CN102817038A - 一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法。包括如下步骤：将螺纹钢筋进行多级感应淬火加热，控制淬火预热区的温度700~850℃，淬火保温区的温度820~950℃，淬火加热行进速度0.2~0.5m/min，然后进行淬火处理，以50~100℃/s的冷却速度冷却，控制出喷圈冷却装置的温度60~100℃，再以0.2~0.5m/min的行进速度进行多级感应回火加热，控制回火温度500~650℃，将回火处理后的螺纹钢筋输送给表面涂装区，进行加热发黑防腐处理，在线包装后下线存放。该工艺方法实现高强螺纹钢筋的在线调质、加热发黑生产，它具有工件变形小、生产效率高、节能、环保污染少等特点。

Description

一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法

技术领域

本发明涉及一种长棒（管）料的热处理、涂装防腐生产，特别是一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法。

背景技术

高强螺纹钢筋是一种新型预应力混凝土结构用钢，该材料具有强度高且可旋接，解决了高强度钢筋不易焊接加长的难题，而且具有连接、锚固简便，粘着力强，张拉锚固安全可靠，施工方便等优点。应用于大型水利工程、工业和民用建筑中的连续梁和大型框架结构，公路、铁路大跨度桥梁、核电站及地锚等工程的施工和岩体锚固。

目前，高强螺纹钢筋的调质生产主要有二种工艺：一、热轧后穿水，通过自回火方式回火；二、钢坯加热轧制淬火后，送入回火线。

现有技术存在以下不足之处：此两种调质工艺基本都是用在直径较小规格（直径50mm以下）的精轧螺纹钢筋上，而且不能完成在线发黑涂装防腐处理。上述两种工艺还存在以下不足之处：

1.热轧后采用穿水方法生产，主要是利用钢筋热轧后的余热进行表层淬火，再利用心部高温的余热进行自回火，使钢筋表层淬火层回火。这种方法淬硬层很薄，通常只有几毫米，无法生产屈服强度超过830MPa级别的产品。同时，余热进行热处理，螺纹钢筋由于受终轧温度、冷却水量、水压、生产季节等影响，性能波动大，不能完全满足大型工程对更高强韧性的要求。

2.专利CN101514390B所公开的采用钢坯加热轧制淬火后，送入回火线的方法，主要是利用轧制的余热进行淬火，再通过转移辊道和横移平台输送至专用的回火线进行回火处理。用轧制加热的余热进行调质处理，易造成淬火保温时间不够，轧制加热温度高，容易出现晶粒粗大，而轧制温度低又影响轧制性能，从而影响力学性能。另因传输速度问题，易造成淬回火不充分，力学性能下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，该工艺方法实现高强螺纹钢筋的在线调质、加热发黑生产，它具有工件变形小、生产效率高、节能、环保污染少等特点，适用于直径50mm以上大截面尺寸高强螺纹钢料的热处理、加热涂装防腐生产，解决了上述现有技术中存在的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，包括如下步骤：将钢棒经过扒皮、滚压成型后形成的螺纹钢筋，进行M+N级感应淬火加热，前M级为预热加热，后N级为保温加热，控制淬火预热区的温度700~850℃，淬火保温区的温度820~950℃，淬火加热行进速度0.2~0.5m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来30s内进入喷圈冷却，进行淬火处理，以50~100℃/s的冷却速度冷却，控制出喷圈冷却装置的温度60~100℃，将淬火处理后的螺纹钢筋输送到回火区进行回火处理，回火进行3~5级感应回火加热，以0.2~0.5m/min的行进速度通过感应加热区，控制回火温度500~650℃，将回火处理后的螺纹钢筋输送给表面涂装区，进行加热发黑防腐处理，控制工件进入表面涂装区的温度300~550℃，控制出表面涂装区温度100℃以内，在线包装后下线存放，M的取值为1~4中任一整数，N的取值为1~3中任一整数，要求M+N=3~6中任一整数。

本发明的进一步技术方案是：将螺纹钢筋进行M+N级感应淬火加热，前M级为预热加热，后N级为保温加热，控制预热区的温度800~850℃，淬火保温区的温度850~910 ℃，淬火行进速度0.2~0.35m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来25s内进入喷圈冷却，进行淬火处理，以70~100℃/s的冷却速度冷却，回火进行4~5级感应回火加热，以0.2~0.35m/min的行进速度通过感应加热区，控制回火温度540~620℃，M的取值为2~4中任一整数，N的取值为1~3中任一整数，要求M+N=5~6中任一整数。

