多级步进逆流式电镀线材废水零排放生产线的制作方法

本发明涉及一种线材电镀生产线，具体地说是一种多级步进逆流式电镀线材废水零排放生产线。

背景技术：

1、目前，国内外铁丝电镀锌厂家执行的工艺流程可以描述为：1、原料黑铁丝上料(上料单元)；2、黑铁丝进入电镀槽内电镀挂锌成为表面光亮的镀锌铁丝(电镀单元)；3、进入沉积槽沉积回收光亮铁丝表面粘附的高浓度电镀液(沉积单元)；4、进入清洗单元用清水漂洗光亮铁丝表面剩余的粘附电镀液(清洗单元)；5、清洗干净后将铁丝表面的水烘干(烘干单元)；6、成品铁丝下线(下料单元)。其它金属线材的电镀铜、电镀镍、电镀铬等工艺流程与上述的铁丝电镀锌工艺流程大同小异。

2、电镀线材生产线之所以产生大量电镀液清洗废水，是因为线材从电镀槽中通过后，表面会粘附大量高浓度电镀液，这些粘附性很高的电镀液在沉积槽内只能沉积回收一小部分，其余大部分被带入清洗单元的清洗槽中，不得不在清洗槽中用大量清水去漂洗。

3、为解决电镀线材生产线的废水污染问题，国内推广在生产线上使用电镀废水处理系统。但是现有的电镀废水处理系统存在运行成本极其巨大的致命缺陷，从成本核算的角度来说，使用电镀废水处理系统是得不偿失，因此就算厂家在生产线上安装了电镀污水处理设备，也负担不起处理费用，所采购的电镀污水处理设备闲置在行业是非常普遍的现象。

4、除在生产线上安装电镀废水处理系统外，一些厂家也会选择采用隔离装置来尽可能减少电镀工件从电镀槽中的带出量，进而减少干净清洗水的使用量，以从根本上减少电镀清洗废水的产生量。目前，用于电镀线材生产线上的隔离装置主要有三种：1、高压径流风刀(吹扫隔离)；2、毛刷(引流隔离)；3、棉纱(吸附隔离)。

5、①关于高压径流风刀：使用高压径流风刀的吹扫隔离方式是一种技术相对成熟、效果尚可的隔离方案，主要用于电镀线材烘干前的预处理，也就是用在清洗单元尾端清洗槽与烘干单元之间。比如授权公告号为cn202881431u公开的电镀丝气动风干装置。

6、高压径流风刀b1的具体布置方式通常如图1所示：设置在清洗单元尾端清洗槽的末端。运行时，由上一级清洗槽过来的电镀线材7穿过左侧导向耐磨套b2后，进入清洗水中浸泡清洗，清洗完成后电镀线材7经过高压径流风刀b1后，再穿过右侧导向耐磨套b2后进入烘干单元。在高压径流风刀b1处，高压风(5mpa)从底部微孔喷出形成高速湍流，从电镀线材7上方向下清扫粘附的电镀液，使电镀液下落到本级清洗槽中。因为清扫气流方向与电镀线材7的径向基本一致，所以称为高压径流风刀b1。

7、上述高压径流风刀只能应用在电镀线材生产线的最末端清洗槽中，用作吹干电镀线材表面的清水，并且运行时还需要不停地向最末端清洗槽中注入清水，以保持该清洗槽中清洗水的纯净度基本接近清水，否则风刀就无法使用。其原因在于：高压径流风刀形成的湍流虽然能够吹净电镀线材表面的附着物，但是附着物从电镀线材上脱落后最终形成的不是易于沉降的水滴，而是容易飞散的粒度极低的烟雾，如果用该风刀吹扫浓度较高的电镀清冼水，其中的相当一部分电镀清洗水会变成烟雾直接飘散到空气中，对操作工人的健康产生直接而巨大的影响。

8、除此之外，上述高压径流风刀还存在以下缺点：

9、其一是运行成本高。清扫气流方向与电镀线材的径向重合，要想吹扫电镀线材下半周上的粘附物就必须让清扫气流形成高速湍流，能形成高速湍流的气源至少也要是压力为5mpa左右的压缩空气，而产生压缩空气的设备能效通常很低，这种高能耗的方案导致用户使用成本增高，拉低了产品的利润，因此终端用户使用积极性不高；

