Jak se vyrábí drát?

Drát je dlouhý kovový výrobek podobný vzhledu šňůře nebo niti. Vyrábějí se z něj elektrické dráty, svařovací elektrody, pružiny, lana, kabely atd. Moderní ocelárny vyrábějí dráty nejen s obvyklým kruhovým průřezem, ale také oválné, lichoběžníkové a šestihranné. Průměr kruhu popsaného kolem se pohybuje od desetin milimetru do několika centimetrů. Pojďme se blíže podívat na technologii výroby dlouhého hardwaru.

Kreslení drátu

Tažení drátu je speciální technologie, která zahrnuje tažení kovu přes matrici (jak se v metalurgii nazývá zužující se otvor, který může být kulatý nebo tvarovaný) v nástroji zvaném „tažnice“. V důsledku toho se průměr průřezu obrobku zmenšuje a jeho délka se naopak zvětšuje. Pořadí fází postupu kreslení je následující:

leptání výchozího materiálu. Provádí se v roztoku kyseliny sírové s teplotou kolísající kolem 50 °C. Účelem této operace je odstranění okují z meziproduktů výroby (tedy obrobků) pro zvýšení životnosti technologické matrice;

neutralizace leptacího roztoku s následným omytím obrobků;

předběžné žíhání surovin. Po dokončení této fáze se zvyšuje tažnost kovu a jeho struktura se stává jemnozrnnou;

ostření konců obrobků. Tento postup se provádí pomocí kovacích válců nebo kladiva;

vlastně fáze kreslení;

Výsledný drát se podrobuje dalším technologickým operacím – řezání na požadovanou délku, rovnání (rovnání), odstraňování konců atd.

Důležité vlastnosti procesu

Odborníci jsou jednomyslně toho názoru, že proces tažení má jednu významnou nevýhodu – to je malý indikátor deformace drátu. Důvod tohoto jevu spočívá v omezení úrovně deformace pevností výstupního konce meziproduktu, na který je aplikována odpovídající deformační síla.

Výchozím materiálem pro postup tažení je především drát z uhlíku a slitin slitin a také neželezné kovy. Tento proces bude efektivně proveden pouze tehdy, pokud má surovina určitou mikrostrukturu (například sorbitol, pokud jde o ocelový válcovaný drát).

Dříve byl ocelový drát obvykle předmětem patentování. Tato operace poskytuje:

zahřátí kovu na teplotu, při které dochází k austenitizaci (1050°C

jeho stárnutí v olovu (prvek Pb) nebo roztavené soli. Tato expozice se obvykle provádí při teplotě T≈500°C.

Moderní technologie výroby drátu nevyžaduje tak složité kroky. Z válcovací jednotky zaručeně vyjede kov s požadovanou strukturou. Jedna z posledních modifikací kontinuálního vysokorychlostního tažného stroje je vybavena kombinovaným systémem chlazení – vzduchem a vodou. Právě tento komplex umožňuje vyrábět drátěný drát s požadovanou mikrostrukturou.

Kreslicí zařízení

Veškeré technologické operace tažení drátu jsou prováděny na speciálních jednotkách – válcovnách. Jsou vybaveny jakýmsi „okem“ – ojí, kterou se protahuje dlouhý hardware. Jeho průměr je větší než tento parametr samotné matrice. Podle kritéria „design protahovacího mechanismu“ jsou uvažované mlýny rozděleny do 2 typů:

stroje, které navíjejí kov na buben;

mechanismy, ve kterých se kov pohybuje po přímce.

Mlýny druhého typu vyrábějí výrobky, které nevyžadují montáž do svitků (jedná se o trubky a tenké kovové tyče – tyče). Výroba drátu se provádí na bubnových jednotkách. Mimochodem, vyrábějí také trubky z různých kovů, které se vyznačují malým průřezem.

Bubnové mlýny jsou rozděleny do následujících typů:

více fréz (design některých je navržen tak, aby fungoval bez posuvu, zatímco jiné jsou navrženy tak, aby fungovaly s posuvem);

více jednotek pracujících na principu protitahu drátu.

Technologická operace tažení dlouhého kování je prováděna pomocí jednoranových fréz v jediném průchodu. Ve více jednotkách se tento postup provádí ve dvou nebo třech průchodech, ale samotné tažení se provádí pomocí kontinuálního okruhu. Ve výrobních prostorách kalibračních dílen velkých hutních provozů jsou umístěny až dvě desítky výkonově proměnných zařízení určených k výrobě drátu.

Výroba zápustek probíhá v souladu s požadavky kovokeramické technologie. Používanými surovinami jsou termokorund, dále karbidy prvků jako wolfram (W), vanad (V), tantal (Ta), titan (Ti), molybden (Mo), bor (B). Tyto slitiny se vyznačují nízkou viskozitou, zvýšenou tvrdostí a vynikající odolností proti oděru.

Raznice je velmi spolehlivý nástroj. To je zajištěno jeho umístěním ve viskózní a velmi odolné ocelové kleci. Design posledního zařízení:

nevyvíjí kompresní účinek na matrici;

při tažení snižuje úroveň tahových napětí.

Je třeba poznamenat jeden důležitý bod ohledně výroby velmi tenkého ocelového drátu (o průměru menším než 0,2 mm). K tomuto účelu se používají raznice vyrobené ze syntetického minerálu zvaného průmyslový diamant.

Dnes je tendence používat prefabrikované matrice. Jejich konstrukce umožňuje vyrábět dlouhé kování za podmínek zvýšeného hydrodynamického tření. Kromě toho prefabrikovaný výkres:

zaručeno snížení energetických nákladů potřebných k realizaci cyklu tažení;

poskytuje zvýšení produktivity jednotky o 20% -30%.

Odstraňování vodního kamene – typy operací a jejich nuance

Účinnost procesu tažení přímo závisí na kvalitě povrchové úpravy. Dnes k odstranění oxidů železa (Fe ₂ О ₃ , FeO a Fe ₃ О ₄ ) – měřítko – používají se tři způsoby. Pojďme se na ně podívat trochu podrobněji.

Mechanické čištění

Mechanické čištění je finančně nejméně nákladná operace bez újmy na kvalitě dosaženého výsledku. Z tohoto důvodu se tato metoda stala nejrozšířenější. Provádí se periodickým ohýbáním drátu v různých rovinách mezi válečky, které jsou součástí speciální konstrukce, s dočištěním obrobku kartáči s ocelovými štětinami.

Chemické čištění

Chemické metody vyžadují výrazně vyšší náklady. Provádějí se za použití následujících látek – HCl (kyselina chlorovodíková) a H ₂ TAK ₄ (kyselina sírová). Chemické čištění proto představuje pro pracovníky riziko. Hutní závody proto tuto technologii využívají pouze tehdy, když se bez ní opravdu neobejdou. Mohou jej však provádět pouze zaměstnanci, kteří absolvovali specializované školení. Dlouhé kování vyrobené z vysoce legovaných kyselinovzdorných nerezových ocelí je zpracováno chemickým čištěním.

Elektrochemické čištění

Tato operace se provádí elektrolytickým leptáním. Dělí se na dva typy – anodické a katodické. První je považován za méně nebezpečný a účinnější. Roli anody v něm hraje čištěný obrobek. A katoda je olověná, železná nebo měděná deska.

Katodické leptání představuje následující nebezpečí:

aktivní výběr prvku H ₂ (toto je vodík). Jeho kontakt se vzdušným kyslíkem může způsobit výbuch;

Oddělování šupin je obtížné kontrolovat. Z tohoto důvodu tzv „leptací křehkost“.

Postup odstraňování oxidů železa chemickými činidly by měl být dokončen důkladným promytím meziproduktu. Poté bude povrch obrobku zbaven kyselého roztoku, zbytkových leptacích látek, okují, nečistot a solí Fe prvku. Při praní ne přímo po chemickém ošetření všechny uvedené sloučeniny jednoduše vyschnou.

Zde je důležitý další bod. Nejprve se provede oplach ve vodě o teplotě pohybující se v rozmezí +60°C≤T≤+75°C. Tento postup se pak provádí ve studené vodě pod tlakem přibližně 700 Pa.

Technické požadavky

Dnes se nejpoužívanější drát vyrábí z konstrukční uhlíkové oceli. Jeho výroba je regulována GOST 7305-91. Podívejme se na technické požadavky předložené tímto regulačním dokumentem pro takové konečné produkty.

Ocel by měla být použita jako surovina:

kvalitní uhlíková struktura 50, 45, 40, 35, 30, 25 a 20;

polotichá vysoce kvalitní uhlíková konstrukční 20ks, 15ks a 10ks;

varná kvalita uhlíkové konstrukce 20kp, 15kp, 10kp a 08kp.

Povrch dlouhého hardwaru nesmí obsahovat:

periodicky se opakující výstupky, nebo naopak prohlubně tvořené rolovacími válečky – otisky;

nahromadění prohlubní vytvořených během fáze válcování – zvlnění;

prohlubně libovolného směru, které mají také nepravidelný tvar – vrypy;

odlupování filmu, což naznačuje porušení celistvosti kovu, ke kterému došlo během vyvalování plynové bubliny;

drážky s nevyčnívajícími okraji a dnem ploché nebo zaoblené konfigurace – zářezy;

oxidové filmy charakterizované volnou strukturou, vznikající při kontaktu kovu s vlhkostí – rez;

inkluze částic okují zalisované při tažení – válcované okují;

úlomky kovu spojené s jeho základnou, orientované ve směru válcování – zajetí;

podélně orientované vady, těsně přiléhající k povrchu, způsobující narušení kontinuity výrobního materiálu – západy, s hloubkou přesahující polovinu hodnoty maximálních přípustných odchylek v parametru „průměr drátu“. Skutečnost slabého pomědění dlouhého kování způsobeného nanesením mazací vrstvy před tažením neklasifikuje výrobek jako vadný.

Drát musí být vyroben na cívkách nebo přadénkách. Jeho navíjení musí být provedeno tak, aby:

zatáčky nebyly smíchány;

byla zajištěna možnost volného navíjení v kterékoli z možností výroby;

když je přadeno uvolněno z popruhů, dlouhý hardware po složení nevytvoří „osmičku“.

Přadeno by mělo obsahovat jeden kus drátu.

Je nepřijatelné mít na cívce více než tři kusy dlouhého hardwaru. Tam, kde jsou odděleny, je nutné položit záložky. Možností nahrazení označení oddělovacích bodů je vyvedení a následné upevnění konců drátěných kusů k jedné z lícnic cívky.

Je povoleno, aby šarže obsahovala cívky nebo přadena, jejichž hmotnost kusu drátu by byla o 50 % menší než číslo uvedené v tabulce. Jejich množství by však nemělo přesáhnout 10 % z celkové hmotnosti vyráběných produktů.

Hmotnost jednotlivého kusu dlouhého kování v jakékoli variantě výroby (cívka nebo přadeno) závisí na průměru výrobku. Normy GOST 17305-91 stanoví požadovanou shodu těchto parametrů. Je uveden v tabulce.

Drát je kovový závit nebo šňůra. Drát je zpravidla kulatý, ale existují i ​​výrobky s šestihranným, čtvercovým, lichoběžníkovým nebo oválným průřezem. Drát může být vyroben z oceli, mědi, hliníku, zinku, niklu, titanu a jejich slitin a také z řady dalších kovů. Začali také vyrábět bimetalické a polymetalické dráty.

Častěji se drát vyrábí tažením nebo protahováním postupně menšími otvory. Díky tomu je možné získat drát různých průměrů až do desítek milimetrů.

Drát má širokou škálu aplikací. Lze jej tedy použít při výrobě elektrických vodičů, pružin, hardwaru, vrtaček, elektrod, termočlánků, různých elektronických zařízení a pro další účely.

Zařízení na výrobu drátu + video

Tažné stolice za mokra zpravidla pracují s kluznou technologií a lze je kombinovat se suchými tažnými stolicemi libovolného počtu. Jsou vybaveny nezávislými synchronizovanými elektromotory v různých modifikacích.

Hojně používané jsou také přímé tažení za sucha, které se vyznačují nejmodernější konstrukcí. Takové mlýny se používají především pro výrobu drátu malého průměru z vysoce-, nízkouhlíkové a nerezové oceli. Hlavními charakteristickými znaky mlýna jsou jeho kompaktnost, absence řemenů a řemenic mezi pohony a bubny, tichý chod, absence vibrací. Hlavním rysem těchto mlýnů je konstrukční provedení. Díky pevnosti a stabilitě rámu je možné mlýn kompletně převážet, a tím minimální čas strávený instalací a pokládáním kabelů.

Suché tahací stolice s přímým prouděním se vyznačují horizontálním uspořádáním bubnů. Takové mlýny se obvykle používají pro výrobu drátu z nízkouhlíkových a vysoce uhlíkových ocelí a také z nerezových ocelí. Výhody takového zařízení jsou vysoká spolehlivost, ergonomie a snadná obsluha konstrukce, která při instalaci nevyžaduje speciální základ. Jednotka je také vybavena vysoce účinným systémem chlazení bubnu a nabízí volitelné vybavení.

Pro výrobu drátu jsou také užitečné různé odvíječe drátu.

Video, jak vyrobit drát z mědi:

Také ve výrobní oblasti jsou široce používány skací stroje doutníkového typu, dvojité skací stroje a lanové stroje.

Technologie výroby drátu + video jak na to

Výroba drátu zahrnuje řadu klasických operací, které lze opakovat až třikrát. Počet opakování závisí na velikosti potřebného průměru drátu.

První fází procesu je tepelné zpracování kovu. Poté je kovový povrch připraven pro kreslení. V konečné fázi se provede samotné kreslení na danou velikost.

Aby drát získal speciální vlastnosti, zavádějí se při jeho výrobě další operace. Například se nanášejí různé povlaky nebo se provádí tepelné zpracování. Hlavním zařízením pro výrobu drátu je pec s nízkooxidačním ohřevem. Vodní kámen se odstraňuje pomocí roztoků kyseliny chlorovodíkové a sírové. Při tažení se jako mazací vrstva používá borax, vápno, fosfátové soli a měď.

Dalším neméně důležitým zařízením pro výrobu drátu jsou mlýny s intenzivním chlazením bubnů a průvlaků. Používají se přímo ke kreslení. Použití tohoto procesu zajišťuje vysokou tažnost a pevnostní vlastnosti kovu.

Použitím moderních maziv je zajištěna vysoká odolnost proti korozi, vysoká přilnavost k různým materiálům a optimalizace množství maziva.

Pro zvýšení kvality vyráběného drátu by mělo být tažné zařízení systematicky aktualizováno a vybavováno dalšími zařízeními, např. pro odlehčení vnitřního pnutí a pro jiné účely.

Pro získání různých tlouštěk povlaku se doporučuje aplikovat zinkový povlak ponořením drátu do vhodného roztoku. Použitím speciálních čisticích materiálů a emulzí mohou zinkové povlaky získat maximální lesk, hladkost a ochranu proti korozi po dlouhou dobu.

Kvalita hotového výrobku do značné míry závisí na splnění všech požadavků a norem výroby drátu. Stabilita technologického procesu má přímý vliv na kvalitu hotového výrobku.

Je třeba poznamenat, že jedním z trendů moderní výroby drátu je přechod od klasické technologie chemického leptání ve standardním roztoku kyseliny chlorovodíkové k čištění povrchu drátu od okují na perspektivnější a maximálně bezpečný pro životní prostředí , bezkyselinová technologie mechanického čištění. K tomuto účelu slouží moderní zařízení pro mechanické odstraňování vodního kamene. S jeho pomocí můžete dosáhnout vysokého stupně čištění, srovnatelného se standardním leptáním kyselinou. Technologie se zároveň vyznačuje velmi rozsáhlými praktickými aplikacemi. Nová technologie navíc předchází významným problémům spojeným s likvidací odpadních roztoků.