所述的钢棒各成分的重量百分比为：C：0.37~0.45%，Si：0.17~0.35%，Mn：0.54~1.05%，Cr：0.8~1.17%，Mo：0.15~0.25%，P≤0.035%，S≤0.035%，余量为Fe。 

所述的前M级预热加热中，控制螺纹钢筋在后一级的温度比前一级温度高20~50℃。

所述的螺纹钢筋通过淬火保温区的时间为4~12min。

本发明的更进一步技术方案是：所述的表面涂装工序采用的装置是在线加热发黑涂装防腐装置，该在线加热发黑涂装防腐装置包括贮液箱体、支架、预冷装置和2级喷淋浸泡系统，所述的支架通过贮液箱体顶部两端设置有的连接筋固定在贮液箱体上方，所述的贮液箱体内通过大隔板Ⅰ按工件运行方向依次分隔为预冷区和2级喷淋浸泡区，

所述的预冷装置设置在贮液箱体的预冷区内，所述预冷装置包括喷圈Ⅰ、输送管Ⅰ、调节阀Ⅰ、位移滑块Ⅰ和连接杆Ⅰ，所述的调节阀Ⅰ安装在输送管Ⅰ上，输送管Ⅰ与喷圈Ⅰ连接，连接杆Ⅰ底端与喷圈Ⅰ连接，连接杆Ⅰ上端通过位移调节螺钉安装在位移滑块Ⅰ上，位移滑块Ⅰ通过压紧螺钉安装在支架上，预冷区的贮液箱体下部开有排液口Ⅰ；

所述的2级喷淋浸泡系统设置在贮液箱体的2级喷淋浸泡区内，所述的2级喷淋浸泡系统包括大喷淋装置、小喷淋装置和浸泡部份，所述的大喷淋装置包括大喷圈、2根输送管Ⅱ、2个调节阀Ⅱ、位移滑块Ⅱ和连接杆Ⅱ，所述的2个调节阀Ⅱ分别安装在2根输送管Ⅱ上，2根输送管Ⅱ均与大喷圈连接，连接杆Ⅱ底端与大喷圈连接，连接杆Ⅱ上端通过位移调节螺钉安装在位移滑块Ⅱ上，位移滑块Ⅱ通过压紧螺钉安装在支架上，所述的小喷淋装置包括小喷圈、输送管Ⅲ、调节阀Ⅲ、位移滑块Ⅲ和连接杆Ⅲ，所述的调节阀Ⅲ安装在输送管Ⅲ上，输送管Ⅲ与小喷圈连接，连接杆Ⅲ底端与小喷圈连接，连接杆Ⅲ上端通过位移调节螺钉安装在位移滑块Ⅲ上，位移滑块Ⅲ通过压紧螺钉安装在支架上，所述的大喷淋装置和小喷淋装置两侧的贮液箱体内设置有小隔板Ⅰ和小隔板Ⅱ，小隔板Ⅰ、小隔板Ⅱ与贮液箱体之间构成浸泡部份，所述的小隔板Ⅰ和小隔板Ⅱ之间的贮液箱体下部开有主排液口，小隔板Ⅰ与大隔板Ⅰ之间的贮液箱体下部开有辅排液口Ⅰ，小隔板Ⅱ与贮液箱体后端之间的贮液箱体下部还开有辅排液口Ⅱ。

所述的在线加热发黑涂装防腐装置还设置有封闭辅助涂装系统，所述的贮液箱体内按工件运行方向，在2级喷淋浸泡区后还通过设置有大隔板Ⅱ分隔有封闭辅助涂装区，所述的封闭辅助涂装系统设置在贮液箱体的封闭辅助涂装区内，所述的封闭辅助涂装系统包括喷圈Ⅱ、输送管Ⅳ、调节阀Ⅳ、位移滑块Ⅳ和连接杆Ⅳ，所述的调节阀Ⅳ安装在输送管Ⅳ上，输送管Ⅳ与喷圈Ⅱ连接，连接杆Ⅳ底端与喷圈Ⅱ连接，连接杆Ⅳ上端通过位移调节螺钉安装在位移滑块Ⅳ上，位移滑块Ⅳ通过压紧螺钉安装在支架上，封闭辅助涂装区的贮液箱体下部开有排液口Ⅱ；所述的辅排液口Ⅱ位于小隔板Ⅱ与大隔板Ⅱ之间。

所述的贮液箱体的封闭辅助涂装区内还设置有气体输送管，气体输送管出口处安装有气嘴。

所述的喷圈Ⅰ、大喷圈、小喷圈和喷圈Ⅱ具有由喷圈外壁和喷圈内壁构成的环形空腔结构，喷圈内壁上布满直径为3~5mm的通孔，相邻两通孔的间距不大于8mm。

本发明之一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，工件通过逐级加热、实现穿透加热，从而保证工件心部的强度。利用回火余热进行表面发黑防腐处理，减少了常规热处理后，需重新加热进行加热发黑防腐处理所需的电力成本，节约了热能。采用多级喷淋淬火、喷淋涂装，可根据工件截面尺寸的大小任意调节，解决了现有工艺的局限性，从而解决了不同截面尺寸工件的力学性能和防腐性要求。特别是解决了直径50mm以上大截面尺寸高强螺纹钢料的热处理、加热涂装防腐生产的问题。本发明的有益效果分述如下：

1.相比于热轧后采用穿水方法生产，本发明采用逐级加热，经过加热-热传递-再加热-再热传递，如此反复，从而达到穿透加热的效果，使钢坯组织均匀性更好，达到心部与表层组织基本一致。达到保温温度后，再经过一定的加热及热传递交变作用，保持钢坯有足够的保温时间，再进行淬火处理。从而保证良好的淬火组织，组织均匀性好。具有较深的硬化层，屈服强度高，产品质量稳定，力学性能好。

2.相比于钢坯加热轧制淬火后，送入回火线的方法，组织晶粒细小均匀，更适合生产大截面尺寸的工件。所生产的高强螺纹钢筋强度、韧性级别指标更高。

3. 根据工件实际截面尺寸的情况，选用多级喷圈进行喷淬，加上使用灵活的调整支架进行位置调整。可很精确地进行淬火处理，达到良好的喷淬效果。可进行不同截面尺寸、不同钢筋级别的工件的生产。

4.利用回火余热进行在线发黑涂装处理，节约能源，缩短生产加工周期。

5.可根据工件的不同防腐要求需要，任意调整涂装防腐方法。通过预冷装置，确保工件进行回火加热后进入表面涂装时得到预定的工艺温度，从而保证加热发黑的涂装工艺效果。多级喷淋涂装系统可满足不同工件的防腐要求，可进行一级或多级喷淋防腐，甚至可进行涂装防腐后的封闭处理，从而得到更高级别的防腐效果。

6.工序简单，生产效率高，完美实现调质、发黑、包装在线同步完成，提高了生产效率，产品质量控制有序，成本也大幅降低。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之在线加热发黑涂装防腐装置结构示意图。

图2：图1的B向视图。

图3：图2的A-A剖视图（放大）。

图中：1-贮液箱体，2-连接筋，3-支架，4-喷圈Ⅰ，5-调节阀Ⅰ，6-位移滑块Ⅰ，7-位移调节螺钉，8-连接杆Ⅰ，9-输送管Ⅰ，10-调节阀Ⅱ，11-输送管Ⅱ，12-位移滑块Ⅱ，13-位移调节螺钉，14-连接杆Ⅱ，15-调节阀Ⅲ，16-位移滑块Ⅲ，17-位移调节螺钉，18-输送管Ⅲ，19-连接杆Ⅲ，20-调节阀Ⅳ，21-连接杆Ⅳ，22-位移调节螺钉，23-位移滑块Ⅳ，24-输送管Ⅳ，25-气体输送管，26-气嘴，27-排液口Ⅱ，28-喷圈Ⅱ，29-大隔板Ⅱ，30-辅排液口Ⅱ，31-小隔板Ⅱ，32-小喷圈，33-大喷圈，34-主排液口，35-小隔板Ⅰ，36-辅排液口Ⅰ，37-大隔板Ⅰ，38-排液口Ⅰ，39-压紧镙钉，40-喷圈外壁，41-喷圈内壁，42-通孔。

具体实施方式

实施例1：

采用的重量百分比为：C：0.37%，Si：0.3%，Mn：0.8%，Cr：0.8%，Mo：0.25%，P：0.035%，S：0.002%，余量为Fe的钢棒。

将钢棒经过扒皮、滚压成型后形成的螺纹钢筋进行3级感应淬火加热，即采用3台感应加热器，前2台感应加热器为预热加热，后1台感应加热器为保温加热，控制淬火预热区螺纹钢筋的温度700~750℃，控制2台预热感应加热器中螺纹钢筋在后一台中的温度比在前一台中的温度高50℃（即第1台和第2台预热感应加热器中螺纹钢筋的温度分别为700℃和750℃）。淬火保温区的螺纹钢筋温度820~850℃，螺纹钢筋通过淬火保温区的时间为4min，淬火加热行进速度0.5m/min。螺纹钢筋从淬火保温区出来10s内进入分级喷圈进行喷水冷却，视工件淬火情况调整分级喷圈冷却装置，进行淬火处理，以100℃/s的冷却速度冷却，出喷圈冷却装置的温度90~100℃。将淬火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送到回火区进行回火处理，回火进行3级感应回火加热，即采用3台感应加热器，以0.5m/min的行进速度通过感应加热区，回火温度500~550℃。将回火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送给表面涂装区，利用回火余热进行加热发黑防腐处理，根据工件防腐要求，还可进行涂装后的封闭处理。表面涂装方式可根据涂装防腐需要进行。工件进入表面涂装区的温度300℃，采用一级涂装喷淋防腐，出涂装区温度99℃。在线包装后下线存放。产品力学性能如表1所示。

实施例2：

采用的重量百分比为：C：0.39%，Si：0.35%，Mn：0.65%，Cr：1.08%，Mo：0.25%，P：0.025%，S：0.035%，余量为Fe的钢棒。

将钢棒经过扒皮、滚压成型后形成的螺纹钢筋进行5级感应淬火加热，即采用5台感应加热器，前4台感应加热器为预热加热，后1台感应加热器为保温加热。控制淬火预热区螺纹钢筋的温度700~850℃，控制4台预热感应加热器中螺纹钢筋在后一台中的温度比在前一台中的温度高50℃（即第1台、第2台、第3台和第4台预热感应加热器中螺纹钢筋的温度分别为700℃、750℃、800℃和850℃）。淬火保温区螺纹钢筋的温度850~870℃，螺纹钢筋通过淬火保温区的时间为5.7min。淬火加热行进速度0.35m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来20s内进入分级喷圈冷却，进行淬火处理，以80℃/s的冷却速度冷却，出喷圈冷却装置的温度80℃。将淬火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送到回火区进行回火处理，回火进行4级感应回火加热，即采用4台感应加热器，以0.35m/min的行进速度通过感应加热区，回火温度600~620℃。将回火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送给表面涂装区，进行加热发黑防腐处理。工件进入表面涂装区的温度550℃，采用二级涂装喷淋防腐，出涂装区温度80℃。在线包装后下线存放。产品力学性能如表1所示。

实施例3：

采用的重量百分比为：C：0.45%，Si：0.17%，Mn：0.69%，Cr：1.17%，Mo：0.22%，P：0.014%，S：0.014%，余量为Fe的钢棒。

将钢棒经过扒皮、滚压成型后形成的螺纹钢筋进行6级感应淬火加热，即采用6台感应加热器，前4台感应加热器为预热加热，后2台感应加热器为保温加热，控制淬火预热区的温度800~850℃，淬火保温区的温度850~910℃，螺纹钢筋通过淬火保温区的时间为12min。淬火加热行进速度0.2m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来25s内进入分级喷圈冷却，进行淬火处理，以70℃/s的冷却速度冷却，出喷圈冷却装置的温度60℃。将淬火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送到回火区进行回火处理，回火进行4级感应回火加热，以0.2m/min的行进速度通过感应加热区，回火温度540~600℃。将回火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送给表面涂装区，进行加热发黑防腐处理。工件进入表面涂装区的温度400℃，采用二级涂装喷淋加浸泡防腐，出涂装区温度50℃。在线包装后下线存放。产品力学性能如表1所示。

