CN100370037C - 钢丝和/或钢带的冷却和/或冲洗设备 - Google Patents
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Abstract
至少一钢丝和/或钢带的冷却和/或冲洗设备，所述设备包括至少一钢丝和/或钢带(3)的行进驱动装置(23，24)、一槽(1)及调节装置，所述槽中装有冲洗液和/或冷却液，并设有出口，一定数量的连续液幕(17)以紊流方式从所述出口中流出，而所述液幕中穿行有至少有一条钢丝和/或钢带，所述调节装置置可根据所需的冲洗和/或冷却功能，调节穿行有所述至少一条钢丝和/或钢带的连续液幕的数量。
Description
技术领域
本发明涉及至少一钢丝和/或钢带的冷却和/或冲洗设备。
背景技术
钢丝的冷却液早已公知，所述冷却液用于淬火钢丝，以实现对所述钢丝的转换。
例如，包括等温淬火的钢丝韧化处理，即把钢丝快速冷却至奥氏体温度下，恰好在珠光体形成区内，钢丝以差不多等温的方式，被放置在所述区域内，以保证奥氏体大致完全分解，钢应力消除。
已知使用铅或盐熔液的淬火法，其中，需冷却钢丝浸泡在所述液中。所述方法尽管非常有效，但由于有毒性，会危害环境，因而目前已被禁用。
还已知使用水质浴液(bains aqueux)的淬火法。浸泡在所述层流式、无紊流的水浴液中，需冷却的钢丝周围会形成一蒸汽膜，这减慢了冷却(例如，参见EP-A-0216434)。
为有效控制冷却速度和强度，及使钢丝在其珠光体转换过程中，尽可能维持等温，还提出使钢丝穿过多个层流式水浴液，每次需冷却的钢丝周围都会形成一蒸汽膜，而不同水浴液之间，则通过空气冷却，这时，蒸汽膜消失(例如，参见EP-B-0 524 689)。所述方法的缺点在于：技术上实施这种方法相当困难，也很难正确计算出何时钢丝会达到所需温度。
还已知一些钢丝冷却设备，所述设备包括喷嘴，从所述喷嘴中喷射出的一股高压水流，可粘贴在需处理钢丝上(参见BE-A-832391)。所述设备比较复杂，无法准确调节冷却温度，还必须使用一高压循环泵、一水管、多个容器及喷嘴，而这些装置可能会出现被堵塞的问题。
还已知一些水质浴液，所述浴液例如可在酸洗液之前和/或之后冲洗钢丝。
还可看出，根据以前技术状况的所有这些液态浴液，都必需一流体泵系统，所述泵系统会消耗大量能量。
发明内容
本发明的目的在于实施一种简单、成本低廉、并可克服上述缺陷的设备。
上述问题的解决在于提出了根据本发明的至少一钢丝和/或钢带的冷却和/或冲洗设备，所述设备包括：
-至少一钢丝和/或钢带的行进驱动装置，所述装置还包括
-一槽，所述槽装有冷却和/或冲洗液，并设有出口，一定数量的连续液幕从所述出口中流出，所述液幕各个形成一紊流式的液流，并且在所述液幕中穿行有所述至少一钢丝和/或钢带，及
-调节装置，其可根据所需实现的冲洗和/或冷却，调节由所述至少一钢丝和/或钢带穿过的连续液幕的数量。
所述设备的优点在于：冷却流体和钢丝或钢带之间是直接接触，钢丝或钢带周围不会形成一层蒸汽膜，而在所述膜处进行热交换是相当不利的。由于钢丝的行进速度需配合各液幕朝钢丝行进方向的横向流动速度，因此，冷却液没有时间在钢丝周围形成一层蒸汽膜，因而，流体和钢丝之间的热交换仍保持良好。同时，本方法的优点还在于：只需确定必需的液幕数量，即可在达到任何所需温度时，中止冷却。这在对钢丝作韧化处理时尤其重要，此时必须避免淬火太快，因为这会使钢内出现马丁体，这是在大多数情况下都应避免的。为此，只需简单调节钢丝的行进速度、冷却液的流动速度，以及需冷却丝的直径，就足够了。所述调节非常简单，因为它只需停止运行多余的液幕，或只运行为达到所需温度而必需的液幕。所述相同调节还适用于冲洗，可以相同方式非常简单地确定运行的液幕数量。
