CN115522044B - 一种殷钢线热处理设备和方法 - Google Patents
一种殷钢线热处理设备和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115522044B CN115522044B CN202211249135.2A CN202211249135A CN115522044B CN 115522044 B CN115522044 B CN 115522044B CN 202211249135 A CN202211249135 A CN 202211249135A CN 115522044 B CN115522044 B CN 115522044B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat treatment
- heat
- flue gas
- invar
- furnace body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 269
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 74
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 74
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 66
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 47
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 22
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 6
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 6
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract description 11
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
Abstract
本发明提供一种殷钢线殷钢线热处理设备和方法。本发明的殷钢线热处理设备，包括连续式加热炉，该加热炉具有通过明火燃烧加热以对钢丝进行连续热处理的炉膛，炉膛相对两侧的炉体侧壁内部分别设有一条烟气导流隧道，每一烟气导流隧道内设有多条贯穿炉体前后两端的用于对殷钢线进行加热的热处理管，每一侧壁内的烟气导流隧道与炉膛后端连通，从而能够同时进行高碳钢丝高温热处理和殷钢线中温热处理；本发明通过设计温度梯度差，利用钢丝加热炉体余热以及烟气余热进行殷钢连续热处理，余热交换更充分，排烟温度低，可达到提质增效节能降本的目的；殷钢线的制造成本较离线热处理方法显著下降。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工退火技术领域，具体而言，涉及一种殷钢线热处理设备和方法。
背景技术
殷钢，又称殷瓦合金，是铁镍合金的一种，因其具有随温度变形量极小的特性而广泛应用于无线电，精密仪器仪表、架空输电线路等领域。
铝包殷钢芯耐热铝合金绞线是由铝包殷钢线和耐热合金线同心绞合而成，它具有强度高、耐腐蚀、低膨胀特性，广泛应用于倍容量架空输电线路。随着铝包殷钢芯耐热铝合金绞线的普及应用，市场期望获得更高强度、更低成本的铝包殷钢芯耐热铝合金绞线，行业内一般采取优化殷钢的化学成分或改进加工工艺来实现。
对于优化殷钢化学成分的改进方式，现有技术通常是通过提高Ni、Co、Cr等化学成分比例，来提高殷钢线的强度，但该方式同时会带来制造成本的大幅增加，影响产品的市场化应用。
目前殷钢线主要通过井式炉、罩式炉进行离线热处理，一般是将6-10吨殷钢线堆叠在一起进行热处理。然而殷钢线堆积在一起热处理，殷钢线通条均匀性差，相互接触的部位殷钢线抗拉强度介于950-1050MPa，松散部位抗拉强度介于1050-1100MPa，导致最终产品合格率低；其次热处理周期长，过程消耗的电能高，制造成本高，效率低下。
钢丝热处理主要是通过高温连续热处理技术实现，工艺流程为被动放线、天然气明火加热、铅浴淬火、主动收线。高碳钢丝制品领域采用连续式热处理技术，通过天然气直接加热钢丝，一般钢丝热处理温度在950-1150℃，而殷钢的热处理温度在600-800℃。钢丝明火加热炉型为了提升产量往往设计体型较大、加热炉烧嘴配置多且功率大。由于钢丝与殷钢线的热处理工艺温度相差较大，该炉型无法同时满足两种材料的热处理。若分批次热处理，频繁的升温、降温，使得设备利用率不高，生产效率降低，产品制造成本增加。
专利文献JPH04276028A公开了一种用于金属线材或带材的连续殷钢线热处理设备，加热炉主体通过绝热壁在一个共同的炉壳内平行排列的多个加热炉主体多级串联排列，每个加热炉主体被覆盖在炉壳周围；通过设置与线材或带材的行进方向平行的绝缘壁和独立的加热加热器等的加热装置，将同一炉壳的内部分隔成多个加热室，能够在单个装置中相对于钢丝材料进行不同热处理的多功能热处理装置，该装置可以有效提高加热炉的空间利用率，但其仅针对单种钢丝材料进行多阶段热处理，热能利用率不高。
专利文献JP6030801B1公开了一种连续加工钢丝材料的热处理装置，加热炉是单个直接燃烧式炉，并且在炉内适当地设置了可分离的隔热通道，该通道引导通道之间的不同加热温度，沿各通道的行进方向贯通的多个隔壁，能够分别设定温度，该装置可以同时获得多种加热条件，并且有效地获得许多生产品种。但各钢材之间热处理过程实则相互独立并行，热能利用率仍有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种殷钢线热处理设备以及热处理方法，在钢丝加热炉体侧壁内设置热处理管，用钢丝加热炉体余热进行殷钢线的连续热处理生产，能够同时进行高碳钢丝高温热处理和殷钢线中温热处理，可实现提质增效节能降本。
本发明首先提供一种殷钢线热处理设备，能够对钢丝和殷钢线同时进行热处理，包括加热炉，所述加热炉包括炉体及位于炉体内通过明火燃烧加热的炉膛，所述炉膛具有贯穿炉体前后两端而允许钢丝通过的钢丝通道；
所述炉体具有位于炉膛相对两侧的侧壁，所述炉体两侧的侧壁内部分别开设有一条烟气导流隧道，每一烟气导流隧道内设有多条贯穿炉体前后两端的热处理管，所述炉体侧壁内部在热处理管外围分区段的设有多个加热元件及对应地在所述热处理管上设有多个测温热电偶，以控制热处理管内对殷钢线的热处理温度，当热处理管内热处理温度低于设置温度时，所述加热元件进行补充加热；每一侧壁内部的烟气导流隧道与炉膛后端连通。
具体地，所述炉体顶部设有多个烧嘴，所述烧嘴直接或者间接与空气管和燃气管连接，所述炉膛通过所述烧嘴燃烧燃气为钢丝连续热处理提供加热温度。
具体地，所述加热炉前端内嵌有热交换器，所述烟气导流隧道和与烧嘴连接的空气管与所述热交换器连接。
使用时，携带热量的烟气进入炉体侧壁的烟气导流隧道内部，与殷钢线的走线方向逆流，流至加热炉体前端后进入热交换器，烟气携带的热量通过热交换器来加热热交换器内部的冷空气，冷空气加热后通过空气管从加热烧嘴处通入炉体与燃气混合后燃烧加热。
另外，需要说明的是，在使用时，所述热处理管的各区间段温度基本一致，主要是通过各区段加热元件进行自动调节，测温热电偶对热处理管内温度进行检测，加热元件根据温度检测结果进行温度补偿，使得各区段殷钢热处理管的温度接近。
具体地，所述炉体侧壁包括由内至外依次设置的耐火砖、支撑钢板及保温棉，其中，支撑钢板、耐火砖、保温棉为炉体的主要构成组件，用于炉体的机械支撑及保温，所述烟气导流隧道开设于所述保温棉中。
优选地，所述烟气导流隧道靠近支撑钢板一侧的保温棉厚度小于其远离支撑钢板一侧的保温棉厚度，或者，所述烟气导流隧道由保温棉和支撑钢板围合而成即所述烟气导流隧道靠近支撑钢板一侧没有保温棉，从而可进一步提高炉膛内热量向炉体侧壁内的热处理管传导。
具体地，每一所述烟气导流隧道内，所述多个热处理管分别对应放置于层叠的多个U型钢架上，所述U型钢架对热处理管进行支撑。
具体地，在所述热处理管上方还设有向下吹气的冷却风管以及对冷却风管进行支撑的风管架。
具体地，所述的殷钢线热处理设备还包括位于加热炉后方的冷却炉，所述冷却炉包括对应钢丝通道出口设置的铅锅冷却槽以及对应热处理管出口设置的水冷槽，其中，铅锅冷却槽用于钢丝加热后的铅浴淬火，水冷槽用于殷钢线的冷却。
具体地，为防止殷钢线在热处理管内连续行走的过程中被氧化，热处理管分别延伸至炉体的前后两端，且所述加热炉外侧还设有氨分解设备，所述氨分解设备通过氨气管道向热处理管中输入氨气以对殷钢线表面进行保护。
具体地，所述保温棉为硅酸铝板、石棉板、高纯针刺毯或陶瓷纤维板等保温材料。
具体地，所述热处理管采用0Cr25Ni20等耐温钢管。
具体地，所述加热元件为硅碳棒加热元件，所述加热元件沿着热处理管在烟气导流隧道内平均分布。在一具体实施方案中，每侧炉壁内设有加热元件8个，总额定功率80kw，加热炉炉体总长25米。
具体地，每一侧壁内可设置2-6条平行设置的热处理管。在一具体实施方案中，炉体内设计热处理管共8根，该8根热处理管对称分布于两炉体侧壁内。
具体地，所述保温棉内在热处理管上方还设有冷却风管，所述冷却风管通过泵入空气进行热交换而实现对热处理管的冷却降温，当热处理管内的热处理温度高于设置温度时，所述冷却风管对热处理管进行冷却降温，即加热元件及冷却风管分别通过加热和冷却而实现殷钢线的热处理温度补偿及工艺温度的精确控制，控温精度可达到±3℃。
具体地，所述炉体顶部设有多个烧嘴，所述炉膛通过烧嘴燃烧燃气例如天然气为钢丝连续热处理提供加热温度，该温度可达到950-1150℃。
本发明还提供一种热处理方法，使用如上所述的殷钢线热处理设备对钢丝和殷钢线同时进行热处理，具体为，将钢丝连续穿入所述炉膛内的钢丝通道中，在950-1150℃温度下对钢丝进行热处理，将殷钢线连续穿入所述热处理管中，在550-850℃温度下对殷钢线进行热处理。
具体地，经过炉膛加热后的钢丝穿入铅锅冷却槽中进行铅浴淬火，即完成对碳钢加热铅浴淬火的索氏体化处理。
具体地，经加热后从热处理管穿出的殷钢线穿入水冷槽中进行冷却，完成对殷钢线加热、水冷的时效处理工艺。
具体地，殷钢线连续热处理温度优选为600-800℃，走线速度优选为3-5m/min。
本发明还提供一种殷钢线，根据如上所述的热处理方法生产得到，具体可通过设置适宜的工艺参数范围，使所制得的殷钢线连续热处理后通条抗拉强度超过1150MPa，强度波动控制在±10MPa。
本发明的有益效果：
本发明的殷钢线热处理设备，加热炉具有通过明火燃烧加热以对钢丝进行连续热处理的炉膛，炉膛相对两侧的炉体侧壁内部分别设有一条烟气导流隧道，每一烟气导流隧道内设有多条贯穿炉体前后两端的用于对殷钢线进行加热的热处理管；在对应所述炉膛后端，每一侧壁内部设有连通所述炉膛和烟气导流隧道的烟气通道，从而能够同时进行高碳钢丝高温热处理和殷钢线中温热处理；本发明利用钢丝加热炉体余热以及烟气余热进行殷钢线的连续热处理生产，通过设计温度梯度差，可达到提质增效节能降本的目的，余热交换更充分，排烟温度低，具体可通过设置适宜的工艺参数范围能够使得殷钢线连续热处理后通条抗拉强度超过1150MPa，强度波动控制在±10MPa，晶粒更细化，殷钢线的制造成本较离线热处理方法显著下降。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明殷钢线热处理设备的俯视图；
图2为本发明殷钢线热处理设备的左视图。
图标：100-加热炉，101-炉体，102-炉膛，103-耐火砖，104-支撑钢板，105-保温棉，106-热处理管，107-加热元件，108-测温热电偶，109-冷却风管，110-烧嘴，111-氨分解设备，112-氨气管道，120-烟气导流隧道，126-U型钢架，129-风管架，130-热交换器，200-冷却炉，201-铅锅冷却槽，202-水冷槽，500-殷钢线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参考图1以及图2，本实施例提供了一种殷钢线热处理设备，包括加热炉100，所述加热炉100包括炉体101、及位于炉体101内通过明火燃烧加热的炉膛102，所述炉膛102具有贯穿炉体101前后两端而允许钢丝通过的钢丝通道；具体地，炉体101顶部设有多个烧嘴110，所述烧嘴110直接或者间接与空气管和燃气管连接，所述炉膛102通过烧嘴110燃烧燃气天然气为钢丝连续热处理提供加热温度，该加热温度可达到950-1150℃。
所述炉体101具有位于炉膛102相对两侧的侧壁，所述炉体101侧壁包括由内至外依次设置的耐火砖103、支撑钢板104及保温棉105，耐火砖103、支撑钢板104及保温棉105为加热炉100炉壁的主要构成组件，用于炉体101的机械支撑，保温处理。每一所述侧壁的保温棉105内开设有一条烟气导流隧道120，每一烟气导流隧道120内设有多条贯穿炉体前后两端的热处理管106及层叠用于对热处理管106进行支撑的U型钢架126，每一热处理管106对应放置于一层U型钢架126上，所述烟气导流隧道120内部在热处理管106周围还设有多个加热元件107，且所述热处理管106上设置有多个插入式的测温热电偶108，以检测热处理管106内在不同区段的温度。
本发明通过在对钢丝明火加热炉体侧壁内设计热处理管106，利用温度梯度差热传导的原理进行殷钢线500的连续热处理，用于对钢丝热处理的炉膛102内温度高，对殷钢线500热处理的炉体101侧壁温度低，可使得殷钢线侧炉壁温度在550-850℃。
具体地，所述热处理管106为0Cr25Ni20耐温钢管。