实施例4：

采用的重量百分比为：C：0.40%，Si：0.28%，Mn：1.05%，Cr：0.93%，Mo：0.15%，P：0.028%，S：0.029%，余量为Fe的钢棒。

将钢棒经过扒皮、滚压成型后形成的螺纹钢筋进行5级感应淬火加热，即采用5台感应加热器，前2台感应加热器为预热加热，后3台感应加热器为保温加热，控制淬火预热区的温度810~840℃，淬火保温区的温度860~900℃，螺纹钢筋通过淬火保温区的时间为9min。淬火加热行进速度0.35m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来15s内进入分级喷圈冷却，进行淬火处理，以90℃/s的冷却速度冷却，出喷圈冷却装置的温度80℃。将淬火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送到回火区进行回火处理，回火进行5级感应回火加热，以0.3m/min的行进速度通过感应加热区，回火温度560~620℃。将回火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送给表面涂装区，进行加热发黑防腐处理。工件进入表面涂装区的温度380℃，采用一级涂装喷淋加浸泡防腐，出涂装区温度60℃。在线包装后下线存放。产品力学性能如表1所示。

实施例5：

采用的重量百分比为：C：0.41%，Si：0.27%，Mn：0.54%，Cr：0.95%，Mo：0.20%，P：0.011%，S：0.012%，余量为Fe的钢棒。

将钢棒经过扒皮、滚压成型后形成的螺纹钢筋进行6级感应淬火加热，即采用6台感应加热器，前3台感应加热器为预热加热，后3台感应加热器为保温加热，控制淬火预热区的温度770~810℃，控制3台预热感应加热器中螺纹钢筋在后一台中的温度比在前一台中的温度高20℃（即第1台、第2台和第3台预热感应加热器中螺纹钢筋的温度分别为770℃、790℃和810℃）。淬火保温区的温度850~890 ℃，螺纹钢筋通过淬火保温区的时间为10min。淬火加热行进速度0.28m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来23s内进入分级喷圈冷却，进行淬火处理，以60℃/s的冷却速度冷却，出喷圈冷却装置的温度85℃。将淬火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送到回火区进行回火处理，回火进行4级感应回火加热，以0.28m/min的行进速度通过感应加热区，回火温度520~560℃。将回火处理后的螺纹钢筋通过辊道输送给表面涂装区，进行加热发黑防腐处理。工件进入表面涂装区的温度420℃，采用浸泡防腐，出涂装区温度70℃。在线包装后下线存放。产品力学性能如表1所示。

表1：实施例1～实施例5产品力学性能一览表。

   实施例6：本发明表面涂装工序采用在线加热发黑涂装防腐装置，如图1所示，包括贮液箱体1、支架3、预冷装置、2级喷淋浸泡系统和封闭辅助涂装系统，所述的支架通过贮液箱体顶部两端设置有的连接筋2固定在贮液箱体上方，所述的贮液箱体内通过大隔板Ⅰ37、大隔板Ⅱ29按工件运行方向依次分隔为预冷区、2级喷淋浸泡区和封闭辅助涂装区。

所述的预冷装置设置在贮液箱体的预冷区内，所述预冷装置包括喷圈Ⅰ4、输送管Ⅰ9、调节阀Ⅰ5、位移滑块Ⅰ6和连接杆Ⅰ8，所述的调节阀Ⅰ安装在输送管Ⅰ上，输送管Ⅰ与喷圈Ⅰ连接，连接杆Ⅰ底端与喷圈Ⅰ连接，连接杆Ⅰ上端通过位移调节螺钉7安装在位移滑块Ⅰ上，通过位移调节螺钉可上下调节连接杆Ⅰ在位移滑块Ⅰ上的位置，位移滑块Ⅰ通过压紧螺钉39安装在支架上，通过压紧螺钉可左右调节位移滑块Ⅰ在支架上的位置，预冷区的贮液箱体下部开有排液口Ⅰ38。预冷装置是对工件进行预冷处理，通过调节位移滑块Ⅰ6在支架上的位置及调节阀Ⅰ5控制冷却水的流量，就可很准确地控制工件经过回火预冷装置后至涂装前工件所需的工艺温度。预冷冷却水通过排液口Ⅰ38排放到水循环系统中。