根据本发明的设备的一实施方式，槽安装在所述行进着的至少一钢丝和/或钢带的下方，所述设备还包括喷射上述上升紊流式液幕的喷流装置。冷却液以持续间歇泉方式、因此即以紊流方式，在压力下被喷射出来。有利地是，上升紊流式液幕有一顶点，从各上升紊流式液幕的所述顶点及其至少一边开始，紊流式液体落下，至少有一钢丝和/或钢带穿行在所述下落流体中。实施所述类型的间歇喷射液流时，因此，钢丝可穿过连续三道紊流式液流，一道上升，其余两道下降，这使得以后的冷却或冲洗相当有效。
当然，还可在行进钢丝上方安装一槽，则液幕的喷射或落下则从上方开始。
根据本发明的一改进实施方式，所述设备的喷流装置，包括在槽下部的压力下气泡供给装置，及强迫把气泡导向所述出口的装置，所述气泡驱动流体以上升紊流的液幕方式，向上喷射。最好使用一对钢无反应的惰性气体，尤其是空气。压力下气泡驱动冷却液，同时使其以紊流方式流动，这有利于所需的直接热交换。另外，气泡向上冒，不必消耗昂贵的能量，因此可不必使用任何冷却液泵系统。
冷却和/或冲洗液可为任何相应流体，如水、铅、液体盐、聚合体、油，尤其是水，因为以前技术中使用水会产生的所有问题，都已被根据本发明的方法解决。
因此，所述设备为一种简单的、方便控制及调节的设备，它只消耗无污染的、价格低廉的材料，即压缩空气及冷却液。
根据本发明的设备的其它特征，将在后文的权利要求中说明。
附图说明
本发明的细节将在下文中参照附图、以非限制性方式进行描述。附图中：
图1为根据本发明的钢丝和/或钢带的冷却和/或冲洗设备的一纵剖面图。
图2为图1的一俯视平面图。
具体实施方式
相同、相似部件在不同图中仍用相同标号。
现参照一水冷却装描述各图。所述描述仍适用于用冲洗液冲洗钢丝，或用任何其它冷却液冷却钢丝。
图1、2中示出了装有冷却水2的槽1。在所述槽上方，沿箭头4表示的行进方向拉有一条或多条钢丝3。图中简略示出了常见的行进驱动装置，用标号23、24表示。水由入口5流入，从溢流口6流出。在图中所示的槽内，水柱高度约为水的750毫米(7350帕)。溢流口6可通过图中未示出的一热交换器，连通低入口5’，以使冷却水循环流动。
因此，槽包括喷射上升水幕的喷流装置。所述喷流装置包括空气管7至9，所述三管与钢丝和/或钢带行进方向成横向地且彼此平行地安放在槽底。所述各管通过槽内的相应开口及通过管接头10至12，连接分配管13，压力下空气通过通风机14进入所述分配管内。所述管接头10至12上装有一关闭阀22，所述阀可调节供给管7至9的压力下空气，并根据需要运行或停止所述管。
在图中所示实施例中，空气管7至9穿有孔，因此，槽内的水中可形成压力下气泡。在各管7至9上方，槽的纵向壁38、39支承着两导板15、16，以使其穿过所述槽两侧。在所述导板在水位上方的顶端处，两导板间的间隔很小，因而形成一极小的输出口。而其低端处——比空气管还低些，导板15、16间的间隔明显比顶部的大得多。因此，导板在两斜面之间，形成一屋顶式空间，气泡在所述空间的两斜面之间，被迫向上冒。由于空气压力比水柱压力只略大，在图中所示情况下，例如，压力约为1000毫米(9806帕)水柱，气泡在上升过程中，驱动槽中的水，使其向上方喷射出一紊流式水幕17。水幕在顶端，可分为两部分，形成两道紊流式下降水流18、19，需冷却钢丝必须穿在所述下降水流中。
多对导板15、16可相当紧凑地连续安放，以使两相邻水幕的下降水流可相交。采用这种方式，钢丝在水中连续行进，而钢丝周围绝不会形成蒸汽膜。
在某些情况下，尤其在冲洗槽中，还可考虑装上一盖20，所述盖可从上方封闭槽，并安装有可导引下降水流18、19方向的导流器21。
需韧化处理的钢丝冷却时，非常重要的是，希望快速达到所需产品质量的相应温度，并且这发生在进入钢的S型转换曲线之前——所述曲线当然已知，称为TTT曲线(转换，温度，时间)，以使所述曲线可在等温条件下被穿过。当采用如图所示的冷却装置对钢丝韧化处理时(所述装置可包括20道水幕，其中只用了10道)，利用所述前10道水幕，钢丝可被快速冷却至低于奥氏体温度、高于马氏体温度的一温度，尤其介于500至680℃之间，例如约580℃。
