胎圈鋼絲是高碳鋼制成的表面鍍有紫銅或青銅的鋼絲，具有強度高、韌性好、疲勞性能優(yōu)和良好的直線性，其與橡膠有較強的黏合力，主要用于輪胎邊緣作為增強用骨架材料，廣泛應用于輪胎生產(chǎn)中。但是，在胎圈鋼絲的生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝等的因素，產(chǎn)生廢水、廢氣等對環(huán)境造成污染，同時企業(yè)能耗也較大。在環(huán)保標準日益嚴格的今天，如何在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也讓生產(chǎn)過程更加節(jié)能環(huán)保，成為胎圈鋼絲生產(chǎn)企業(yè)必須關注的問題。
我國胎圈鋼絲業(yè)發(fā)展進步明顯
我國胎圈鋼絲生產(chǎn)經(jīng)歷了3個階段，每一個階段的產(chǎn)品生產(chǎn)都取得頗豐的進步。第一階段生產(chǎn)冷拉胎圈鋼絲。1990年之前，我國胎圈鋼絲生產(chǎn)廠家不到20家，產(chǎn)品主要為ф1mm的冷拉胎圈鋼絲。第二階段生產(chǎn)回火胎圈鋼絲。“八五”末和“九五”期間，隨著大盤重連續(xù)化生產(chǎn)工藝的推廣應用，回火胎圈鋼絲生產(chǎn)廠家新增約20家，產(chǎn)品規(guī)格也由單一的ф1mm增加為ф0.96mm、ф1.2mm和ф1.42mm等多種規(guī)格。第三階段生產(chǎn)鍍錫青銅回火胎圈鋼絲。“九五”末，國際標準化組織ISO／TC17／SC17新工作項目開始啟動，要求胎圈鋼絲的表面鍍層以錫青銅為主，錫青銅鍍層具有良好的耐腐蝕性能和耐熱老化性能，能更好地滿足高性能子午線輪胎的要求。近年來，胎圈鋼絲生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模逐漸擴大，產(chǎn)品以鍍錫青銅回火胎圈鋼絲為主，企業(yè)規(guī)模超過3萬噸以上的有6家。
目前，我國胎圈鋼絲生產(chǎn)企業(yè)主要有山東大業(yè)金屬制品股份有限公司、江蘇興達鋼簾線股份有限公司、貴州鋼繩股份有限公司等。近年，我國胎圈鋼絲生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量國內(nèi)市場前5名生產(chǎn)企業(yè)所占市場份額為55.1%；從企業(yè)數(shù)量和規(guī)模分布上看，形成了相對壟斷和分散競爭的市場格局。由于個別企業(yè)的快速擴產(chǎn)，預計2015年這種格局將發(fā)生改變，行業(yè)將由分散競爭向相對壟斷發(fā)展。
實施節(jié)能環(huán)保應關注三個環(huán)節(jié)
近幾年，國家明顯加大了節(jié)能、環(huán)保等方面的控制力度，一系列政策和法規(guī)的制訂，使得以盤條為原料的胎圈鋼絲在節(jié)能、環(huán)保生產(chǎn)等方面，必須通過改進生產(chǎn)設備和調(diào)整生產(chǎn)工藝滿足標準要求。
●盤條表面處理
在胎圈鋼絲的生產(chǎn)過程中，盤條表面處理常用的方法有兩類。
一類是大池子集中化學酸洗法，在獨立的酸洗車間里，整捆盤條集中在2m×2m的酸洗池內(nèi)浸泡一段時間，使盤條表面與熱硫酸或鹽酸進行化學反應，除掉盤條表面的氧化鐵皮，再進行磷化、烘干后拉拔，通常為敞開式，熱量散失大，產(chǎn)生酸霧的同時，也產(chǎn)生大量的酸洗泥。這一方法導致酸洗效果差，產(chǎn)品質(zhì)量受人為因素影響大，能耗高，熱效率低，并產(chǎn)生大量廢水，污染環(huán)境。
