CN101503751A - 卡电水浴钢丝淬火热处理方法 - Google Patents

卡电水浴钢丝淬火热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及卡电水浴钢丝淬火热处理方法，可有效解决钢丝热处理成本高，钢丝与导电辊之间有打火现象，钢丝低速通过水浴槽时产生马氏体，设备与管路的绝缘性差的问题，其解决的技术方案是，钢丝经张力调整器张紧，张紧后穿过绝缘保护套管，再经绝缘张力辊压紧，然后经第一导电辊，水平通过耐火保温套，经与第一导电辊在同一平面的平行绝缘托辊后，再经第二导电辊压紧并由冷水管喷淋后，进入水浴槽上面的与水浴槽连通的两个上位槽中，穿过两个上位槽迅速冷却，实现钢丝淬火，本发明设备简单，方法科学先进，成本低，无环境污染，有效解决了钢丝与导电辊之间有打火现象，钢丝低速通过水浴槽时产生马氏体，设备与管路的绝缘性差的问题，经济和社会效益巨大。

Description

卡电水浴钢丝淬火热处理方法
一、技术领域
本发明涉及热处理，特别是一种卡电水浴钢丝淬火热处理方法。
二、背景技术
钢丝在国民经济中占有很重要的地位，钢丝淬火热处理是钢丝的生产过程中很重要的工序。尤其是中、高碳钢丝的生产离不开中丝热处理。
钢丝淬火热处理的方法很多，以马弗炉加热在热熔铅里淬火的方法已有百年历史。(如图1所示)
目前，这种方法在钢丝生产行业中还占有主导地位。这种方法的优点是加热能量大、dv值可以做到很高、产量高、炉体长、钢丝在炉里时间长、奥氏体化充分。缺点是炉内局部温度不均匀，钢丝在炉内排列位置不同而受热不一致、从而导致各条钢丝性能差异较大。铅尘污染严重。热处理成本较高。
随着科学的发展，在一些特种钢丝的生产过程中，又出现了用电直接加热钢丝在热熔铅里淬火的方法----称之为卡电铅槽加热铅液淬火工艺，简称卡电炉。(如图2所示)
这两种方法区别，在于加热源不同，但淬火剂都是液熔铅。卡电炉的优点是热效率高，能源利用率高、加热均匀、炉体结构简单等。缺点还是用铅作为淬火剂，铅污染问题依然存在。另一个缺点是从安全方面考虑，加热电压不能太高。这就限制了加热段的长度，从而降低了炉子的dv值。
铅是重要的金属材料，每生产1吨钢丝大约要消耗掉3kg铅，同时铅尘严重的污染环境，各家企业都在探讨寻找廉价环保的淬火剂代替铅淬火。
随着国外技术的引进，近几年个别企业引进了用马弗炉加热钢丝在水槽里淬火的生产方法(水中加入水溶性添加剂)(如图3所示)，这种彻底的解决了铅污染问题，但这一方法还仅限于dv值(dv>60)较高的生产线上应用，另外，由于技术的保密性，目前在国内还仅限于几家个别企业，而且费用高，难以有效推广应用。
三、发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种卡电水浴钢丝淬火热处理方法，可有效解决钢丝热处理成本高，钢丝与导电辊之间有打火现象，钢丝低速通过水浴槽时产生马氏体，设备与管路的绝缘性差的问题，其解决的技术方案是，钢丝经张力调整器张紧，张紧后穿过绝缘保护套管，再经绝缘张力辊压紧，然后经第一导电辊，水平通过耐火保温套，经与第一导电辊在同一平面的平行绝缘托辊后，再经第二导电辊压紧并由冷水管喷淋后，进入水浴槽上面的与水浴槽连通的两个上位槽中，穿过两个上位槽迅速冷却，实现钢丝淬火，其中所说的第一导电辊与第二导电辊平行放置，第一导电辊高于第二导电辊，钢丝与第一导电辊、第二导电辊垂直通过，第一导电辊和第二导电辊之间装有加热电源，将钢丝加热，然后再快速通过上位槽中，水浴槽内和上位槽中有相同的冷却液，将钢丝快速冷却，所说的冷却液是由重量百分比计的：水97％、硫酸铜3％组成电解液，再在电解液中加入电解液重量的高分子添加剂丙烯酸5％、亚硝酸钠1％、氯化钠2％、OP-07乳化剂0.1％搅拌均匀而成，所说的绝缘保护套管、冷水喷淋管和水浴槽进水管均采用橡胶或塑料绝缘材料制成，确保电器绝缘，本发明设备简单，方法科学先进，成本低，无环境污染，有效解决了钢丝与导电辊之间有打火现象，钢丝低速通过水浴槽时产生马氏体，设备与管路的绝缘性差的问题，经济和社会效益巨大。
四、附图说明
图1为原有马弗炉加热在热熔铅里淬火的方法设备工艺图。
图2为卡电铅槽加热铅液淬火设备工艺图。
图3为马弗炉加热钢丝在水槽里淬火的设备工艺图。
图4为本发明的设备工艺连接图。
五、具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图4所示，本发明钢丝1经张力调整器4张紧，张紧后穿过绝缘保护套管5，再经绝缘张力辊6压紧，然后经第一导电辊7，水平通过耐火保温套8，经与第一导电辊7在同一平面的平行绝缘托辊9后，再经第二导电辊11压紧并由冷水管10喷淋后，进入水浴槽13上面的与水浴槽连通的两个上位槽12中，钢丝以每分钟30m以上的速度快速穿过两个上位槽12，快速冷却，实现钢丝1淬火，其中所说的第一导电辊7与第二导电辊11平行放置，第一导电辊高于第二导电辊，钢丝与第一导电辊、第二导电辊垂直通过，第一导电辊和第二导电辊之间装有加热电源14，将钢丝加热到850度以上，待钢丝充分奥氏体化，然后再以每分钟30m以上的速度快速通过上位槽12中，水浴槽13内和上位槽12中有相同的冷却液，将钢丝快速冷却，所说的冷却液是由重量百分比计的：水97％、硫酸铜3％组成电解液，再在电解液中加入电解液重量的高分子添加剂丙烯酸5％、亚硝酸钠1％、氯化钠2％、OP-07乳化剂0.1％搅拌均匀而成，所说的绝缘保护套管、冷水喷淋管和水浴槽进水管均采用橡胶或塑料绝缘材料制成，确保电器绝缘。
为了保证使用效果和生产的产品质量，所说的张力调整器4是由平行装在支架上的2个压线辊和1个撑紧辊组成，2个压线辊分别平行等距置于撑紧辊两侧，撑线辊高于2个压线辊，钢丝呈中间高两边低通过张力调整器4，确保钢丝通过绝缘保护套管5，与绝缘张力辊6、平行绝缘托辊9相配合，使钢丝与导电辊之间紧密接触，防止打火；所说的耐火保温套8是由马弗砖砌制成的长套体；所说的张力调整器4、绝缘保护套管5、绝缘张力辊6、第一导电辊7、耐火保温套8、平行绝缘托辊9依次装在支架2上，水浴槽置于支架2的钢丝出线端，第二导电辊11置于水浴槽13的上部；支架2上部有防护罩3。
由上述工艺可以看出，本发明采用了：1、导电加热辊两侧增加压线辊，增加钢丝与导电辊的张力，使钢丝在运动中始终保持与导电辊的良好接触，同时，在水浴槽中添加一定量的电解质，改善水溶液的导电性能，有效解决了钢丝与导电辊之间的打火问题；2、由于在水浴槽中还添加有不同分子量的高分子添加剂丙烯酸、亚硝酸钠、氯化钠、乳化剂，有效防止了在钢丝低速通过水浴槽时产生马氏体的问题，确保钢丝淬火效果；3、将原设备中各管件金属管路改用由橡胶、塑料绝缘材料制成的管路，有效解决了设备与管路的绝缘问题，使用安全，杜绝事故的发生。
经测试，本发明淬火后的钢丝强度与传统铅浴没明显差别，韧性比铅溶淬火略提高，钢丝扭转值提高1-3次，而且从根本上解决了钢丝挂铅现象，生产中，对粗拉钢丝表面携带润滑剂没有要求，有效降低了粗拉钢丝生产的难度，彻底摆脱了铅的污染，节能、环保、安全，大大降低了生产成本，铅浴淬火1吨钢丝大约要50元，水浴淬火费用仅5元左右，经济和社会效益巨大。

