专利名称:线材单层水浴处理装置的制作方法
本实用新型属于一种适应于线材热水浴处理装置。
为了减少生产工序、节约能源、减轻氧化损失、缩短酸洗时间和节省酸洗液的消耗以及改善线材的拉拨性能等，自本世纪五十年代以来，各国都研究利用轧制余热进行线材热处理。目前已用于生产的技术主要有斯太尔摩法、西罗曼法、德玛格一八幡法、流动粒子冷却法及热水浴处理等等。这些方法(除流动粒子冷却法外)所得线材强度极限相近，均稍高于空冷正火，但并不比最早出现的斯太尔摩法优越甚多，因此至今各国仍广泛采用斯太尔摩法。日本特许公报昭45－8356中报导过日本住友电气工业公司发明的线材水浴处理(命名为ED法)，此法的原理与技术数据(见“铁
”，1974、VO1、64，NO14，P2135)以及设备设计图(见Lundgren C、H.La Technique Moderne，1974 Ann′ee，66e，N06，38)已于1974年公布于众。这种水浴方法的主要缺点是卷取后的线圈依次一圈圈掉落在含有0.5％聚乙烯醇的沸水槽中。首先是冷却条件不一致，最开始掉进水槽的线圈冷速快且在水中停留时间长，后来掉进水槽的线圈在水中停留时间变短，特别重要的是冷却速度变慢。因为这时已是整捆线盘放在沸水中，散热速度较慢(尤其是位于线盘内部的线圈，散热则更慢)，奥氏体分解温度较高，所得强度极限较低，例如，SWRH－5A钢(0.68％碳、0.49％锰)，经这种水浴处理后的平均强度极限为104.4公斤力／毫米2，性能波动较大(强度极限的标准误差σ为2.5公斤力／毫米2)。同时，不易按品种不同选择不同的处理参数。此外，精轧机上每个孔型需配两套水浴装置，设备结构较复杂。
本实用新型的目的是提供新的线材水浴处理装置，对线材进行轧后直接热处理，依靠提高线材的冷却速度以及冷却的均匀性，来克服已有水浴处理的缺点。
本实用新型对线材的水浴处理装置由两大部分组成卷取前的穿水冷却部分和卷取后的单层水浴处理部分。终轧后的线材首先穿过带泡式急冷器的热水管，使线温降至800±10℃进入水平锥螺管式卷取机卷成散圈，堕落在承圈杆上，用拨圈器连续拨动，使线圈均匀地单层排列成一串，依靠传动带水平推动承圈杆，落在承放装置上，然后浸入溶有0.5％肥皂或者复合防脆剂的沸水槽中冷却至500～550℃后，提出水面空气冷却。
下面结合附图进一步来描述本实用新型的生产流程和装置。
附图的简要说明图1是本实用新型的线材单层水浴处理装置系统流程图。
图2是热水管的示意图。
图3是热水管的A－A局部剖视图。
图4是泡式急冷器的结构剖视图。
图5是拨圈器和承圈杆的示意图。
图6是承放和提放装置示意图。
如图1所示，线材由精轧机〔λ〕出来后，先穿过光电测温仪〔2〕，给微处理单板机〔3〕一个信号，决定热水管〔4〕中的泡式急冷器〔12〕(见图4)打开的个数；线材进入带有10个泡式急冷器的热水管〔4〕，进行穿水冷却，泡式急冷器打开的个数直接取决于线材的终轧温度，以保证线材温度在出热水管后调整到800℃±10℃，然后进入水平锥螺式卷取机〔5〕，卷成线圈后，一圈圈堕落在承圈杆〔6〕上，在杆上均匀地单层排成一串，(见图5)，依靠传动带〔9〕推动承圈杆〔6〕作水平运动，将线圈〔21〕(见图6)同时浸入水槽〔7〕中。为了延长线圈〔21〕在沸水中停留的时间而又不产生脆断，在沸水中加入0.5％肥皂或者复合防脆剂。当线圈〔21〕表面温度降至500～550℃后，同时提出水面。承圈杆〔6〕水平运行至〔8〕处，推出杆上的线圈，将线圈打包成捆，由输送带〔10〕运至盘条储存库。承圈杆〔6〕再由传动带〔9〕返回送至卷取机〔5〕之下。
本实用新型的关键装置有下列三个部分(1)、热水管和泡式急冷器热水管结构如图2和图3所示，其中带孔弯管〔11〕和泡式急冷器〔12〕连接相通，一同安放在热水管〔4〕中。因带孔弯管〔11〕的管壁上有圆孔，所以它与热水管〔4〕相通，充满热水，在泡式急冷器〔12〕中通入一定压力的空气流后，则呈一个空气泡，其中没有热水。泡式急冷器〔12〕的结构如图4所示。