10、其二是故障率高。高压径流风刀的喷嘴是一排肉眼几乎不可见的微孔，很容易被气源中的油污或粉尘堵塞而出现故障，并且出现这种局部故障后，操作工人基本很难发现，极易导致电镀线材出现质量问题，是一种故障率高、需要频繁维护的设备。

11、②关于毛刷b3：毛刷b3引流隔离方案通常被应用在沉积单元中，如图2所示，毛刷b3一般被成组布置在沉积单元中的电镀液沉积槽中，并与通过的电镀线材7接触。运行时，电镀线材7上粘附的电镀液被毛刷b3上的纤维吸附后，被引流沉降到下方的电镀液沉积槽中。

12、但因为毛刷纤维对电镀线材底部和顶部粘附的电镀液基本没有吸附作用(主要引流左右两侧粘附的电镀液)，所以这种方案的隔离效果非常有限，一般不及40％。另外，毛刷不断地被电镀线材磨损，消耗很快，一般1个月左右就要更换新的毛刷，而废弃的旧毛刷上粘附的大量电镀液结晶又会造成二次污染。

13、③关于棉纱：将上述的毛刷更换为棉纱(包括棉布等纺织品)即组成一个典型的棉纱吸附隔离装置。

14、与毛刷引流隔离方案相比，棉纱的吸附作用强，但向下引流的作用却很差，所以隔离效果比毛刷引流还要差，而且一旦吸附的电镀液达到饱合状态，就必须重新更换新棉纱。和毛刷引流一样，更换下来的棉纱是无法处理的污染物。另外，棉纱很容易卡住生产线上的电镀线材接头而形成故障，所以使用起来比毛刷引流麻烦很多。

15、下面以图表形式比对一下上述三种隔离装置的优缺点：

16、

17、可见，前述三种能实用于电镀线材生产线上的隔离装置，均无法效果突出的隔离低浓度电镀液清洗水和高浓度电镀液。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多级步进逆流式电镀线材废水零排放生产线，它实现了电镀废水的无限循环利用，设备投入和运行成本极低，做到了真正意义的电镀废水理论零排放。

2、本发明所述的理论零排放，并不是指真正意义的一滴废水也不排放，而是指在忽略设备偶然故障、人为失误和生产过程中正常挥发所造成微量排放的前提下，能做到一滴废水也不排放。

3、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种多级步进逆流式电镀线材废水零排放生产线，包括依次布置的上料单元、电镀单元、振动隔离单元、多级步进逆流漂洗单元、烘干单元和下料单元；

4、振动隔离单元包括振动甩干槽以及串联布置在振动甩干槽中的2～5组被动式振动甩干装置，被动式振动甩干装置是转动设置在振动甩干槽中并与电镀线材具有包角的偏心槽轮；

5、多级步进逆流漂洗单元包括串联布置的至少两个清洗槽，且每间隔t小时，清洗槽中的清洗水都从尾端依次向首端步进一个槽位的距离，其中，首端清洗槽的清洗水回流至电镀单元中，尾端清洗槽内补入纯净清洗水；

6、每个清洗槽中均设有用以将电镀线材压入清洗水中的变向辊，每个清洗槽的末端均设置有轴流式风刀；轴流式风刀的气流喷出方向与电镀线材的轴线方向重合，并与电镀线材的运行方向相反。

7、作为本发明的限定，电镀单元的尾端电镀槽的末端布置有被动式振动甩干装置。

8、作为本发明的另一种限定，偏心槽轮周向曲面上设有v型沟槽，v型沟槽底部是圆弧，且圆弧的半径是电镀线材半径的2～3倍。

9、作为本发明的进一步限定，偏心槽轮为以下任意一种结构：

10、a、偏心轴以及装配在偏心轴上的槽轮，槽轮具有至少一个v型沟槽；

11、b、长芯轴以及装配在长芯轴上的具有偏心孔的偏心槽轮，偏心槽轮具有至少一个v型沟槽。

12、作为本发明的再进一步限定，轴流式风刀包括一端与气泵相连的风管以及装配在风管上的风刀模块，风刀模块上具有与风管连通的进风孔，并且，风刀模块上具有供电镀线材穿过的过线孔；

