CN2076106U - 控制冷却连续热处理装置 - Google Patents

Abstract

一种控制冷却连续热处理装置，用于金属线材的 热处理设备，属于机械领域。目前热处理采用铅浴、 酸洗，环境污染大，生产成本高，钢丝容易挂铅，酸洗 后的钢丝容易产生氢脆。本实用新型加热和等温处 理过程均采用保护气氛，由放线架、钢丝清洗槽、马弗 炉、控制冷却管、收线机组成，从而防止钢线表面被氧 化，保证了钢丝处理的连续进行。其优点是钢丝拉拔 性能好，改善了劳动条件，生产成本低，操作方便，占 地面积小。

Description

一种控制冷却连续热处理装置，用于金属线材的热处理设备，属于冶金领域。

目前，国内对1.40～6.50mm的高强度钢丝进行热处理，采用工艺是将钢丝加热到900～950℃，在500～550℃的铅槽里进行等温处理（即铅浴），钢丝再经过酸洗处理。

现有技术的不足之处在于：铅尘和酸雾引起严重的环境污染；钢丝容易挂铅、酸洗后的钢丝容易产生氢脆，产品质量得不到保证；操作困难；酸、铅成本高；酸蚀造成金属损失。

本实用新型的目的是：克服现有技术的不足之处而提供一种控制冷却连续热处理装置，其特征在于：放线架后面有钢丝清洗槽、马弗炉、控制冷却管，呈顺序排列。马弗炉与控制冷却管内的小管21均通入保护气体。实用新型的技术方案是：    φ1.40～φ6.50mm的钢丝1由工字轮卧式放线架2→钢丝清洗槽3→马弗炉4→控制冷却管5→收线机6。

图1为钢丝清洗槽3结构示意图。钢丝1，冲洗器7，气刷8，合金导向模9，水泵10。槽的有效容积2～2.5立方米，清洗液体为水，温度≥70℃，热水冲在钢丝上的压强为2～4pa，有效冲洗时间为7～9秒。冲洗器7的内径为100mm管子，置于清洗槽的上部，冲洗器7两端敞口，装有合金模9，冲洗器7上壁管开有一孔和立式泵10相通，立式泵10将清洗槽内的热水抽入冲洗器7内，热水冲洗流动方向和钢丝运动方向相反，冲洗后的水从敞口的二端溢出，流入清洗槽循环使用。

气刷8装在钢丝清洗槽3的出口端，图2为气刷结构图。它由空气调节体11、密封圈12、固定体13、压盖14、固定螺钉15、圆锥孔固定垫16和合金模9组成。其工作原理是：固定体13和空气调节体11开有空气流通孔，圆锥孔固定垫16的圆锥形尾端套在空气调节体11的圆锥形顶端外形成圆锥形间隙缝17，使压缩空气从空气流通孔经过缝隙17吹向带有水分的钢丝上，吹入压强为2～4pa的压缩空气，压缩空气吹的方向与钢丝走向相反，从而吹干钢丝上的水分。缝隙17的大小，通过调节空气调节体11，它的顶端有一定锥度，当空气调节体11向钢丝走向处移动，则缝隙17变大，吹进的压缩空气气流量大，气流速度相对减少。圆锥孔固定垫16开有收敛形圆锥孔，空气调节体11尾端装有合金模9，便于钢丝通过。密封圈12为橡胶制品，装在相配合的零件之间，它的弹性膨胀使各配件紧密配合，防止气体泄漏。固定体13装在冲洗槽壁上，使气刷整体固定在一定位置。

图3为马弗炉结构示意图。由耐高温不锈钢管制成马弗炉管18，弹簧19，电阻丝20。不锈钢管18壁厚3～3.5mm，内径为65～75mm。在高温下马弗炉管要产生膨胀，为保证马弗炉管18平直，将马弗炉管一端固定，另一端装上压缩弹簧19，弹簧19套在钢丝进口处炉外部分的不锈钢管外，以保证炉内不锈钢管18的平直度和单向延伸。电阻丝20与钢丝1走向垂直，每隔100～120mm有一组电阻丝加热，电阻丝20与不锈钢管18之间垂直距离为120～150mm，进行辐射加热，炉温控制在920～930℃±。在不锈钢管18的一端通入氮气和氢气，它们不仅起到保护气氛作用，而且作为热传导介质将不锈钢管壁的热量传给正在向前运动的钢丝，起到热传导作用，提高炉子热效率。

图4为控制冷却管结构图，控制冷却管5二端有端盖22，控制冷却管5内可有1～2个无缝钢管的小管21，小管21的钢丝进口端通过端盖22，与马弗炉管18相通。控制冷却管5壁厚2～4mm，公称直径65～75mm，小管21壁厚1.6～2.0mm，公称直径18～22mm。小管21与马弗炉管18内均通有微呈正压的氮、氢混合气体。在控制冷却管5和小管21之间通有冷却水，在控制冷却管5二侧端分别装有冷却水进管23、冷却水出管24，由于钢丝1的热量通过氮、氢混合气体迅速传导给小管21的管壁，管壁由水冷却，达到冷却钢丝的目的。冷却水压强2～2.5pa，冷却水出水温度控制在40℃±5℃。