泡式急冷器〔12〕是一个钢质圆柱体，一头制成带孔容器〔14〕，另一头制成中空圆柱形的钢泡〔15〕，由入口〔16〕连通，带孔容器〔14〕和带孔弯管〔11〕内充满热水。钢泡〔15〕由送风管道〔18〕供应的空气流，将其中的热水从线材〔13〕的入口〔16〕，出口〔17〕和底部圆孔〔19〕排出。
线材终轧后，进入充满热水的带孔弯管〔11〕，因汽化而在线材周围形成一层蒸汽膜；当由入口〔16〕进入钢泡〔15〕后，周围的蒸汽膜就被空气流(气压为300毫米水柱)带走；当线材由出口〔17〕穿出进入带孔弯管〔11〕时，便又与沸水接触，因水的迅速汽化，而使线材周围又形成一层新蒸汽膜。依靠沸水的汽化，使钢丝表面产生急冷，表面温度迅速下降。当汽膜完全形成后，冷速减慢；当线材进入下一个钢泡中时，冷速会进一步变慢。在冷速减慢的这个时期内，正是钢丝心部热量向外传导而引起钢丝表面温度回升的时期。当线材穿出下一个急冷器的钢泡时，因沸水的再次汽化又会导致急冷，引起线材表面迅速降温；以后又是表面温度回升……。如此反复，使线材中心温度较快的降至约800℃时，出热水管，进入卷取机进行卷取。
(2)、拨圈器和承圈杆如图5所示，线材被水平锥螺式卷取机〔5〕卷成线圈后，一圈圈堕落在承圈杆〔6〕的头部，由拨圈器〔20〕连续拨动，使线圈在承圈杆〔6〕上排成一串。
(3)、承放装置和提放装置此装置安装在水槽〔7〕两端上方，如图6所示。当线圈〔21〕全部串挂在承圈杆〔6〕后，水平推动承圈杆〔6〕，使之落在承放装置〔22〕上，承放装置〔22〕下落，将承圈杆〔6〕放在传动带〔9〕上，依靠连续运行的传动带〔9〕，使承圈杆〔6〕带动线圈〔21〕在水槽中向前移动，传动带〔9〕运行的速度取决于线圈应在沸水中停留的时间；当达到浸入时间后，承圈杆〔6〕正好运行至提放装置〔23〕处，依靠提放装置〔23〕将承圈杆〔6〕提出水槽，放在支持杆〔24〕上，即完成线圈的浸水冷却过程。依靠水槽〔7〕中的凸底〔25〕不断改变线圈〔21〕与承圈杆〔6〕的接触点。
从上面可以看出，本实用新型与已有的线材水浴处理装置(例如ED法)和斯太尔摩法装置有明显的区别和显著的优越性。
本实用新型与ED法装置比较所具有的优点及其主要的区别是(1)、线材在卷取前，ED法是采用带溢流装置的冷却水管，共有五段。依靠高压水(大于8个大气压)对穿水管两端封口，采用凉水冷却。因为这种穿水管结构复杂，水压要求高，造价贵，而且冷却过程不好控制。同时，冷却时间不能随线材终轧温度的变化而相应改变，因此线材的卷取温度以及卷取后的线材在进水槽时的温度都不能保持基本相似，以致使线材机械性能波动较大。本实用新型采用带10个泡式急冷器的热水管，前6个泡式急冷器是常开的，后4个泡式急冷器由微处理单扳机，根据线材的终轧温度，选择开闭急冷器的个数，按终轧温度高低调整线材的冷却情况，从而可保证线材的卷取温度在800±10℃，所以可减小不同盘条之间的性能差异。
(2)、本实用新型的线材卷取后先落在承圈杆上，等一个线盘卷取完毕后，才由承圈杆水平运动，将整个线盘同时浸入水槽中，经一定时间后，再同时出水槽，从而可保证各线圈的冷却时间一致，因此线材性能较均匀。ED法的线圈是一边卷取，一边跌落在水槽中，各线圈的冷却条件(冷速和冷却时间)无法保证相同，因而引起线材机械性能的波动较大，特别是一个线盘的首尾端性能差别较大。
(3)、ED法的盘条在水槽中是各线圈紧紧地堆在一起，整盘冷却，散热速度较慢且不均匀。本实用新型是线圈在承圈杆上先落成一串，均匀地排成一层，从而使线材的散热速度提高，有利于增大水浴后的极限强度；同时，冷却也较均匀，从而使一个线盘上各处机械性能的波动进一步缩小。
(4)、ED法的盘条在水槽中是冷却到核沸腾完毕(100～150℃)后才出水槽。为了避免脆断，线材的冷却速度不能大，从而限制了线材强度的提高。本实用新型的线材是在核沸腾出现前早就提出水槽，因此允许对线材采取较大的冷却速度，所以有利于提高线材的强度。
(5)、ED法的盘条在水槽中的冷却时间是基本上固定不变的，而本实用新型的线材在水槽中停留的时间可以根据需要任意调节，因此在生产中易于变换品种，按各品种的需要改变浸水时间。
(6)、ED法采用的0.5％聚乙烯醇只起稳定汽膜、降低汽膜冷却速度的作用，而本实用新型所推荐的复合防脆剂能防止线材在水浴过程中形成马氏体产生脆断，又可较小的降低汽膜冷速。所以允许线材在水浴后具有比ED法线材高的强度而不脆断。
与目前国内外线材生产中广泛采用的斯太尔摩法相比，本实用新型具有下列优点(1)、占地面积较小。斯太尔摩法的一条生产作业线全长至少80米，因此本实用新型特别适合于中小型线材厂。
(2)、线材的强度极限比斯太尔摩法的高，强度的波动范围也较小。
(3)、斯太尔摩法生产的线材性能受车间气温和湿度的影响，而本实用新型的线材性能对车间气温和湿度不敏感。
(4)、斯太尔摩法在卷取前，线材的穿水冷却是采用高压溢流冷水管，结构复杂，水量消耗大，水压需大于8个大气压，而且线材的冷却条件也不能随终轧温度而改变。本实用新型采用的是常压水，结构简单，耗水量大大减少，且线材冷却条件可按终轧温度的变化而自动调节。
(5)、斯太尔摩法每条生产线需采用四台鼓风机送风，因此车间噪音较大，而本实用新型基本上没有噪音。
(6)、建立本实用新型的生产线所需的投资比斯太尔摩法低四分之三。每建一条斯太尔摩法生产线，需投资费约20万元。
本实用新型适用于各种碳钢和低合金钢线材的轧后热处理。
下面是本实用新型的最佳实施例线材出精轧机后，直径为5.5毫米。穿过带8个已启开的泡式急冷器的热水管，冷至800℃，进入水平锥螺管式卷取机卷成散圈，跌落在承圈杆上，放于含0.5％复合防脆剂的沸水槽中，停留32秒，出水槽。经本实用新型处理后的线材的机械性能与其它方法的对比如表1所示。
权利要求
1.一种适用于线材热水浴处理装置，它包括卷取机，水槽，输送带，本实用新型的特征在于还包括检测线材温度的光电测温仪，控制冷却速度的微处理单板机，热水管，里面带有泡式急冷器，一个拨圈器放在承圈杆上连续拨动线圈，一个承放装置和一个提放装置安装在水槽上方的两端，采用传动带改变线圈在水槽中停留的时间，线材终轧后预冷是穿过热水管，卷取后的线圈在承圈杆上均匀地排成单层，全部线圈同时浸没在水槽中进行单层热水冷却。
2.据权利要求
1所述的装置，本实用新型的特征在于泡式急冷器是一个去除线材上蒸汽膜的钢泡，由送风管道供应空气流，钢泡两头与带孔弯管连接。
3.据权利要求
2所述的装置，本实用新型的特征在于空气流的气压一般为300毫米水柱。
4.据权利要求
1所述的装置，本实用新型的特征在于穿过热水管后的线材温度一般为800±10℃。
5.据权利要求
1所述的装置，本实用新型的特征在于热水中加入复合防脆剂。
6.据权利要求
5所述的装置，本实用新型的特征在于线圈在水槽中的停留时间可以调节。
7.据权利要求
6所述的装置，本实用新型的特征在于线圈出水槽的温度一般为500～550℃。
专利摘要
一种适用于线材热水浴处理装置，对线材进行轧后直接热处理。主要装置是由光电测温仪，微处理单板机，热水管里装有泡式急冷器，卷取机，水槽，承圈杆和拨圈器，传动带，承放装置和提放装置等组成。终轧后的线材穿过热水管，使线温降至800℃±10℃，卷取后的线圈自动堕落在承圈杆上，用拨圈器连续拨动线圈均匀地单层排成一串，由承放装置将它们浸入特制的热水槽中冷却至500～550℃，再由提放装置提出水面空气冷却。这种装置适用于各种碳钢和低合金钢线材的轧后热处理。
文档编号C21D11/00GK85200536SQ85200536
公开日1986年1月8日 申请日期1985年4月1日
发明者潭玉华 申请人:潭玉华导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan