[发明专利]钢丝等温热处理的新技术

说明书

技术领域

本发明涉及钢丝生产过程中的热处理方法和装置。

背景技术

钢丝生产过程中需要进行多次等温热处理索氏体化，传统的方法:首先将钢丝加热到900℃左右奥氏体化，然后在等温介质如铅或盐的熔液中冷却并等温，转变为索氏体，铅（盐）浴的温度和钢丝的等温转变温度相同，约550℃左右。

铅浴或盐浴从固体熔化为熔液，必须加热耗能，铅（盐）浴的蒸气对环境严重污染，而且其冷却速度小，不能对较大直径的钢丝进行快速冷却，达到等温转变，铅的价格贵，铅浴需要数十吨的铅，其投资大，成本高。

为了消除铅浴对环境污染的致命缺点，国内外都在开发替代铅浴冷却的技术：如热水冷却（美国专利us6228188B1）、流态化冷却、聚合物溶液冷却等，上述各种方法，在于使介质的冷却能力模拟铅的冷却能力，而上述介质的使用温度远低于钢丝等温转变的温度，无法达到铅浴将冷却、均温、等温等作用聚于一身的特点。所以没有得到普遍的推广。国内外绝大多数企业，在生产中仍然采用铅浴作为等温热处理的介质，但不得不以承受污染环境作为代价。

基于人类对生态环境保护的期望，以及钢丝生产中高质量等温热处理的需要，迫切需要一种能完全代替并超越铅浴处理的新技术。

 

发明内容

本发明提供了一种新的技术，将钢丝等温热处理分解为三个过程，快速冷却、均温和等温。分别在不同的装置中完成。

1.    快速冷却获得过冷奥氏体：

已加热奥氏体化（900℃左右）的钢丝浸入盛有水或水的碱或盐或聚合物溶液为介质的淬火冷却槽中，快速冷却550℃左右（索氏体转变区）形成过冷奥氏体，随即停止冷却，钢丝离开淬火冷却液。

为了实现上述可控的冷却，本发明的特征：在盛有冷却介质的淬火冷却槽中设有转向轮，900℃左右的钢丝浸入冷却槽中冷却，经槽中转向轮后反向走出冷却介质的液面，冷却停止，此时钢丝的冷却温度为550℃左右，见附图1。

所述的转向轮2安装在气缸3的活塞杆8的端部，并浸入所述的淬火冷却槽1的冷却液中，气缸3带动活塞8上下升降，就改变了转向轮2在冷却液中的位置，从而调控了钢丝W在冷却液中的浸入长度L₁,当钢丝W的速度为V时，则钢丝W在冷却液中的冷却时间t=                                                ，自动调控气缸3的活塞杆8的行程，改变L₁的数值，就能精确地控制钢丝W在冷却液的冷却时间t，从而精确地控制钢丝W的过冷奥氏体温度。

2.    均温过程：

从冷却槽1的液面q走出的钢丝W，其心部温度高于表面温度，存在温度梯度。钢丝W随即进入均温室5，该均温室5中设有水雾喷射冷却器，水雾由压缩空气和水混合，在水雾作用下，钢丝W保持恒定的过冷奥氏体温度，并达到心部和表面的温度均匀一致。所述均温室设有水雾冷却器，包括供水管道及压缩空气管道，分别通入冷却水与压缩空气，该水雾冷却室的前端设有一套管，该套管伸入到雾化混合室，将水舱与钢丝隔离，该套管与水舱之间设有喷水口，喷水口沿周向分布，该套管通过螺纹移动调节其伸入雾化室的长度，该气舱的后端侧面设有喷气口，该喷气口沿周向分布，其与钢丝轴线形成一入射角。

本发明均温室中5的水雾冷却器采用专利号ZL200810104606.4的结构。专利ZL200810104606.4所公开的所有内容，均为本发明持有者所拥有公开的内容。

3.    等温过程：

从均温室与走出过冷奥氏体的钢丝W进入保温室6，所述保温室6的温度设定为过冷奥氏体向索氏体转变的温度，钢丝W在所述的保温室6内完成过冷奥氏体向索氏体的等温转变。

所述的保温室6的壁部为保温层，设有电加热器及测温自动控温系统。 

附图说明

图1：为本发明钢丝等温热处理的新技术装置示意图

图2：为本发明钢丝等温热处理过程中的冷却曲线图

其中附图1标志：

1、冷却液槽         2、转向轮

3、气缸             4、红外测温仪

5、均温室           6、保温室

7、转向轮           8、活塞杆

9、转向轮           10、红外测温仪

q、液面             L₁、钢丝浸入冷却液的长度之半          L₂、等温室长度