CN114150142B - 一种具有扩卷功能的退火炉及其退火工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种具有扩卷功能的退火炉及其退火工艺，其包括炉体，所述炉体上开设有炉口，所述炉体上还设置有用于控制所述炉口启闭的炉盖，所述炉体的腔室横截面积大于所述炉口的横截面积，所述炉体腔室侧壁设置有若干加热电阻丝，所述炉口处可拆卸设置有用于引导金属线材一端至所述炉体内指定位置的导向装置，所述炉体腔室侧壁旁设置有用于锁紧引入所述炉体腔室内金属线材端部的锁紧装置，所述炉体底部正中心处设置有缠绕辊，所述炉体腔室内还设置有用于将所述锁紧装置绕所述缠绕辊旋转的缠绕装置。本申请具有提高炉口横截面积小于炉体腔室的横截面积的小型井式退火炉单次退火的能源利用率的效果。

Description

一种具有扩卷功能的退火炉及其退火工艺

技术领域

本申请涉及金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种具有扩卷功能的退火炉及其退火工艺。

背景技术

井式退火炉主要由电炉炉体、炉衬、炉盖、加热元件等部件组成，其主要适用于盘圆线材，铜件、不锈钢、钢带及金属机件等退火热处理用。

由于炉体内壁需要安装加热元件等其它原因，现大多小型井式退火炉炉体上开设的炉口横截面积通常小于炉体腔室的横截面积设置，如此设置导致对钢筋卷等直径较大的线材进行退火处理时，放入退火炉内的钢筋卷围成的直径只能根据炉体的炉口大小从小设置，使得钢筋卷进入炉体内部后，炉体腔室内仍有较大空间未被利用，如此直接进行退火处理，易使炉体内产生较多的热量于炉体内未被利用的空间中消散，造成能量的浪费。

发明内容

为了提高炉口横截面积小于炉体腔室的横截面积的小型井式退火炉单次退火的能源利用率，本申请提供一种具有扩卷功能的退火炉及其退火工艺。

本申请提供的一种具有扩卷功能的退火炉及其退火工艺采用如下的技术方案：

第一方面, 本申请提供的一种具有扩卷功能的退火炉采用如下的技术方案：

一种具有扩卷功能的退火炉，包括炉体，所述炉体上开设有炉口，所述炉体上还设置有用于控制所述炉口启闭的炉盖，所述炉体的腔室横截面积大于所述炉口的横截面积，所述炉体腔室侧壁设置有若干加热电阻丝，所述炉口处可拆卸设置有用于引导金属线材一端至所述炉体内指定位置的导向装置，所述炉体腔室侧壁旁设置有用于锁紧引入所述炉体腔室内金属线材端部的锁紧装置，所述炉体底部正中心处设置有缠绕辊，所述炉体腔室内还设置有用于将所述锁紧装置绕所述缠绕辊旋转的缠绕装置。

通过采用上述技术方案，炉口处设置导向装置可将金属线材一端引入炉体腔室侧壁处的锁紧装置内，并通过缠绕装置将金属线材引入炉体腔内，并以缠绕辊作为绕辊，重新在炉体内进行扩卷，扩卷完成后闭合炉盖，通电使加热电阻丝进行加热，开始退火处理，完成退火后打开炉盖，通过外设将金属线材靠近炉盖的一端拉出炉体，以实现于炉体内对金属线材的扩卷处理，从而活用退火炉内的空间，以提高单次退火的能源利用率。

可选的，所述导向装置包括呈圆弧形的导向管，所述导向管外侧可拆卸连接有卡块，所述炉口侧壁开设有卡槽，所述卡块卡接于所述卡槽内，所述导向管一端朝向所述炉口外侧，另一端朝向所述锁紧装置。

通过采用上述技术方案，设置的圆弧形导向管，通过卡块与卡槽结构实现同炉体的固定，通过外设对的金属线材的弧度重新压制至适配导向管的弧度，并使其穿入导向管内，使金属线材锁紧于位于炉体侧壁旁的锁紧装置内，实现将金属线材导向了炉体的侧壁处。

可选的，所述导向管具有一垂直于其各横截面的对称面，所述导向管沿该对称面分为两完全相同的片体，两所述片体之间可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，将导向管设置为两片体结构，当金属线材锁紧于锁紧装置内后，便于进行拆卸。