13、进风孔是指向过线孔进线端的锥度斜盲孔，或者进风孔是靠近过线孔进线端的垂直通孔。

14、作为本发明的更进一步限定，过线孔的一端或两端镶嵌有耐磨导向套，并且耐磨导向套上具有指向过线孔进线端的内孔倒角。

15、作为本发明的再更进一步限定，过线孔是进线端口径小、出线端口径大的锥度孔。

16、作为本发明的再进一步限定，风管的上侧预加工有平面，且平面上钻设有与风管内腔连通的安装孔；

17、风刀模块包括一体成型的矩形部和凸出肩台，凸出肩台位于矩形部下方并胶接固定于所述安装孔内；所述过线孔设于矩形部上，垂直于风管的轴向；所述进风孔由凸出肩台底部延伸直至连通过线孔，是下大上小的锥度斜盲孔。

18、作为本发明的再进一步限定，风管的两侧均预加工有平面，且风管上沿径向钻设有安装孔，安装孔的两端分别位于风管的两侧平面上；

19、风刀模块包括可拆卸连接的主吹风套和副吹风套，主吹风套和副吹风套均包括凸出肩台和圆柱部；所述过线孔沿主吹风套和副吹风套的轴线设置；所述进风孔设于主吹风套的圆柱部上，是靠近过线孔进线端的垂直通孔；

20、主吹风套的圆柱部由风管左侧伸入安装孔内，凸出肩台贴合在风管的左侧平面上；副吹风套的圆柱部由风管右侧伸入安装孔内，并与主吹风套的圆柱部可拆卸连接，副吹风套的凸出肩台贴合在风管的右侧平面上。

21、作为本发明的再进一步限定，风管的两侧均预加工有平面，且风管上沿径向钻设有安装孔，安装孔的两端分别位于风管的两侧平面上；

22、风刀模块包括单向吹风套以及与单向吹风套螺纹连接的锁紧螺母，其中，单向吹风套包括一体成型的凸出肩台和圆柱部；所述过线孔开设于单向吹风套的轴线上；所述进风孔设于单向吹风套中圆柱部的上侧，是上大下小的锥度斜盲孔；

23、单向吹风套的圆柱部由风管左侧伸入安装孔内，并由右侧伸出与锁紧螺母连接；其中，单向吹风套的凸出肩台贴合在风管的左侧平面上，锁紧螺母贴合在风管的右侧平面上。

24、由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：

25、(1)本发明向电镀单元、漂洗单元和烘干单元中(或之间)添加了必要的隔离装置：振动隔离单元和轴流式风刀，并采用多级步进逆流式的漂洗单元，能够实现电镀线材清洗水向电镀槽的无限循环回流利用。本发明能在不使用电镀污水处理设备的前提下，做到真正意义上的电镀废水理论零排放。

26、(2)本发明的核心组件：振动隔离单元和轴流式风刀，两者都是能耗极低的装置，前者甚至可以近似地认为零运行消耗。并且，这两种隔离装置成本低廉、可靠性好，长期无故障运行有保障。

27、(3)本发明提供的被动式振动甩干装置，3级串联使用就可以达到90％以上的隔离率，能将绝大部分高浓度的电镀液截留在漂洗单元之前，能最大程度的保证电镀槽中的高浓度电镀液不被带进清洗槽中，为实现可靠的电镀线材生产线上的清洗水无限循环利用打下了坚实的基础。该被动式振动甩干隔离装置具有一次性投入成本低，长期使用基本无消耗，隔离效果好等优点。

28、(4)本发明提供的穿过式轴流风刀，这种结构最大限度地拉近了风刀喷嘴与电镀线材的距离，能使风刀的能量损失降到最低限度，因此可以在采用单级旋涡气泵作为风刀低压气源时保证总体工作效果和现有的高压径流风刀基本相近。该轴流式风刀采用低压气源来提供平滑且稳定可控的工作气流，能彻底避免风刀工作过程中的雾化现象，从而能够克服高压径流风刀雾化严重而导致废水向空气中排放的缺陷；另外，采用低压气源，与产生压缩空气的高压气泵相比能量利用率提高了近3倍，使得能耗极低。

29、综上所述，本发明具有节水节电节约电镀用化工制剂、产出高于投入的特点，使用本发明提供的生产线不但不会抬高电镀线材的生产成本，反倒会降低其生产成本，具备淘汰使用成本高、技术尚未成熟的电镀污水处理设备的优势，是一种适合在低利润的电镀线材行业推广的实用性科技成果。