CN115637312A - 一种钢棒在线感应退火热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢棒热处理技术领域，且公开了一种钢棒在线感应退火热处理方法，所述热处理方法包括以下步骤：S1、将棒材放置于转轮上，使得棒材360°螺旋前进；S2、采用中频感应加热的放置来对棒材进行加热；S3、快速升温1区中，钢棒在30‑60s之间达到所需退火温度，然后钢棒进入到2区内进行保温；S4、棒材出保温区后进入机械冷床；S5、棒材进入冷床1区，使得棒材温度递减到退火温度300℃，然后棒材再滚动进入到冷床2区进行空冷。该钢棒在线感应退火热处理方法，经此热处理方法加工后，可实现连续批量生产，加热均匀，极大缩短热处理时间，成品组织均匀，截面硬度梯度小，有效避免钢材表层脱碳、晶粒粗大及棒材弯曲，提升成品率及生产效率。

Description

一种钢棒在线感应退火热处理方法

技术领域

本发明涉及钢棒热处理技术领域，具体为一种钢棒在线感应退火热处理方法。

背景技术

感应加热热处理是用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺，这种热处理工艺常用于表面淬火，也可用于局部退火或回火，有时也用于整体淬火和回火，随着工业的发展,感应加热热处理技术不断改进,应用范围也不断扩大。

在对钢棒进行加工时需要对其进行退火，退火的目的在于：①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂；②软化工件以便进行切削加工；③细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能；④为最终热处理(淬火、回火)作好组织准备。

国内钢材退火多采用步进炉、箱式炉等进行热处理，加热时间长，截面温度梯度大，易引起表面脱碳及表层组织晶粒粗大；面对国内外市场对退火钢材的大量需求，这些缺点严重影响了退火材的生产和应用，为此我们提出了一种钢棒在线感应退火热处理方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢棒在线感应退火热处理方法，经此热处理方法加工后，可实现连续批量生产，加热均匀，极大缩短热处理时间，成品组织均匀，截面硬度梯度小，有效避免钢材表层脱碳、晶粒粗大及棒材弯曲，提升成品率及生产效率，解决了上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢棒在线感应退火热处理方法，所述热处理方法包括以下步骤：

S1、将棒材放置于转轮上，使用变频电机带动转轮组转动，使得棒材360°螺旋前进：使用变频电机带动转轮组，每个转轮组由2个转轮组成，将棒材放置于转轮上，带动棒材360°螺旋前进，通过调节变频器控制棒材行进速度，以行进速度快慢控制加热保温时间。

S2、根据棒材的直径选取频率，采用中频感应加热的放置来对棒材进行加热，加热区域设置有2个，1区升温，2区保温，感应加热热处理用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺，这种热处理工艺常用于表面淬火，也可用于局部退火或回火，有时也用于整体淬火和回火，随着工业的发展,感应加热热处理技术不断改进,应用范围也不断扩大。

其原理为将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流——涡流，感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小,这种现象称为集肤效应，工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热，电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄，在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。

S3、快速升温1区中，钢棒在30-60s之间达到所需退火温度，然后钢棒进入到2区内进行保温，保温时间可根据加热2区长度与行进速度快慢进行均衡。

S4、棒材出保温区后进入机械冷床，机械冷床分为两个区域：冷床1区和冷床2区。

S5、棒材进入冷床1区，使得棒材温度递减到退火温度300℃，然后棒材再滚动进入到冷床2区进行空冷，由300℃冷却至室温：冷床1区至冷床2区加热电阻丝电源功率依次减小，保证棒材从冷床1区至2区温度范围依次递减为退火温度到300℃，实现缓冷目的，冷却速率慢于空冷；棒材滚动进入2区，进行空冷，由300℃冷却至室温。

S6、棒材滚动进入到收料槽，最后再对棒材进行打捆收料，在收料时直接采用专用捆丝加工机组，通过机械化的打捆设备，降低了生产工人的劳动强度，提高了效率，而且也可以改善棒材的包装质量，大大增强了产品的市场竞争力。

进一步的，采用中频感应加热时，加热区频率2K-8kHz，根据棒材直径选取频率，直径大频率相应减小以增加电流透入深度，加热温度根据要求，可以进行完全退火或不完全退火。

进一步的，冷床1区上方覆盖保温罩，保温罩内设置加热电阻丝和测温探头，由PLC进行联机控制。

进一步的，冷床1区至冷床2区加热电阻丝电源功率依次减小，保证棒材从冷床1区至2区温度范围依次递减为退火温度到300℃，实现缓冷目的，冷却速率慢于空冷。

进一步的，所述步骤S1中，使用变频电机带动转轮组，每个转轮组由2个转轮组成，将棒材放置于转轮上，带动棒材360°螺旋前进，通过调节变频器控制棒材行进速度，以行进速度快慢控制加热保温时间。

进一步的，所述刚棒在进行热处理之前通过矫直机进行矫直，然后再将棒材输送至热处理的区域。

进一步的，感应线圈内壁与棒材外径间距在5-10mm，用以提高加热效率，节省电能，同时预留安全空间，防止棒材与感应线圈接触，引起短路。

进一步的，棒材在加热时获得均匀细小的奥氏体组织，然后通过保温保证工件烧透，防止脱碳和氧化，最后再通过冷却使奥氏体转变为不同的组织。

有益效果如下：

1、该钢棒在线感应退火热处理方法，将棒材放置于转轮上，使用变频电机带动转轮组，每个转轮组由2个转轮组成，将棒材放置于转轮上，带动棒材360°螺旋前进，棒身加热均匀，成品组织均匀，截面硬度梯度小，有效避免棒材弯曲。