另一類是大盤重機械剝殼+在線表面處理+在線拉拔生產(chǎn)工藝，工序周轉少。通過機械彎曲，操作人員將盤條表面氧化皮剝離80%左右，然后通過高效酸洗技術（高效熱鹽酸在線連續(xù)酸洗或在線電解酸洗）、高效氣吹、逆流漂洗及在線硼化和熱風烘干后，直接進行拉拔。由于采用酸霧“密封”技術，酸霧溢出很少，直接剝離的氧化皮可以收集后出售，減少對環(huán)境的二次污染。由于單絲運行，因此速度快，效率高，在提高生產(chǎn)效率的同時，節(jié)能降耗，使得環(huán)境大幅改善，產(chǎn)品質(zhì)量得以穩(wěn)定。該工藝在胎圈鋼絲產(chǎn)品中應用率約為80%，是盤條表面處理的發(fā)展方向。
●拉絲
胎圈鋼絲的拉絲工序包括粗拉和成品絲拉拔。
按照粗拉采用7／600拉絲機，成品絲拉拔采用6／500+4／450方式計算，拉絲工序能耗占總能耗的40％左右；采用直進式拉絲機，按每噸胎圈鋼絲電力能耗600kWh計算，每年節(jié)約用電量約4600萬kWh，但仍有10%的機臺為滑輪式拉絲機，若對這部分拉絲機進行改造，將有約460萬kWh的電力節(jié)約空間。
●熱處理
胎圈鋼絲的熱處理包括中絲熱處理和成品鋼絲的回火熱處理及其表面處理，約占工序總能耗的50%，主要會造成鉛塵污染、酸洗酸霧和酸洗廢水污染，是胎圈鋼絲生產(chǎn)中節(jié)能和環(huán)保的主要環(huán)節(jié)。
水浴熱處理技術將有效節(jié)能降耗。目前，某胎圈鋼絲生產(chǎn)企業(yè)在科研單位的技術支持下，進行水浴熱處理生產(chǎn)性試驗。產(chǎn)品檢驗結果表明，該工藝成熟穩(wěn)定，胎圈鋼絲半成品鋼絲水浴后的抗拉強度與鉛浴熱處理法鋼絲相同，在1110MPa～1190MPa之間，延伸率為8.5%～11.5%，面縮率約為52%，金相組織均為“索氏體+片狀珠光體+半網(wǎng)狀、條狀鐵素體”組織；索氏體化率約為90%；產(chǎn)品質(zhì)量（強度、延伸率、扭轉、平直度等指標）與鉛浴熱處理鋼絲相當，成品性能穩(wěn)定。通過對比分析，該企業(yè)發(fā)現(xiàn)水浴熱處理的成本明顯降低。該生產(chǎn)線年鉛耗由改造前的49.4噸變?yōu)楦脑旌蟮摹傲阄廴尽保瑔螚l生產(chǎn)線年節(jié)電量約為42萬kWh；水浴法每噸生產(chǎn)成本降低68元。因此，水浴熱處理應在胎圈鋼絲生產(chǎn)中推廣應用，可節(jié)能降耗，減少環(huán)境污染。
熱鹽酸酸洗技術可有效提高酸洗效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在胎圈鋼絲生產(chǎn)企業(yè)中，熱處理生產(chǎn)線的酸洗多使用常溫敞口式鹽酸酸洗。該方法生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)線長，為了能夠快速酸洗，操作人員將有一定溫度的鋼絲放入酸槽，導致鹽酸酸霧的溢出，既污染環(huán)境，又增加生產(chǎn)成本，而且對生產(chǎn)車間和設備造成腐蝕。熱鹽酸酸洗技術和硫酸電解酸洗技術生產(chǎn)工藝可提高酸洗效率和質(zhì)量，減少環(huán)境污染和清洗水用量。熱鹽酸酸洗技術主要通過“水簾”裝置抑制酸霧，在提高酸洗效果的同時，改善車間生產(chǎn)環(huán)境；電解酸洗技術成熟穩(wěn)定，可提高生產(chǎn)效率，但需要抽風系統(tǒng)和整流電源，產(chǎn)生較多的熱量和酸洗泥。據(jù)對某企業(yè)跟蹤調(diào)查，熱鹽酸酸洗技術改造每年可為企業(yè)減少鹽酸消耗120噸。