马弗炉管18和控制冷却管5内的小管21都通有25％氮气和75％氢气，形成保护气氛，防止钢丝1表面氧化。氮、氢混合气体由液氨制氢炉（AQ－5B型，苏州净化设备厂）产生，由氮气和氢气组成的混合气体分别通入马弗炉管18和控制冷却管5内的小管21，微呈正压，使马弗炉18和小管21的二端均冒小火。

本实用新型的技术特征在于：整个加热炉和等温热处理均采用保护气氛，从而防止钢丝表面被氧化，保证了钢丝热处理连续进行。

图1钢丝清洗槽结构图

图2气刷图

图3马弗炉结构示意图

图4控制冷却管结构示意图

下面结合实施例对本实用新型进一步加以说明：以六根钢丝同时进行控制冷却连续热处理为例，钢丝规格2mm，缠绕在工字轮卧式放线架上，工字轮外径φ1150mm，内径780mm，宽320mm，容量700kg，钢丝缠绕半径大，钢丝平直度好。用六根工字轮卧式放线架同时放线，六根钢丝同步向前行进，进入钢洗清洗槽3，钢丝清洗槽上部并列三组冲洗器7、气刷8、合金模9，三个冲洗器合用一个普通立式泵10，清洗槽有效容积2立方米，清洗液体是水，温度70℃，压强为3pa，有效冲洗时间为8秒左右，从普通立式泵10通过冲洗器7上壁孔喷入热水，方向和钢丝运动方向相反，每个冲洗器里同时对二根并列的钢丝冲洗。冲洗器7二端的合金模9内孔孔径为10mm，起到定位、导向作用。二根钢丝为一组经过气刷到马弗炉，通入气刷的压缩空气压强为2.5pa，圆锥形间隙缝17控制在2.5mm。每二根钢丝进入一根马弗炉管18，马弗炉内并列安装三根马弗炉管18，炉长15米，Dv＝33.6，炉子分三段式控制，炉温均控制在930℃±5℃，三段均温。马弗炉管采用耐高温不锈钢管，在高温时要产生膨胀，为此，在钢丝进口处炉外部分的不锈钢管外套有一定张力的弹簧，以保证炉内不锈钢管的平直和单向延伸，弹簧直径10mm，总长1米，螺距20mm，钢丝在不锈钢管内的行走速度为17.5米／分。

二根并列钢丝从马弗炉管出来后，分别单根进入控制冷却装置的小管21内，控制冷却可有并列的三根控制冷却管5，每根控制冷却管5内有二根不锈钢小管21，小管21与马弗炉18相连接，小管21和马弗炉管18内通有微正压的氢、氮混合气体。在控制冷却段，钢丝的热量通过活泼的氢分子迅速传导给管壁，管壁热量由冷却水带走，从而起到冷却钢丝的作用，经过控制冷却的钢丝金相组织接近于索氏体。

钢丝离开小管18后，立即进入饱和浓度的硼砂槽，硼砂温度保持在90℃±5℃，在钢丝表面进行镀层，形成润滑载体，便于下一道拉拔工艺的进行，然后由收线机缠绕在工字轮上，收线速度为17.5米／分。

上述的控制冷却连续热处理装置是对六根钢丝同时进行处理，该装置钢丝的根数可以根据生产量和场地布置的需要和可能进行选择。控制冷却装置中，控制冷却管5内的小管21也可以是一根管子。

本实用新型的优点在于：

1、钢丝热处理始终在保护气氛下进行，钢丝不产生氧化，不需要采用酸洗工艺，防止了氢脆；

2、钢丝在控制状态下进行冷却，从而取代了传统的铅浴工艺，确保了拉拔性能；

3、消除了铅尘和酸雾，改善了劳动条件；

4、减低了生产成本，操作方便，占地面积小，基建投资少。

Claims (6)

1、一种控制冷却连续热处理装置，由放线架2，收线机6组成，其特征在于：放线架2后面有钢丝清洗槽3，马弗炉4和控制冷却管5，呈顺序排列。

2、根据权利要求1所述的控制冷却连续热处理装置，其特征在于：钢丝清洗槽3上部装有冲洗器7，钢丝清洗槽3的出口端装有气刷8。

3、根据权利要求1所述的控制冷却连续热处理装置，其特征在于：控制冷却管5二端有端盖22，小管21在控制冷却管5内，小管21的钢丝进口端穿过端盖22，与马弗炉管18相通，在控制冷却管5二侧端分别装有冷却水进管23，冷却水出管24。

4、根据权利要求2所述的控制冷却连续热处理装置，其特征在于：冲洗器7上壁开有孔和水泵相通。

5、根据权利要求2所述的控制冷却连续热处理装置，其特征在于：气刷8由合金模9、空气调节体11、密封圈12、固定体13、压盖14、固定螺钉15、圆锥孔固定垫16组成，固定体13和空气调节体11开有空气流通孔，圆锥孔固定垫16的圆锥形尾端套在空气调节体11的圆锥形顶端外形成圆锥形间隙缝17，空气调节体11尾端装有合金模9，在相配合的零件之间均装有  胶密封圈。

6、根据权利要求1所述的控制冷却连续热处理装置，其特征在于：马弗炉4是由马弗炉管18、弹簧19、电阻丝20组成，马弗炉管18和控制冷却管5内的小管21均有通管与液氨制氢炉接通。

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