在所述温度上，钢丝位于S形曲线的前端，即对应最少保温时间的一温度上，要穿过所述曲线，这可避免可能影响钢结构的干扰。
采用这种方式，可在达到所需温度时，中止利用水幕实现的快速冷却，所述所需温度可根据使用的水幕数量达到。
利用所述设备，若想用马氏体法淬火钢，只需增加可穿过的水幕数量。在淬火过程中，无论出于什么原因，可减少或增加使用的水幕数量，例如，如果需处理钢丝的直径更小或更大，或如果行进速度更慢或更快。
当然，本发明并非只局限于前面描述的实施方式中，可作相当多的改动而没有超出后面权利要求描述的范围。
Claims (8)
1.至少一钢丝和/或钢带的冷却和/或冲洗设备，所述设备包括：
-至少一钢丝和/或钢带(3)的行进驱动装置(23，24)，
其特征在于，它还包括
-一槽(1)，所述槽装有冷却和/或冲洗液，并设有出口，一定数量的连续液幕(17)从所述出口中流出，所述连续液幕各个形成一紊流式的液流，并且在所述液幕中穿行有所述至少一钢丝和/或钢带，及
-调节装置(22)，其可根据所需实现的冲洗和/或冷却，调节由所述至少一钢丝和/或钢带穿过的连续液幕的数量。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述槽(1)安装在所述行进着的至少一钢丝和/或钢带(3)的下方；并且，所述设备还包括
-沿上升紊流从所述槽中喷射所述液幕的喷流装置(7-9，13，16)。
3.按照权利要求2所述的设备，其特征在于，所述喷射液幕的喷流装置安装成：在所述各液幕上升后，朝向各液幕至少一侧，有一液体瀑布(18，19)，所述液体瀑布穿过所述行进着的至少一钢丝和/或钢带。
4.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，所述喷射液幕的喷流装置一个接一个地安放，以使来自至少两相邻液幕的瀑布相交。
5.按照权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，在所述行进着的至少一钢丝和/或钢带上方，它还包括导流装置(20，21)，所述导流装置(20，21)使上述液幕的上升式紊流朝各液幕的至少一侧转向，从而形成紊流式液体瀑布，穿过所述液体瀑布行进着所述至少一钢丝和/或钢带。
6.按照权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述喷流装置包括在所述槽(1)下部的压力气泡供给装置(7-9，13，14)，及强制导向装置(15，16)--其迫使气泡导向所述出口，所述气泡驱动所述液体以上升紊流的液幕形式向上喷射。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述强制导向装置由支承在所述槽(1)两侧的两板(15，16)构成，以便在所述两板之间，在冷却和/或冲洗液面上方的顶端处，形成第一窄间隔--所述间隔均匀且垂直于所述需处理的至少一钢丝和/或钢带，且在朝向所述槽底的第二低端处，形成比第一间隔宽的第二间隔，所述气泡供给装置(7-9，13，14)使所述气泡冒向两板之间(15，16)朝向所述板低端。
8.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，喷射各冷却液和/或冲洗液幕的喷流装置包括各自的气泡供给装置(7-9)；并且，所述调节装置包括用于按选择打开或关闭各所述喷流装置的气泡供给装置的部件。
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