所述加热炉100前端内嵌有热交换器130，所述烟气导流隧道120和与烧嘴110连接的空气管均与所述热交换器130连接。
使用时，携带热量的烟气进入炉体101侧壁的烟气导流隧道120内部，与殷钢线500的走线方向逆流，热烟气逆流与殷钢线500的热处理管106进行热交换，烟气流至加热炉体101前端后进入热交换器130，烟气携带的热量通过热交换器130对热交换器130内部的冷空气进行加热，冷空气经加热后通过空气管从加热烧嘴110处通入炉体101内部与燃气混合后燃烧加热。
具体地，所述的殷钢线热处理设备还包括位于加热炉100后方的冷却炉200，所述冷却炉200包括分别设置于钢丝通道出口后方的铅锅冷却槽201、设置于热处理管106出口后方的水冷槽202，其中，铅锅冷却槽201用于钢丝加热后的铅浴淬火，水冷槽202用于殷钢线500的冷却。
具体地，所述加热炉100外侧设有氨分解设备111，所述氨分解设备111产生保护性气体氨气，氨分解设备111通过氨气管道112与热处理管106连通以向热处理管106中输入氨气以防止殷钢线500表面氧化。
具体地，所述保温棉105的材料选自硅酸铝板、石棉板、高纯针刺毯、陶瓷纤维板等保温材料。
具体地，所述加热元件107为硅碳棒加热元件，所述加热元件107在保温棉105内沿着热处理管106平均分布。在本实施例中，每侧炉体101炉壁内设有8个加热元件，总额定功率80kw，炉体101总长为25米。
具体地，所述保温棉105内在热处理管106上方还设有冷却风管109，冷却风管109放置于风管架129上，加热元件107及冷却风管109均用于殷钢线500的热处理温度补偿及工艺温度的精确控制。
具体地，每一炉体101侧壁内可设有2-6条平行设置的热处理管106。在本实施例中，每一炉体101侧壁内分别设置4根热处理管106，共设置8根，两侧壁内的热处理管106对称分布。
本发明殷钢线热处理设备的工作原理是：炉体101顶部设置的烧嘴110通过燃烧天然气为对钢丝连续热处理的炉膛102提供加热温度，该温度可达到950-1150℃，沿着钢丝走线方向炉温由高到低，通过在炉膛102两侧的炉壁内设计热处理管106，利用温度梯度差热传导的原理进行殷钢线500的连续热处理，对钢丝加热的炉膛102侧温度高，对殷钢线500热处理温度低，殷钢线500所在侧壁内温度在550-850℃。同时，炉膛102内部燃烧产生的烟气仍携带有大量热量，携带热量的烟气进入炉体101侧壁的烟气导流隧道120内部，与殷钢线500的走线方向逆流，热烟气逆流与殷钢热处理管106进行热交换，进一步利用烟气余热进行殷钢线500的连续热处理，余热交换更充分，排烟温度更低。
本发明殷钢线热处理设备的具体工作流程为，将钢丝连续穿入明火燃烧的炉膛102，在950-1150℃温度下对钢丝进行热处理，将殷钢线500连续穿入所述热处理管106中，控制热处理管106内的温度，在550-850℃温度下对殷钢线进行热处理，炉膛102内部燃烧产生的烟气进入炉体101侧壁的烟气导流隧道120内，逆流与处理管106进行热交换，加热元件107、测温热电偶108及冷却风管109位于热处理管106侧，主要用于殷钢线500的热处理温度补偿及工艺温度的精确控制，控温精度可达到±3℃。为防止殷钢线500在热处理管106中被氧化，热处理管106分别延伸至加热炉100前后两端，且通过氨分解设备111分解氨气，所分解的氨气由氨气管道112通入热处理管106中对殷钢线500表面进行保护。经过炉膛102加热后的钢丝穿入铅锅冷却槽201中进行铅浴淬火，经加热后从热处理管106穿出的殷钢线500穿入水冷槽202中进行冷却。烟气流至加热炉体101前端后进入热交换器130，烟气携带的热量通过热交换器130对热交换器130内部的冷空气进行加热，冷空气经加热后通过空气管从加热烧嘴110处通入炉体101内部与燃气混合后燃烧加热。
本发明通过设计温度梯度差，利用钢丝加热炉体余热及烟气余热进行殷钢线连续热处理，能够达到提质增效节能降本的目的，具体还可通过设置适宜的工艺参数范围能够使得殷钢线连续热处理后通条抗拉强度超过1150MPa，强度波动控制在±10MPa，殷钢线的制造成本显著降低；相比采用单独的殷钢线热处理炉来频繁的进行加热、生产、冷却，节省的成本大为可观。
基于上述的殷钢线热处理设备，本发明还提供一种热处理方法，使用如上所述的殷钢线热处理设备对钢丝和殷钢线500同时进行热处理，具体为，将钢丝连续穿入所述炉膛102的钢丝通道中，在950-1150℃温度下对钢丝进行热处理，将殷钢线500连续穿入所述热处理管106中，在550-850℃温度下对殷钢线进行热处理。
