酸洗槽和涂層槽等組成的酸洗線。

(2)拉絲設(shè)備?？梢苑譃檫B續(xù)拉絲機(jī)、單卷筒拉絲機(jī)和帶加熱裝置的拉絲機(jī)三種。連續(xù)拉絲機(jī)適用于拉拔2道次以上的彈簧鋼絲和滾珠軸承鋼絲等。單卷筒拉絲機(jī)用于盤(pán)重小或直徑粗的線材、異形鋼絲和難變形鋼絲。帶加熱裝置的拉絲機(jī)用于難變形的鋼絲。

(3)熱處理設(shè)備?？蛇x擇周期爐和連續(xù)爐(見(jiàn)鋼絲與鋼絲制品廠設(shè)計(jì))。各類(lèi)合金鋼絲，批量小的選用井式爐或單垛罩式爐，批量較大的選用多垛罩式爐或周期式輥底爐。批量大的單一品種可選擇連續(xù)式輥底爐。各種周期爐應(yīng)有較好的密封性能和熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，適應(yīng)可控氣氛熱處理工藝。不銹鋼絲的熱處理采用管式光亮熱處理爐和涂層連續(xù)機(jī)組。碳素彈簧鋼絲熱處理設(shè)備與鋼絲繩廠所用相同。

(4)矯直切斷和磨光設(shè)備。直條鋼絲選用帶定尺切斷裝置的輥式矯直切斷機(jī)；磨光鋼絲選用無(wú)心外圓磨床。

車(chē)間組成和公用與輔助設(shè)施 特殊鋼絲廠通常附設(shè)在特殊鋼廠內(nèi)，由酸洗、拉絲、熱處理和磨光車(chē)間組成。規(guī)模較大的工廠，按品種或工藝分類(lèi)，建設(shè)碳素彈簧鋼絲和合金鋼絲兩個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。公用與輔助設(shè)施見(jiàn)鋼絲與鋼絲制品廠設(shè)計(jì)。此外根據(jù)保護(hù)氣體種類(lèi)和用量，設(shè)置氮?dú)饧兓b置和保護(hù)氣體發(fā)生站等。