可选的，所述锁紧装置包括固定块和伸缩气缸，所述伸缩气缸对接于所述缠绕装置，且其活塞杆端朝向所述缠绕辊设置，所述固定块固定连接于所述伸缩气缸的活塞杆端上，所述固定块上开设有第一盲孔，所述第一盲孔侧壁开设有第二盲孔，所述第二盲孔孔底固定设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧背离所述第二盲孔孔底的一端固定连接有凸块，所述凸块一侧为倾斜斜面，与该斜面相背的一侧为平面，所述凸块滑动连接于所述第二盲孔上，且其始终位于所述第二盲孔内，金属线材靠近其进端的侧面上预开设有凹槽，所述凸块卡接于金属线材上的凹槽内，且所述凸块的平面一侧紧抵于凹槽靠近所述第一盲孔孔底的一侧。

通过采用上述技术方案，固定块内设置的第一盲孔为金属线材开有凹槽的一端提供存放空间，当金属线材向第一盲孔孔底靠近时，凸块上的倾斜斜面与金属线材相抵，凸块开始上移，当金属线材继续进入后，凸块卡入凹槽内，实现锁紧，设置的伸缩气缸便于调控锁紧装置与缠绕轴之间的距离，以控制两者之间的力矩。

可选的，所述炉体侧壁分为外壁和内壁，所述炉体底部分为内底和外底，所述内壁与所述内底固定连接，所述加热电阻丝设置于所述内壁内侧，所述内壁上沿所述缠绕辊轴向还开设有滑动槽，所述缠绕装置设置于所述滑动槽内，所述缠绕装置包括由气缸驱动的剪叉式升降台，所述伸缩气缸固定连接于所述剪叉式升降台台上，所述外底背离所述伸缩气缸一侧的中心处固定连接有用于使所述内底沿其中心处旋转的驱动电机，所述驱动电机的转轴贯穿所述外底并固定连接于所述内底上。

通过采用上述技术方案，将炉体侧壁与底部分别分为内外两层，并将内壁与内底固定连接，通过驱动电机实现内壁的旋转，且于内壁上开设的滑动槽内安装有剪叉式升降台，内壁的旋转结合剪叉式升降台升降两者的运动轨迹，在锁紧装置的导向下，实现将外界的金属卷材于缠绕轴上重新缠绕，实现扩卷。

可选的，所述固定块内的所述第一盲孔侧壁内设置有电磁铁，所述电磁铁设置于所述压缩弹簧背离所述凸块一侧方向，所述凸块为金属材料。

通过采用上述技术方案，当金属卷材扩卷完毕后，此时锁紧装置也置于内底处，通过电磁铁导电产生吸附力，使凸块脱离金属线材的凹槽处，再结合伸缩气缸收缩，实现对金属线材锁紧的解除。

可选的，所述缠绕辊与所述内底固定连接，且其轴线与所述驱动电机的转轴同轴设置。

通过采用上述技术方案，在退火完成后，结合外设的相关装置，将金属卷材未开设凹槽的一端拉出，并对缠绕辊上的金属线材重新拉出，缠绕轴与内底固定连接，当内底旋转时能够带动缠绕轴进行旋转，减少将金属线材扩卷拉出至外界时的摩擦阻力。

可选的，所述伸缩气缸背离所述剪叉式升降台的一侧固定设置有可耐高温的保护垫，所述滑动槽朝靠近所述内底的一侧可拆卸设置有一块用于所述剪叉式升降台收缩后与所述伸缩气缸上的所述保护垫构成密封结构的耐高温保护墙。

通过采用上述技术方案，当锁紧装置解除锁紧状态时，伸缩气缸收缩，将固定块移动至耐高温保护墙后，结合剪叉式升降台收缩后，保护垫、耐高温保护墙、及内底和内壁的部分结构形成耐高温的密封结构，以此实现对密封结构内的部件进行保护。

第二方面，本申请提供的一种具有扩卷功能的退火炉的退火工艺采用如下的技术方案：

一种具有扩卷功能的退火炉的退火工艺，包括以下步骤：

SP1：将金属线材浸入酸溶液进行酸洗；

SP2：将酸洗后的金属线材进行磷化处理；

SP3：将磷化处理后的金属线材于端部处的位置处进行凹槽扣压；

SP4：将金属线材通过外设进行压制调节，使其进入锁紧装置内进行锁紧，拆除相关的所述导向装置，进行所述炉体内壁旋转与所述锁紧装置的同步下降，将金属线材的金属丝缠绕至所述缠绕辊上进行扩卷：