具体地，殷钢线连续热处理温度优选为600-800℃，走线速度优选为3-5m/min。
本实施例通过设计殷钢线热处理单位产能、加热元件107及冷却风管109功率及组件，研究适宜的工艺参数范围，殷钢线500连续热处理后通条抗拉强度超过1150MPa，强度波动控制在±10MPa范围内。
本发明采用上述热处理方法制得的殷钢线500，通条抗拉强度超过1150MPa，强度波动控制在±10MPa范围内，制造成本显著降低，可广泛应用于架空输电线路或倍容量导线等领域。
以下为采用上述殷钢线热处理设备和方法生产殷钢线的具体案例；
实施例1：将钢丝连续穿入明火燃烧的炉膛102，在970℃温度下对钢丝进行热处理，将直径为6.0mm殷钢线置于被动放线架，殷钢线依次通过殷钢线热处理设备的热处理管106、水冷槽202和履带式牵引机，冷却炉200后方设置的履带式牵引机用于对殷钢线进行牵引走线，经热处理后的殷钢线采用龙门收线架进行收卷。炉膛102内部燃烧产生的烟气进入炉体101侧壁的烟气导流隧道120内对热处理管106进行加热，殷钢线走线速度为3.2m/min，热处理管106内对殷钢线的加热温度设置为720℃。经过热处理后连续取5段殷钢线，按照GB/T228.1规定的试验方法进行拉断力检测，检测强度为1168MPa、1173MPa、1165MPa、1170MPa、1175MPa，强度波动不超过20MPa。烟气通过热交换器130与冷空气进行热交换后，通过烟囱排出，烟气从烟囱排出的温度为160℃。
对比例1：与实施例1相比，烟气不通过烟气导流隧道120对热处理管106进行加热，其他技术特征均与实施例1设置相同，烟气从烟囱排出的温度为290℃。
实施例2：将钢丝连续穿入明火燃烧的炉膛102，在990℃温度下对钢丝进行热处理，将直径为4.0mm殷钢线置于被动放线架，殷钢线依次通过殷钢线热处理设备的热处理管106、水冷槽202和履带式牵引机，经热处理后的殷钢线采用龙门收线架进行收卷。殷钢线走线速度为4.8m/min，热处理管106内对殷钢线的加热温度设置为680℃。经过热处理后连续取5段殷钢线，按照GB/T228.1规定的试验方法进行拉断力检测，检测强度为1180MPa、1183MPa、1172MPa、1170MPa、1185MPa，强度波动不超过20MPa。烟气通过热交换器130与冷空气进行热交换后，通过烟囱排出，烟气从烟囱排出的温度为165℃。
对比例2：与上述实施例2相比，烟气不通过烟气导流隧道120对热处理管106进行加热，其他技术特征均与实施例2设置相同，烟气从烟囱排出的温度为296℃。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种殷钢线热处理设备，其特征在于，包括加热炉，所述加热炉包括炉体、及位于炉体内通过明火燃烧加热的炉膛，所述炉膛具有贯穿炉体前后两端而允许钢丝通过的钢丝通道；
所述炉体具有位于炉膛相对两侧的侧壁，所述炉体两侧的侧壁内部分别开设有一条烟气导流隧道，每一烟气导流隧道内设有多条贯穿炉体前后两端的热处理管，所述炉体侧壁内部在热处理管外围设有多个加热元件及在所述热处理管上设有多个测温热电偶；每一侧壁内部的烟气导流隧道与炉膛后端连通；
携带热量的烟气进入炉体侧壁的烟气导流隧道内部，与殷钢线的走线方向逆流，烟气流至加热炉体前端后进入热交换器，烟气携带的热量通过热交换器对热交换器内部的冷空气进行加热，冷空气经加热后通过空气管从加热烧嘴处通入炉体内部与燃气混合后燃烧加热。
2.根据权利要求1所述的殷钢线热处理设备，其特征在于，所述炉体顶部设有多个烧嘴，所述烧嘴直接或者间接与空气管和燃气管连接，所述炉膛通过所述烧嘴燃烧燃气为钢丝连续热处理提供加热温度；
所述加热炉前端设有热交换器，所述烟气导流隧道和与烧嘴连接的空气管与所述热交换器连接。
3.根据权利要求1所述的殷钢线热处理设备，其特征在于，所述炉体侧壁包括由内至外依次设置的耐火砖、支撑钢板及保温棉，所述烟气导流隧道开设于所述保温棉中。
4.根据权利要求1所述的殷钢线热处理设备，其特征在于，每一所述烟气导流隧道内，所述多个热处理管分别对应放置于层叠的多个U型钢架上，在所述热处理管上方还设有向下吹气的冷却风管。
5.根据权利要求1所述的殷钢线热处理设备，其特征在于，还包括位于加热炉后方的冷却炉，所述冷却炉包括对应钢丝通道出口设置的铅锅冷却槽以及对应热处理管出口设置的水冷槽。
6.根据权利要求1所述的殷钢线热处理设备，其特征在于，所述加热炉外侧设有氨分解设备，所述氨分解设备通过氨气管道向热处理管中输入氨气。