2、该钢棒在线感应退火热处理方法，采用中频感应加热，根据棒材直径选取频率，直径大频率相应减小以增加电流透入深度，共计2个区域，1区升温，2区保温，钢棒可在30s—60s之间达到所需退火温度，从而使得棒材能够快速加热到指定退火温度，不出现长时间加热，避免组织过烧、表层脱碳、晶粒粗大。

3、该钢棒在线感应退火热处理方法，采用中频感应加热，加热区频率2K-8kHz，加热速度快，然后通过设置有机械冷床，机械冷床分为两个区域：冷床1区和冷床2区，极大缩短棒材从室温升至退火温度时间，提升效率，节省成本。

4、该钢棒在线感应退火热处理方法，在对钢棒进行处理时，自动化程度较高，可实现连续批量生产，提高了生产效率。

具体实施方式

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明提供一种技术方案：一种钢棒在线感应退火热处理方法，方法包括以下步骤：

(1)使用变频电机带动转轮组，每个转轮组由2个转轮组成，将棒材放置于转轮上，带动棒材360°螺旋前进，通过调节变频器控制棒材行进速度，以行进速度快慢控制加热保温时间。

(2)感应线圈内壁与棒材材外径间距宜在5-10mm，用以提高加热效率，节省电能，同时预留安全空间，防止棒材与感应线圈接触，引起短路。

(3)采用中频感应加热，加热区频率2K-8kHz，根据棒材直径选取频率，直径大频率相应减小以增加电流透入深度，共计2个区域，1区升温，2区保温，加热温度根据客户要求，可以进行完全退火或不完全退火。

(4)快速升温1区中，钢棒可在30s—60s之间达到所需退火温度，保温时间可根据加热2区长度与行进速度快慢进行均衡。

(5)棒材出保温区后进入机械冷床，机械冷床分为2个区域。

(6)冷床1区上方覆盖保温罩，保温罩内设置加热电阻丝和测温探头，由PLC进行联机控制，冷床1区至冷床2区加热电阻丝电源功率依次减小，保证棒材从冷床1区至2区温度范围依次递减为退火温度到300℃，实现缓冷目的，冷却速率慢于空冷。

(7)棒材滚动进入冷床2区，进行空冷，由300℃冷却至室温。

(8)棒材滚动进入收料槽，打捆收料，在收料时直接采用专用捆丝加工机组，通过机械化的打捆设备，降低了生产工人的劳动强度，提高了效率，而且也可以改善棒材的包装质量，大大增强了产品的市场竞争力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：所述热处理方法包括以下步骤：

S1、将棒材放置于转轮上，使用变频电机带动转轮组转动，使得棒材360°螺旋前进；

S2、根据棒材的直径选取频率，采用中频感应加热的放置来对棒材进行加热，加热区域设置有2个，1区升温，2区保温；

S3、快速升温1区中，钢棒在30-60s之间达到所需退火温度，然后钢棒进入到2区内进行保温，保温时间可根据加热2区长度与行进速度快慢进行均衡；

S4、棒材出保温区后进入机械冷床，机械冷床分为两个区域：冷床1区和冷床2区；

S5、棒材进入冷床1区，使得棒材温度递减到退火温度300℃，然后棒材再滚动进入到冷床2区进行空冷，由300℃冷却至室温；

S6、棒材滚动进入到收料槽，最后再对棒材进行打捆收料。

2.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：采用中频感应加热时，加热区频率2K-8kHz，根据棒材直径选取频率，直径大频率相应减小以增加电流透入深度，加热温度根据要求，可以进行完全退火或不完全退火。

3.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：冷床1区上方覆盖保温罩，保温罩内设置加热电阻丝和测温探头，由PLC进行联机控制。

4.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：冷床1区至冷床2区加热电阻丝电源功率依次减小，保证棒材从冷床1区至2区温度范围依次递减为退火温度到300℃，实现缓冷目的，冷却速率慢于空冷。

5.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：所述步骤S1中，使用变频电机带动转轮组，每个转轮组由2个转轮组成，将棒材放置于转轮上，带动棒材360°螺旋前进，通过调节变频器控制棒材行进速度，以行进速度快慢控制加热保温时间。

6.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：所述刚棒在进行热处理之前通过矫直机进行矫直，然后再将棒材输送至热处理的区域。

7.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：感应线圈内壁与棒材外径间距在5-10mm，用以提高加热效率，节省电能，同时预留安全空间，防止棒材与感应线圈接触，引起短路。

8.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：棒材在加热时获得均匀细小的奥氏体组织，然后通过保温保证工件烧透，防止脱碳和氧化，最后再通过冷却使奥氏体转变为不同的组织。

9.根据权利要求1所述的一种钢棒在线感应退火热处理方法，其特征在于：在收料时直接采用专用捆丝加工机组，通过机械化的打捆设备，降低了生产工人的劳动强度，提高了效率，而且也可以改善棒材的包装质量，大大增强了产品的市场竞争力。