Claims (5)

1、一种卡电水浴钢丝淬火热处理方法，其特征在于，钢丝(1)经张力调整器(4)张紧，张紧后穿过绝缘保护套管(5)，再经绝缘张力辊(6)压紧，然后经第一导电辊(7)，水平通过耐火保温套(8)，经与第一导电辊(7)在同一平面的平行绝缘托辊(9)后，再经第二导电辊(11)压紧并由冷水管(10)喷淋后，进入水浴槽(13)上面的与水浴槽连通的两个上位槽(12)中，钢丝以每分钟30m以上的速度快速穿过两个上位槽(12)，快速冷却，实现钢丝(1)淬火，所说的第一导电辊(7)与第二导电辊(11)平行放置，第一导电辊高于第二导电辊，钢丝与第一导电辊、第二导电辊垂直通过，第一导电辊和第二导电辊之间装有加热电源(14)，将钢丝加热到850度以上，待钢丝充分奥氏体化，然后再以每分钟30m以上的速度快速通过上位槽(12)中，水浴槽(13)内和上位槽(12)中有相同的冷却液，将钢丝快速冷却，所说的冷却液是由重量百分比计的：水97％、硫酸铜3％组成电解液，再在电解液中加入电解液重量的高分子添加剂丙烯酸5％、亚硝酸钠1％、氯化钠2％、OP-07乳化剂0.1％搅拌均匀而成。
2、根据权利要求1所述的卡电水浴钢丝淬火热处理方法，其特征在于，所说的绝缘保护套管、冷水喷淋管和水浴槽进水管用橡胶或塑料绝缘材料制成。
3、根据权利要求1所述的卡电水浴钢丝淬火热处理方法，其特征在于，所说的张力调整器(4)是由平行装在支架上的2个压线辊和1个撑紧辊组成，2个压线辊分别平行等距置于撑紧辊两侧，撑线辊高于2个压线辊，钢丝呈中间高两边低通过张力调整器(4)，确保钢丝通过绝缘保护套管(5)，与绝缘张力辊(6)、平行绝缘托辊(9)相配合，使钢丝与导电辊之间紧密接触。
4、根据权利要求1所述的卡电水浴钢丝淬火热处理方法，其特征在于，所说的耐火保温套(8)是由马弗砖砌制成的长套体。
5、根据权利要求1所述的卡电水浴钢丝淬火热处理方法，其特征在于，所说的张力调整器(4)、绝缘保护套管(5)、绝缘张力辊(6)、第一导电辊(7)、耐火保温套(8)、平行绝缘托辊(9)依次装在支架(2)上，水浴槽置于支架(2)的钢丝出线端，第二导电辊(11)置于水浴槽(13)的上部。
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