SP5：扩卷完毕后闭合所述炉盖，进行退火处理；

SP6：冷却后，打开所述炉盖，结合外设将金属线材的取出并进行拉丝收卷。

通过采用上述技术方案，先通过酸洗去除金属线材上的氧化物等薄膜，再通过磷化使金属线材上形成磷化膜，提高对金属线材的保护，在金属线材的一端进行凹槽扣压，并将扣压端沿导入管进入锁紧装置，通过缠绕结构与缠绕辊结合将金属线材扩卷至缠绕轴上，使得缠绕的线材单位厚度下拥有更长的周长，以此提高进入炉体内金属线材的总长度，间接提高炉体腔内的利用率，将于炉体炉口处的金属线材进行裁断或置于炉口处，闭合炉盖后进行的退火处理，待冷却后通过外设将金属线材重新拉出，并于外设的拉丝、收卷相关装置上进行拉丝收卷。

综上所述，本申请至少包括以下一种有益技术效果：

1、于炉体内设置的缠绕装置与缠绕辊，能够将金属线材通过口径较小的炉口重新扩卷至直径较大的缠绕辊上，使得进入炉体内的金属线材长度更长，间接提高金属线材于炉体腔室内的占有空间，使得空间在退火处理时，加热电阻丝产生的能量能够更加充分的利用于金属线材的退火，减少炉内未使用空间的散热；

2、设置的缠绕辊与内壁能够一同旋转，使得金属线材缠绕至缠绕辊上和脱离缠绕辊时，可减少与缠绕辊的摩擦阻力，使得扩卷过程更加顺滑。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的整体结构的剖视图；

图3是本申请实施例中图2中A处的局部放大图；

图4是本申请实施例的导向管的结构示意图。

附图标记说明：

1、炉体；11、炉盖；12、炉口；13、卡槽；14、内壁；15、外壁；16、内底；17、外底；18、滑动槽；2、加热电阻丝；3、导向装置；31、导向管；32、卡块；33、片体；4、锁紧装置；41、伸缩气缸；42、固定块；43、第一盲孔；44、第二盲孔；45、压缩弹簧；46、凸块；5、缠绕装置；51、剪叉式升降台；52、驱动电机；6、缠绕辊；7、电磁铁；8、保护垫；9、耐高温保护墙。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种具有扩卷功能的退火炉。参照图1，一种具有扩卷功能的退火炉包括呈圆柱型并竖直设置的炉体1，炉体1上表面开设有圆形截面的炉口12，炉体1上方还设置有用于启闭炉口12的炉盖11，在闭合状态时，炉体1、炉口12和炉盖11三者同轴设置。

参照图2和图3，炉体1内腔室的横截面积大于炉口12的横截面积，炉体1腔室侧壁设置有若干加热电阻丝2，炉体1底部正中心处设置有呈圆柱形的缠绕辊6，炉体1侧壁分为外壁15和呈圆环片体33状的内壁14，炉体1底部分为外底17和呈圆形的内底16，内壁14与内底16固定连接，加热电阻丝2设置于内壁14侧壁，外底17背离伸缩气缸41一侧的中心处固定连接有驱动电机52，驱动电机52的转轴贯穿外底17并固定连接于内底16上，缠绕辊6与内底16固定连接，且其轴线与驱动电机52的转轴同轴设置，内壁14上沿竖直方向还开设有滑动槽18，滑动槽18内设置有缠绕装置5，缠绕装置5包括由气缸驱动的剪叉式升降台51，剪叉式升降台51沿竖直方向伸缩且其的升降台水平设置，内壁14的旋转结合剪叉式升降台51升降两者的运动轨迹，可实现缠绕轨迹的生成，伸缩气缸41固定连接于剪叉式升降台51台上，其升降台上设置有锁紧装置4。

参照图3和图4，锁紧装置4包括固定块42和水平设置伸缩气缸41，伸缩气缸41通过螺栓固定于剪叉式升降台51台上，且其活塞杆端朝向缠绕辊6设置，固定块42固定连接于伸缩气缸41的活塞杆端上，固定块42上开设有水平的第一盲孔43，第一盲孔43的轴线与炉体1的轴向相交，垂直第一盲孔43轴向、于其侧壁上开设有第二盲孔44，第二盲孔44孔底固定设置有压缩弹簧45，压缩弹簧45朝向第一盲孔43的一端固定连接有凸块46，凸块46朝向第一盲孔43开孔端的一侧为光滑的圆弧形，与该侧向背的一侧为平面，凸块46始终滑动连接于第二盲孔44内，金属线材靠近其进端的侧面上预开设有凹槽，凸块46卡接于金属线材上的凹槽内，且凸块46平面设置的一侧紧抵于凹槽靠近第一盲孔43孔底的一侧，内壁14的旋转结合剪叉式升降台51升降两者的运动轨迹，在锁紧装置4的导向下，可实现将外界的金属卷材于缠绕轴上重新缠绕，实现扩卷，固定块42上设置有电磁铁7，电磁铁7设置于压缩弹簧45远离第一盲孔43的一侧方向，凸块46为金属材料，便于随时解除锁紧状态。

炉口12处设置有导向装置3，导向装置3包括呈四分之一圆弧状并为圆形截面的导向管31，导向管31外表面还可拆卸连接有矩形卡块32，炉口12侧壁开设有与卡块32相适配的卡槽13，卡块32与卡槽13相嵌合，导向管31沿其圆弧对称面将其分割为两完全相同的片体33，两片体33之间可拆卸连接，导向管31一端朝向炉口12外侧且其朝向外界一侧的端面垂直于炉体1的轴线，导向管31另一端朝向固定块42上的第一盲孔43开口端设置。

伸缩气缸41背离剪叉式升降台51的一侧固定设置有可耐高温的保护垫8，滑动槽18朝靠近内底16的一侧可拆卸设置有一块耐高温保护墙9，当固定块42移动至耐高温保护墙9，剪叉式升降台51至内底16后，保护垫8、耐高温保护墙9、及内底16和内壁14的部分结构形成耐高温的密封结构，以此减少退火过程中高温对密封结构内部件的损害，对密封结构内的部件起到保护。

本申请实施例一种具有扩卷功能的退火炉的实施原理为：将导向管31安装于炉口12处，将弧度重调后的金属线材沿导向管31进入，并置于固定块42的第一盲孔43内进行固定，启动驱动电机52，使内壁14开始旋转，并同时驱动剪叉式升降台51进行下降，以此将金属线材绕缠绕辊6进行缠绕，实现重新扩卷，当伸缩气缸41至于耐高温保护墙9上表面时，关闭驱动电机52，使电磁铁7通电，同时使伸缩气缸41收缩至耐高温保护墙9后，再继续驱动剪叉式升降台51收缩至极限。关闭炉盖11进行退火处理，退火完成后，打开炉盖11，将其位于炉口12处的金属线材端与外设压辊、拉丝等组件对接，使驱动电机52反转，将金属线材以线状从炉口12输出。

本申请实施例还公开了一种具有扩卷功能的退火炉的退火工艺，包括以下步骤：

SP1：将金属线材浸入酸洗池内使用酸溶液进行酸洗，以去除金属线材上的氧化皮等杂质；

SP2：将金属线材除杂后，将金属线材置于磷化池的磷化液中，进行磷化处理；

SP3：将磷化处理后的金属线材一端使用扣压设备进行凹槽扣压；

SP4：将金属线材通过外设的压辊装置进行金属线材的弧度调节，使其可沿导向管31进入并使凹槽处进入锁紧装置4内与凸块46进行锁紧，后拆除导向管31，进行内壁14旋转与锁紧装置4的同步下降，将金属线材的金属丝缠绕至缠绕辊6上并至于内底16，通过电磁铁7解除卷材的扣压状态：

SP5：，进行金属线材未扣压端进行置于炉口12处，闭合炉盖11后进行退火处理；

SP6：待退火结束后，打开炉盖11，使缠绕辊6进行旋转，结合外设的压辊、收卷等设备将金属线材进行二次扩卷取出并进行拉丝收卷。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有扩卷功能的退火炉，包括炉体（1），所述炉体（1）上开设有炉口（12），所述炉体（1）上还设置有用于控制所述炉口（12）启闭的炉盖（11），所述炉体（1）的腔室横截面积大于所述炉口（12）的横截面积，所述炉体（1）腔室侧壁设置有若干加热电阻丝（2），其特征在于：所述炉口（12）处可拆卸设置有用于引导金属线材一端至所述炉体（1）内指定位置的导向装置（3），所述炉体（1）腔室侧壁旁设置有用于锁紧引入所述炉体（1）腔室内金属线材端部的锁紧装置（4），所述炉体（1）底部正中心处设置有缠绕辊（6），所述炉体（1）腔室内还设置有用于将所述锁紧装置（4）绕所述缠绕辊（6）旋转的缠绕装置（5）；