所述的2级喷淋浸泡系统设置在贮液箱体的2级喷淋浸泡区内，所述的2级喷淋浸泡系统包括大喷淋装置、小喷淋装置和浸泡部份，所述的大喷淋装置包括大喷圈33、2根输送管Ⅱ11、2个调节阀Ⅱ10、位移滑块Ⅱ12和连接杆Ⅱ14，所述的2个调节阀Ⅱ分别安装在2根输送管Ⅱ上，2根输送管Ⅱ均与大喷圈连接，连接杆Ⅱ底端与大喷圈连接，连接杆Ⅱ上端通过位移调节螺钉13安装在位移滑块Ⅱ上，位移滑块Ⅱ通过压紧螺钉安装在支架上，所述的小喷淋装置包括小喷圈32、输送管Ⅲ18、调节阀Ⅲ15、位移滑块Ⅲ16和连接杆Ⅲ19，所述的调节阀Ⅲ安装在输送管Ⅲ上，输送管Ⅲ与小喷圈连接，连接杆Ⅲ底端与小喷圈连接，连接杆Ⅲ上端通过位移调节螺钉17安装在位移滑块Ⅲ上，位移滑块Ⅲ通过压紧螺钉安装在支架上，所述的大喷淋装置和小喷淋装置两侧的贮液箱体内设置有小隔板Ⅰ35和小隔板Ⅱ31，小隔板Ⅰ、小隔板Ⅱ与贮液箱体之间构成浸泡部份，所述的小隔板Ⅰ和小隔板Ⅱ之间的贮液箱体下部开有2个主排液口34，小隔板Ⅰ与大隔板Ⅰ之间的贮液箱体下部开有辅排液口Ⅰ36，小隔板Ⅱ与大隔板Ⅱ之间的贮液箱体下部开有辅排液口Ⅱ30。2级喷淋浸泡系统是用于喷涂发黑液，对工件进行发黑处理。大喷淋装置和小喷淋装置及浸泡部份根据防腐要求可单独使用，也可组合使用。可根据需要选取不同的组合方式，而达到理想的防腐效果。发黑液循环系统中其排放主要是通过2个主排液口34进行，辅排液口Ⅰ36和辅排液口Ⅱ30是防止发黑液外溢而设计的。

所述的封闭辅助涂装系统设置在贮液箱体的封闭辅助涂装区内，所述的封闭辅助涂装系统包括喷圈Ⅱ28、输送管Ⅳ24、调节阀Ⅳ20、位移滑块Ⅳ23和连接杆Ⅳ21，所述的调节阀Ⅳ安装在输送管Ⅳ上，输送管Ⅳ与喷圈Ⅱ连接，连接杆Ⅳ底端与喷圈Ⅱ连接，连接杆Ⅳ上端通过位移调节螺钉22安装在位移滑块Ⅳ上，位移滑块Ⅳ通过压紧螺钉安装在支架上，封闭辅助涂装区的贮液箱体下部开有排液口Ⅱ27。封闭辅助涂装系统是对经过发黑处理后的工件进行封闭处理，主要是根据防腐要求的等级而选用，其封闭液通过排液口Ⅱ27而排出存放使用。

所述的贮液箱体的封闭辅助涂装区内还设置有气体输送管25，气体输送管出口处安装有气嘴26。气嘴及气体输送管可输送冷或热空气，其作用主要是使封闭剂快速均匀覆盖在工件的表面。

所述的喷圈Ⅰ、大喷圈、小喷圈和喷圈Ⅱ具有由喷圈外壁40和喷圈内壁41构成的环形空腔结构，喷圈内壁上布满直径为3~5mm的通孔42，相邻两通孔的间距不大于8mm。各部件的输送管与对应的喷圈环形空腔连通，各部份相应的喷淋液从输送管通入喷圈中，再经喷圈上的通孔喷出。

