[發明專利]細鋼絲霧化冷卻處理方法及裝置

有效

• 申請號: 201110143056.9
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102220474A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 王穎
• 申請（專利權）人: 王穎
• 主分類號: C21D9/573
• 分類號: C21D9/573;C21D1/667
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及對鋼絲熱處理的方法及裝置，特別是用于細鋼絲霧化冷卻處理的方法及裝置。

背景技術

目前國內中碳鋼絲和高碳鋼絲的中間熱處理和最終熱處理都廣泛采用傳統工藝一高溫空氣正火和高溫鉛淬火。在生產中，數十根鋼絲加熱好后，相距很近，并排地從溫度約為500℃的鉛槽上面或內部通過，進行空氣正火或高溫鉛淬火。這種工藝唯一優點是生產穩定，比較容易保證成品鋼絲的機械性能。但其缺點很多，且相當嚴重。例如，造成環境污染。鉛的熔點是327℃，500℃的鉛熔液很容易揮發，引起“鉛中毒”。其次，生產投資大，一個鉛槽用鉛約50噸。第三，生產消耗大。因鉛蒸發和鋼絲“掛鉛”，每噸熱處理的鋼絲要消耗5-8kg鉛。第四，能源消耗多。把50噸的鉛電加熱熔化到500℃需要需要大量電能。

國內外一直有從事對鋼絲進行水浴冷卻處理以取代高溫鉛淬火的研究。將多根加熱后的高溫鋼絲浸入帶隔板的水槽中，通過隔板來控制鋼絲在水槽中的停留時間，然后出水槽空冷。由于，水槽中局部水溫的不均勻性，導致每根鋼絲冷卻不均勻，因此采用這種水浴冷卻方式的鋼絲熱處理性能不穩定，無法工業化生產。

公開號CN201367452的一種鋼絲、鋼棒淬火冷卻裝置，其缺陷為工藝冷卻能力不能在線連續調節，冷卻能力不可控制。而且只考慮了鋼絲水淬火冷卻的快速過冷階段，沒有考慮由于快速冷卻，導致鋼絲芯部溫度和表面溫度不一致，鋼絲通過冷卻器數秒后，溫度又上升數十度，甚至達到至脆化區，造成鋼絲熱處理質量不穩定。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明實施例提供一種工藝簡單且無污染的細鋼絲霧化冷卻處理的方法及裝置，以替代現有高溫鉛淬火工藝。

一種細鋼絲霧化冷卻處理裝置，所述裝置包括：

一級霧化室，用于急冷所述細鋼絲，避免冷卻脆化；

一級紅外測溫儀，用于測定急冷后的所述細鋼絲的溫度；

二級霧化室，用于緩冷所述細鋼絲，均勻鋼絲芯部和表面溫度；

二級紅外測溫儀，用于測定緩冷后的所述細鋼絲的溫度；

保溫室，用于保溫已冷卻到目標溫度的鋼絲，使所述細鋼絲金相充分轉變；

水槽，用于收集冷卻水，使得冷卻水循環利用。

優選地，所述一級和二級霧化室上連接有供水管道和壓縮空氣管道，分別用于通入冷卻水及壓縮空氣；所述冷卻水在霧化室進行霧化后，以一定的入射角沿所述細鋼絲圓周向均勻噴射到所述細鋼絲表面。

優選地，所述入射角為15°。

優選地，所述一級和二級霧化室還分別設置有控制進水流量和進氣流量的系統。

優選地，所述控制進水流量和進氣流量的系統包括：

初級電動調節閥，用于調節霧化冷卻能力；

次級手動閥，用于消除水系統和氣系統在匯流排中的不平衡性。

優選地，所述裝置還包括：

水PID儀和氣PID儀，其能夠根據所述一級紅外測溫儀和所述二級紅外測溫儀的測量結果調節所述控制進水流量和進氣流量的系統，從而控制所述一級霧化室和所述一級霧化室的霧化量。

優選地，所述裝置還包括冷卻水循環系統，所述冷卻水為等溫水；

所述冷卻水循環系統包括水箱，以及設置于所述水箱中的加熱系統和冷卻系統。

優選地，所述水槽包括過濾裝置，用于過濾掉鐵屑，循環利用冷卻水。

本發明還提供了一種細鋼絲霧化冷卻處理方法，用于所述細鋼絲的熱處理工藝，所述方法包括以下步驟：

使待冷卻的所述細鋼絲經過一級霧化室以進行急冷，避免冷卻脆化；

提供一級紅外測溫儀，用于測定急冷后的所述細鋼絲的溫度；

使所述細鋼絲經過二級霧化室以進行緩冷，均勻鋼絲芯部和表面溫度；

提供二級紅外測溫儀，用于測定緩冷后的所述細鋼絲的溫度；

提供保溫室，用于保溫已冷卻到目標溫度的鋼絲，使所述細鋼絲金相充分轉變；

提供水槽，用于收集冷卻水，使得冷卻水循環利用。

優選地，所述熱處理工藝包括調質處理、淬火、正火、回火、等溫淬火、等溫退火、等溫索氏化處理、再結晶退火或快速球化等溫退火。

本發明提供的霧化冷卻處理方法和裝置，在冷卻不同鋼號、不同直徑的鋼絲時，不需要更換冷卻介質，僅僅通過改變冷卻水和壓縮空氣的比例，改變系統的冷卻能力即可實現。同時，本發明采用的二級分階段冷卻的方法，使鋼絲冷卻后的芯部和表面溫度更均勻，不僅提高了鋼絲熱處理的性能；也使得熱處理后的鋼絲質量更穩定。因此，其工藝簡單，不產生污染，而且冷卻水可循環利用，可有效替代高溫鉛淬火工藝。

附圖說明