所述锁紧装置（4）包括固定块（42）和伸缩气缸（41），所述伸缩气缸（41）对接于所述缠绕装置（5），且其活塞杆端朝向所述缠绕辊（6）设置，所述固定块（42）固定连接于所述伸缩气缸（41）的活塞杆端上，所述固定块（42）上开设有第一盲孔（43），所述第一盲孔（43）侧壁开设有第二盲孔（44），所述第二盲孔（44）孔底固定设置有压缩弹簧（45），所述压缩弹簧（45）背离所述第二盲孔（44）孔底的一端固定连接有凸块（46），所述凸块（46）一侧为倾斜斜面，与该斜面相背的一侧为平面，所述凸块（46）滑动连接于所述第二盲孔（44）上，且其始终位于所述第二盲孔（44）内，金属线材靠近其进端的侧面上预开设有凹槽，所述凸块（46）卡接于金属线材上的凹槽内，且所述凸块（46）的平面一侧紧抵于凹槽靠近所述第一盲孔（43）孔底的一侧；

所述炉体（1）侧壁分为外壁（15）和内壁（14），所述炉体（1）底部分为内底（16）和外底（17），所述内壁（14）与所述内底（16）固定连接，所述加热电阻丝（2）设置于所述内壁（14）内侧，所述内壁（14）上沿所述缠绕辊（6）轴向还开设有滑动槽（18），所述缠绕装置（5）设置于所述滑动槽（18）内，所述缠绕装置（5）包括由气缸驱动的剪叉式升降台（51），所述伸缩气缸（41）固定连接于所述剪叉式升降台（51）台上，所述外底（17）背离所述伸缩气缸（41）一侧的中心处固定连接有用于使所述内底（16）沿其中心处旋转的驱动电机（52），所述驱动电机（52）的转轴贯穿所述外底（17）并固定连接于所述内底（16）上；

所述伸缩气缸（41）背离所述剪叉式升降台（51）的一侧固定设置有耐高温的保护垫（8），所述滑动槽（18）朝靠近所述内底（16）的一侧可拆卸设置有一块用于所述剪叉式升降台（51）收缩后与所述伸缩气缸（41）上的所述保护垫（8）构成密封结构的耐高温保护墙（9）。

2.根据权利要求1所述的一种具有扩卷功能的退火炉，其特征在于：所述导向装置（3）包括呈圆弧形的导向管（31），所述导向管（31）外侧可拆卸连接有卡块（32），所述炉口（12）侧壁开设有卡槽（13），所述卡块（32）卡接于所述卡槽（13）内，所述导向管（31）一端朝向所述炉口（12）外侧，另一端朝向所述锁紧装置（4）。

3.根据权利要求2所述的一种具有扩卷功能的退火炉，其特征在于：所述导向管（31）具有一垂直于其各横截面的对称面，所述导向管（31）沿该对称面分为两完全相同的片体（33），两所述片体（33）之间可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有扩卷功能的退火炉，其特征在于：所述固定块（42）内的所述第一盲孔（43）侧壁内设置有电磁铁（7），所述电磁铁（7）设置于所述压缩弹簧（45）背离所述凸块（46）一侧方向，所述凸块（46）为金属材料。

5.根据权利要求1所述的一种具有扩卷功能的退火炉，其特征在于：所述缠绕辊（6）与所述内底（16）固定连接，且其轴线与所述驱动电机（52）的转轴同轴设置。

6.一种退火工艺，基于上述权利要求1-5任一所述的一种具有扩卷功能的退火炉,其包括以下步骤：

SP1：将金属线材浸入酸溶液进行酸洗；

SP2：将酸洗后的金属线材进行磷化处理；

SP3：将磷化处理后的金属线材于端部处的位置处进行凹槽扣压；

SP4：将金属线材通过外设进行压制调节，使其进入锁紧装置（4）内进行锁紧，拆除相关的所述导向装置（3），进行所述炉体（1）内壁旋转与所述锁紧装置（4）的同步下降，将金属线材的金属丝缠绕至所述缠绕辊（6）上进行扩卷：

SP5：扩卷完毕后闭合所述炉盖（11），进行退火处理；

SP6：冷却后，打开所述炉盖（11），结合外设将金属线材的取出并进行拉丝收卷。

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