所述的贮液箱体两端面、大隔板Ⅰ、大隔板Ⅱ、小隔板Ⅰ和小隔板Ⅱ上均开有供工件通过的通孔。

作为本发明实施例6的一种变换，当工件不需要进行封闭处理时，也可以不设置封闭辅助涂装系统和气体输送管，仅设置预冷装置和2级喷淋浸泡系统即可。

在线加热发黑防腐过程如下：工件经过在线加热淬火、加热回火后，利用回火余热进行在线加热发黑涂装防腐处理。将回火后的工件通过喷圈Ⅰ4进行预冷处理，再根据防腐等级需要经过大喷圈33、小喷圈32进行二级或单级加热发黑涂装防腐处理，然后视工件防腐要求情况决定是否进入喷圈Ⅱ28进行封闭处理。

本发明表面涂装工序采用在线加热发黑涂装防腐装置具有以下特点：1、该涂装防腐装置是使长棒（管）料利用回火余热进行加热发黑涂装防腐的。生产成本低，加工周期短，并具有自修复作用。2、根据工件实际截面尺寸的情况，选用多级喷圈进行喷淋涂装，加上使用灵活的调整支架进行位置调整。可很精确地进行喷淋涂装处理。3、喷淋与浸泡可根据工件防腐等级需要，可分别选择，也可同时选择使用。4、通过预冷装置，确保工件进行回火加热后进入表面涂装时得到规定的工艺温度，从而保证加热发黑的涂装工艺效果。5、多级喷淋涂装系统可满足不同工件的防腐要求，可进行一级或多级喷淋防腐，甚至可进行涂装防腐后的封闭处理，从而得到更高级别的防腐效果。6、本装置可实现直径50mm以上大截面尺寸高强螺纹钢筋的在线加热发黑、封闭等涂装工艺的生产，实现多工序的同步完成。

Claims (9)

1.一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：包括如下步骤：将钢棒经过扒皮、滚压成型后形成的螺纹钢筋，进行M+N级感应淬火加热，前M级为预热加热，后N级为保温加热，控制淬火预热区的温度700~850℃，淬火保温区的温度820~950℃，淬火加热行进速度0.2~0.5m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来30s内进入喷圈冷却，进行淬火处理，以50~100℃/s的冷却速度冷却，控制出喷圈冷却装置的温度60~100℃，将淬火处理后的螺纹钢筋输送到回火区进行回火处理，回火进行3~5级感应回火加热，以0.2~0.5m/min的行进速度通过感应加热区，控制回火温度500~650℃，将回火处理后的螺纹钢筋输送给表面涂装区，进行加热发黑防腐处理，控制工件进入表面涂装区的温度300~550℃，控制出表面涂装区温度100℃以内，在线包装后下线存放，M的取值为1~4中任一整数，N的取值为1~3中任一整数，要求M+N=3~6中任一整数。

2.根据权利要求1所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：将螺纹钢筋进行M+N级感应淬火加热，前M级为预热加热，后N级为保温加热，控制预热区的温度800~850℃，淬火保温区的温度850~910 ℃，淬火行进速度0.2~0.35m/min，螺纹钢筋从淬火保温区出来25s内进入喷圈冷却，进行淬火处理，以70~100℃/s的冷却速度冷却，回火进行4~5级感应回火加热，以0.2~0.35m/min的行进速度通过感应加热区，控制回火温度540~620℃，M的取值为2~4中任一整数，N的取值为1~3中任一整数，要求M+N=5~6中任一整数。

3.根据权利要求1或2所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：所述的钢棒各成分的重量百分比为：C：0.37~0.45%，Si：0.17~0.35%，Mn：0.54~1.05%，Cr：0.8~1.17%，Mo：0.15~0.25%，P≤0.035%，S≤0.035%，余量为Fe。

4.根据权利要求1或2所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：所述的前M级预热加热中，控制螺纹钢筋在后一级的温度比前一级温度高20~50℃。

5.根据权利要求1或2所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：所述的螺纹钢筋通过淬火保温区的时间为4~12min。

6.根据权利要求1或2所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：所述的表面涂装工序采用的装置是在线加热发黑涂装防腐装置，该在线加热发黑涂装防腐装置包括贮液箱体（1）、支架（3）、预冷装置和2级喷淋浸泡系统，所述的支架通过贮液箱体顶部两端设置有的连接筋（2）固定在贮液箱体上方，所述的贮液箱体内通过大隔板Ⅰ（37）按工件运行方向依次分隔为预冷区和2级喷淋浸泡区，

所述的预冷装置设置在贮液箱体的预冷区内，所述预冷装置包括喷圈Ⅰ（4）、输送管Ⅰ（9）、调节阀Ⅰ（5）、位移滑块Ⅰ（6）和连接杆Ⅰ（8），所述的调节阀Ⅰ安装在输送管Ⅰ上，输送管Ⅰ与喷圈Ⅰ连接，连接杆Ⅰ底端与喷圈Ⅰ连接，连接杆Ⅰ上端通过位移调节螺钉（7）安装在位移滑块Ⅰ上，位移滑块Ⅰ通过压紧螺钉（39）安装在支架上，预冷区的贮液箱体下部开有排液口Ⅰ（38）；

所述的2级喷淋浸泡系统设置在贮液箱体的2级喷淋浸泡区内，所述的2级喷淋浸泡系统包括大喷淋装置、小喷淋装置和浸泡部份，所述的大喷淋装置包括大喷圈（33）、2根输送管Ⅱ（11）、2个调节阀Ⅱ（10）、位移滑块Ⅱ（12）和连接杆Ⅱ（14），所述的2个调节阀Ⅱ分别安装在2根输送管Ⅱ上，2根输送管Ⅱ均与大喷圈连接，连接杆Ⅱ底端与大喷圈连接，连接杆Ⅱ上端通过位移调节螺钉（13）安装在位移滑块Ⅱ上，位移滑块Ⅱ通过压紧螺钉安装在支架上，所述的小喷淋装置包括小喷圈（32）、输送管Ⅲ（18）、调节阀Ⅲ（15）、位移滑块Ⅲ（16）和连接杆Ⅲ（19），所述的调节阀Ⅲ安装在输送管Ⅲ上，输送管Ⅲ与小喷圈连接，连接杆Ⅲ底端与小喷圈连接，连接杆Ⅲ上端通过位移调节螺钉（17）安装在位移滑块Ⅲ上，位移滑块Ⅲ通过压紧螺钉安装在支架上，所述的大喷淋装置和小喷淋装置两侧的贮液箱体内设置有小隔板Ⅰ（35）和小隔板Ⅱ（31），小隔板Ⅰ、小隔板Ⅱ与贮液箱体之间构成浸泡部份，所述的小隔板Ⅰ和小隔板Ⅱ之间的贮液箱体下部开有主排液口（34），小隔板Ⅰ与大隔板Ⅰ之间的贮液箱体下部开有辅排液口Ⅰ（36），小隔板Ⅱ与贮液箱体后端之间的贮液箱体下部还开有辅排液口Ⅱ（30）。

7.根据权利要求6所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：所述的在线加热发黑涂装防腐装置还设置有封闭辅助涂装系统，所述的贮液箱体内按工件运行方向，在2级喷淋浸泡区后还通过设置有大隔板Ⅱ（29）分隔有封闭辅助涂装区，所述的封闭辅助涂装系统设置在贮液箱体的封闭辅助涂装区内，所述的封闭辅助涂装系统包括喷圈Ⅱ（28）、输送管Ⅳ（24）、调节阀Ⅳ（20）、位移滑块Ⅳ（23）和连接杆Ⅳ（21），所述的调节阀Ⅳ安装在输送管Ⅳ上，输送管Ⅳ与喷圈Ⅱ连接，连接杆Ⅳ底端与喷圈Ⅱ连接，连接杆Ⅳ上端通过位移调节螺钉（22）安装在位移滑块Ⅳ上，位移滑块Ⅳ通过压紧螺钉安装在支架上，封闭辅助涂装区的贮液箱体下部开有排液口Ⅱ（27）；所述的辅排液口Ⅱ（30）位于小隔板Ⅱ与大隔板Ⅱ之间。

8.根据权利要求7所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：所述的贮液箱体的封闭辅助涂装区内还设置有气体输送管（25），气体输送管出口处安装有气嘴（26）。

9.根据权利要求6所述的一种在线调质、加热发黑涂装工艺生产高强螺纹钢筋的方法，其特征在于：所述的喷圈Ⅰ、大喷圈、小喷圈和喷圈Ⅱ具有由喷圈外壁（40）和喷圈内壁（41）构成的环形空腔结构，喷圈内壁上布满直径为3~5mm的通孔（42），相邻两通孔的间距不大于8mm。

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