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CN101892447B - 连续高温清洁钼丝表面的装置及工艺 - Google Patents

连续高温清洁钼丝表面的装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续高温清洁钼丝表面的装置，依次包括放线机构、第一导线轮、清洁机构、第二导线轮、收线机构；清洁机构的炉体两端设置有钼丝入孔和钼丝出孔，钼丝入孔处和炉体内中部设置与电源连接的电极，炉体上部设置气体出口，下部设置湿氢进口；钼丝入孔处的电极与炉体中部的电极之间构成炉体内的加热段，炉体中部的电极与钼丝出孔处之间构成炉体内的冷却段。本发明还公开了一种连续高温清洁钼丝表面的工艺，将两电极间的钼丝加热至750℃～1200℃，与炉体内的湿氢发生热化学反应，钼丝表面的杂质被除去，且同时消除钼丝在拉丝过程中的应力。生产过程没有废液、腐蚀性气体产生，是一种理想的钼丝表面清洗装置和生产工艺。

Description

连续高温清洁钼丝表面的装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种连续高温清洁钼丝表面的装置及其工艺。
背景技术
钼丝的生产，通常是将石墨乳涂覆在钼丝表面，经烘干后作为钼丝热拉丝加工过程的保护层（防止钼丝拉丝过程加热时钼丝表面的金属氧化）和高温润滑剂，因此，通常的钼丝表面，都有一层碳和氧化钼的混合物，其结构由表面层到基体金属组成大致是：碳→碳+氧化钼→氧化钼→金属钼。
钼丝表层的碳及氧化钼这些杂质，会严重影响钼丝的后续使用效果，并影响终端产品的质量。例如，以钼丝作为绕制节能灯丝芯线，若钼丝表层的碳未能除尽，在进行高温热处理时，碳与钼反应生成钼的碳化物，不仅导致钼芯线脆断，同时导致绕在芯线上的钨丝一起报废，被碳和氧污染了的钨灯丝，若封入灯中，将严重影响灯的使用寿命。因此，用户在使用钼丝前，都必须清除钼丝表面的碳和氧化钼等表面杂质，现有清洁钼丝表面的技术，是采用电解清洗的方法。钼丝在电解槽中连续电解清洗。在一组电极之间的阳极附近，钼丝表面的石墨层、氧化钼层和少许金属钼溶解在电解液中，从而清洁钼丝表面；在阴极附近析出气体。
电解清洗钼丝表面的方法其主要缺点是：
1．电解清洗清洁钼丝表面过程中产生的腐蚀性气体，腐蚀设备和周围的其它设施，影响操作者的健康，气体排出污染大气环境。
2．电解废液处理成本高，稀释排放又会对周围水系造成污染。
3．电解清洗在除去钼丝表面的碳和氧化物的同时，不可避免地会将钼丝表层的金属钼电解到电解液中，造成材料损失。
4．电解清洗方法不能消除钼丝的加工应力。
此外，为保证产品的精度，在使用电解清洗钼丝前，有时还要单独进行消除应力退火。不仅延长了生产周期，也增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是：针对上述存在的问题，提供一种连续高温清洁钼丝表面的装置。
本发明的另一目的是，提供一种连续高温清洁钼丝表面的工艺。
本发明采用的连续高温清洁钼丝表面的装置，依次包括放线机构、第一导线轮、清洁机构、第二导线轮、收线机构；所述清洁机构包括炉体，炉体两端设置有钼丝入孔和钼丝出孔，钼丝入孔处和炉体内中部设置与电源连接的电极，炉体上部设置气体出口，下部设置湿氢进口；所述钼丝入孔处的电极与炉体中部的电极之间构成炉体内的加热段，炉体中部的电极与钼丝出孔处之间构成炉体内的冷却段。
绕制在放线机构上的钼丝，过第一导线轮，穿入炉体一端的钼丝入孔和钼丝入孔处的电极，再依次从炉体中部的电极以及炉体另一端的钼丝出孔穿出，过第二导线轮，绕制在收线机构的收线盘上；驱动收线机构，钼丝从放线机构上连续放出；两电极之间的钼丝与通过电路连接电极的电源形成闭合回路。两电极间的钼丝在加热段被加热至750℃～1200℃，钼丝表面的碳和氧化钼与炉体内通入的湿氢发生热化学反应，钼丝表面的杂质被除去并消除钼丝在拉丝过程中累积的应力；清洁后的钼丝在炉体冷却段逐渐冷却后从出孔穿出，过第二导线轮由收线机构盘绕在收线盘上。
更进一步的是，靠近钼丝出孔处的冷却段炉管的直径为加热段炉管直径的1/2～1/3，长度为炉体内中部电极到钼丝出孔处距离的2/3～4/5。炉管直径缩小可以提高冷却段的冷却效果。
炉体内中部设置的电极位于电极座上，电极座与电源连接。便于炉体中部电极的固定。
更进一步的是，所述电极座上端设置有盲孔，电极过盈配合嵌入电极座的盲孔内。电极采用该固定方法，简单、方便。
更进一步的是，所述电极为钨丝绕制的有弹性的线团。钨丝电极具有抗磨损性好、抗烧蚀性好，导电性能好的特点，绕制成有弹性的线团，可保证钼丝连续通过电极时能稳定可靠地接触。直径较小的钨丝，绕制的线团更有利于钼丝与电极的可靠接触，如直径小于20μm的钨丝。
更进一步的是，所述炉体上还设置有操作孔。打开操作孔可方便地将钼丝从炉体外穿入和从炉体内穿出，不用时将操作孔密封。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、用热化学的方法去除钼丝表面的碳、氧化钼等有害物质，达到了清洁钼丝表面的目的，且同时也消除了钼丝在拉丝过程中累积的应力。
2．生产过程没有废液产生、没有腐蚀性气体产生。
3．与电解清洗相比，节约4%左右的材料。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是现有技术的钼丝表面清洁装置。
图2是本发明实施例结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示现有钼丝表面清洁装置，依次包括放线机构1、第一导线轮2 、电解清洁机构、喷淋装置6、烘干炉7、导线轮8 、收线装置9；电解清洁机构包括置于多节有机玻璃制成的电解槽11中的多个电极5，以及与电极电路连接的直流电源3 、电解液进口4 ，电解槽中的电解液通过管路12返回储液罐14，储液罐中的电解液通过泵13打入电解槽中。将装有待清洁表面的钼丝线盘装在放线机构1上，钼丝15通过导线轮2，进入电解清洁机构，在电解槽中连续电解清洗。在一组电极5之间：在阳极附近，钼丝表面的石墨层、氧化钼层和少许金属钼溶解在电解液中，从而清洁钼丝表面；在阴极附近析出气体。钼丝出电解槽后，经清水喷淋洗去钼丝表面残留的电解液，烘干，经导线轮8收于收线装置。喷淋装置喷出的水通过管路10 回收重复使用。
如图2所示的本发明实施例的结构示意图，依次包括放线机构1、第一导线轮2、清洁机构、第二导线轮8、收线机构9；清洁机构包括炉体，炉体两端设置有钼丝入孔和钼丝出孔，钼丝入孔处紧固有电极16，并通过电路连接电源24；炉体内中部设置的电极17过盈配合嵌入电极座的盲孔内，电极座与电源24连接。电极16与电极17之间构成炉体内的加热段，电极17与钼丝出孔处之间构成炉体内的冷却段。靠近钼丝出孔处的冷却段20的炉管直径为加热段的炉管直径的1/2～1/3，长度为炉体内中部电极17到钼丝出孔处距离的2/3～4/5。采用这样的结构可以提高冷却段的冷却效果。上述电极较佳的是采用钨丝绕制的有弹性的线团。特别是直径小于20μm的钨丝绕制的有弹性的线团。炉体上还设置有操作孔19。炉体上部设置气体出口18，将氢气H2通过管路22通入盛有水溶液H2O的气瓶23中获得的湿氢通过管路21引入炉体下部；较佳的是湿氢引入管路21设置在炉体的冷却段下部，气体出口18设置在炉体加热段的上部。上述湿氢也可以采用干氢通过加湿（如加湿器）所形成。
将表面待处理的钼丝15从放线机构中放出，过第一导线轮，打开炉体操作孔，将钼丝依次穿过电极16，电极17，钼丝出孔，封好操作孔，钼丝过第二导线轮盘绕在收线机构的收线盘上。驱动收线机构，电源与两个电极之间连续恒速通过的钼丝形成闭合回路，通过两电极之间的钼丝其电阻发热将两电极间的钼丝加热至750℃～1200℃的高温，并与通入炉体的湿氢发生热化学反应，从而在加热段除去钼丝表面的碳和氧化钼，尾气从湿氢气体出口排出。清洁后的钼丝在炉体冷却段逐渐冷却至低于100℃后从出孔穿出，经第二导线轮收于收线盘上。上述清洗装置和清洗工艺既可去除钼丝表面的碳、氧化钼等有害物质达到清洁钼丝表面的目的，又同时消除了钼丝在拉丝过程中的应力，且生产过程没有废液、腐蚀性气体产生，是一种较佳的钼丝表面清洗装置。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.连续高温清洁钼丝表面的装置，依次包括放线机构、第一导线轮、清洁机构、第二导线轮、收线机构，其特征在于：所述清洁机构包括炉体，炉体两端设置有钼丝入孔和钼丝出孔，钼丝入孔处和炉体内中部设置与电源连接的电极，炉体上部设置气体出口，下部设置湿氢进口；所述钼丝入孔处的电极与炉体中部的电极之间构成炉体内的加热段，炉体中部的电极与钼丝出孔处之间构成炉体内的冷却段。
2.根据权利要求1所述的连续高温清洁钼丝表面的装置，其特征在于：靠近钼丝出孔处的冷却段炉管的直径为加热段炉管直径的1/2～1/3，长度为炉体内中部电极到钼丝出孔处距离的2/3～4/5。
3.根据权利要求1所述的连续高温清洁钼丝表面的装置，其特征在于：所述炉体内中部设置的电极位于电极座上，电极座与电源连接。
4.根据权利要求3所述的连续高温清洁钼丝表面的装置，其特征在于：所述电极座上端设置有盲孔，电极过盈配合嵌入电极座的盲孔内。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的连续高温清洁钼丝表面的装置，其特征在于：所述电极为钨丝绕制的有弹性的线团。
6.根据权利要求5所述的连续高温清洁钼丝表面的装置，其特征在于：所述钨丝直径小于20μm。
7.根据权利要求5所述的连续高温清洁钼丝表面的装置，其特征在于：所述炉体上还设置有操作孔。
8.一种连续高温清洁钼丝表面的工艺，其特征在于，包括如下步骤:
（1）绕制在放线机构上的钼丝，过第一导线轮，穿入炉体一端的钼丝入孔和钼丝入孔处的电极，再依次从炉体中部的电极以及炉体另一端的钼丝出孔穿出后，过第二导线轮，绕制在收线机构的收线盘上；所述钼丝入孔处的电极与炉体中部的电极之间构成炉体内的加热段，炉体中部的电极与钼丝出孔处之间构成炉体内的冷却段；炉体内通入湿氢；
（2）驱动收线机构，钼丝从放线机构上连续放出；
（3）两电极之间的钼丝与通过电路连接电极的电源形成闭合回路，两电极间的钼丝在加热段被加热至750℃～1200℃，与炉体内的湿氢发生热化学反应，钼丝表面的杂质被除去；清洁后的钼丝在炉体冷却段逐渐冷却至低于100℃后从出孔穿出，过第二导线轮由收线机构盘绕在收线盘上。
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