7.根据权利要求3所述的殷钢线热处理设备，其特征在于，所述保温棉为硅酸铝板、石棉板、高纯针刺毯或陶瓷纤维板；所述热处理管为0Cr25Ni20耐温钢管；
所述加热元件为硅碳棒加热元件，所述加热元件沿着热处理管在烟气导流隧道内平均分布。
8.根据权利要求3所述的殷钢线热处理设备，其特征在于，所述烟气导流隧道靠近支撑钢板一侧的保温棉厚度小于其远离支撑钢板一侧的保温棉厚度，或者，所述烟气导流隧道由保温棉和支撑钢板围合而成。
9.一种热处理方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的殷钢线热处理设备对钢丝和殷钢线同时进行热处理，具体为，将钢丝连续穿入所述炉膛内的钢丝通道中，在950-1150℃温度下对钢丝进行热处理，将殷钢线连续穿入所述热处理管中，在550-850℃温度下对殷钢线进行热处理。
10.根据权利要求9所述的热处理方法，其特征在于，殷钢线连续热处理温度为600-800℃，走线速度为3-5m/min。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211249135.2A CN115522044B (zh) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 一种殷钢线热处理设备和方法 |
| PCT/CN2023/115344 WO2024078162A1 (zh) | 2022-10-12 | 2023-08-28 | 一种殷钢线热处理设备和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211249135.2A CN115522044B (zh) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 一种殷钢线热处理设备和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115522044A CN115522044A (zh) | 2022-12-27 |
| CN115522044B true CN115522044B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=84702187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211249135.2A Active CN115522044B (zh) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 一种殷钢线热处理设备和方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115522044B (zh) |
| WO (1) | WO2024078162A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115522044B (zh) * | 2022-10-12 | 2024-03-19 | 江苏中天科技股份有限公司 | 一种殷钢线热处理设备和方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201158686Y (zh) * | 2007-12-28 | 2008-12-03 | 鞍钢钢绳有限责任公司 | 蓄热式钢丝热处理炉 |
| JP6030801B1 (ja) * | 2016-07-14 | 2016-11-24 | 山田 榮子 | 併行処理が可能な鋼線材の多機能熱処理装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0987739A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-03-31 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | 連続走行式鋼線の脱水素熱処理方法 |
| RU2139944C1 (ru) * | 1998-05-27 | 1999-10-20 | Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод" | Способ отопления печи с камерами предварительного и окончательного нагрева металла и печь для его осуществления |
| CN214193387U (zh) * | 2020-12-04 | 2021-09-14 | 江苏胜达科技有限公司 | 低断面无内胎工程机械轮胎胎圈钢丝生产用加热炉 |
| CN115522044B (zh) * | 2022-10-12 | 2024-03-19 | 江苏中天科技股份有限公司 | 一种殷钢线热处理设备和方法 |
-
2022
- 2022-10-12 CN CN202211249135.2A patent/CN115522044B/zh active Active
-
2023
- 2023-08-28 WO PCT/CN2023/115344 patent/WO2024078162A1/zh unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201158686Y (zh) * | 2007-12-28 | 2008-12-03 | 鞍钢钢绳有限责任公司 | 蓄热式钢丝热处理炉 |
| JP6030801B1 (ja) * | 2016-07-14 | 2016-11-24 | 山田 榮子 | 併行処理が可能な鋼線材の多機能熱処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115522044A (zh) | 2022-12-27 |
| WO2024078162A1 (zh) | 2024-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115522044B (zh) | 一种殷钢线热处理设备和方法 | |
| CN201501905U (zh) | 辊底式多段退火炉 | |
| CN203999743U (zh) | 一种油加热空心夹层保温无线控温连续退火装置 | |
| CN102284762B (zh) | 一种水平型无马弗推杆式连续钎焊炉 | |
| SK31799A3 (en) | Induction heaters to improve transitions in continuous heating systems, and method | |
| CN105506245A (zh) | 一种网带炉及其控制方法 | |
| CN107881303A (zh) | 钢材球化退火工艺 | |
| CN101979190A (zh) | 一种粉末冶金制品连续脱脂、烧结、淬火、回火多功能炉 | |
| US20240200160A1 (en) | Heat treatment furnace | |
| US20080178970A1 (en) | Method for the heat treatment of extended steel products | |
| CN100465302C (zh) | 三段式可控气氛热处理炉 | |
| CN104805264A (zh) | 15NiCuMoNb5钢管的热处理方法 | |
| CN104073609A (zh) | 一种可连续工作的真空气氛热处理炉 | |
| CN105063301B (zh) | 铝合金板带立式连续加热淬火生产设备 | |
| CN202164333U (zh) | 一种球墨铸铁管连续式退火炉 | |
| CN206396285U (zh) | 一种过热回收的钢丝等温铅淬火装置 | |
| JPH0196333A (ja) | ガス循環装置を備えた連続焼鈍炉 | |
| CN210996974U (zh) | 一种连续气氛保护钎焊炉炉膛 | |
| CN201901688U (zh) | 蓄热高效保护性气氛热处理炉 | |
| CN1174890A (zh) | 铁基超微晶铁芯的热处理方法 | |
| US3593972A (en) | Annealing apparatus | |
| US2254891A (en) | Heat-treating furnace | |
| CN201162031Y (zh) | 热浸镀锌铁线退火炉 | |
| WO2014196814A1 (ko) | 열전도도가 향상된 alloy 690 규칙화 합금의 제조방법 및 이에 의해 제조된 alloy 690 규칙화 합금 | |
| CN203546112U (zh) | 一种铜导线无线控温可控气氛在线连续退火装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |