[发明专利]一种细钢丝冷却处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及对钢丝热处理的方法及装置，特别是用于细钢丝冷却处理的方法及装置。

背景技术

目前国内中碳钢丝和高碳钢丝的中间热处理和最终热处理都广泛采用传统工艺一高温空气正火和高温铅淬火。在生产中，数十根钢丝加热好后，相距很近，并排地从温度约为500℃的铅槽上面或内部通过，进行空气正火或高温铅淬火。这种工艺唯一优点是生产稳定，比较容易保证成品钢丝的机械性能。但其缺点很多，且相当严重。例如，造成环境污染。铅的熔点是327℃，500℃的铅熔液很容易挥发，引起“铅中毒”。其次，生产投资大，一个铅槽用铅约50吨。第三，生产消耗大。因铅蒸发和钢丝“挂铅”，每吨热处理的钢丝要消耗5-8kg铅。第四，能源消耗多。把50吨的铅电加热熔化到500℃需要需要大量电能。

国内外一直有从事对钢丝进行水浴冷却处理以取代高温铅淬火的研究。将多根加热后的高温钢丝浸入带隔板的水槽中，通过隔板来控制钢丝在水槽中的停留时间，然后出水槽空冷。由于，水槽中局部水温的不均匀性，导致每根钢丝冷却不均匀，因此采用这种水浴冷却方式的钢丝热处理性能不稳定，无法工业化生产。

公开号CN201367452的一种钢丝、钢棒淬火冷却装置，其缺陷为工艺冷却能力不能在线连续调节，冷却能力不可控制。而且只考虑了钢丝水淬火冷却的快速过冷阶段，没有考虑由于快速冷却，导致钢丝芯部温度和表面温度不一致，钢丝通过冷却器数秒后，温度又上升数十度，甚至达到至脆化区，造成钢丝热处理质量不稳定。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种工艺简单且无污染的细钢丝汽化冷却处理的方法及装置，以替代现有高温铅淬火工艺。

一种细钢丝汽化冷却处理装置，所述装置包括：

一级汽化室，用于急冷所述细钢丝，避免冷却脆化；

一级红外测温仪，用于测定急冷后的所述细钢丝的温度；

二级汽化室，用于缓冷所述细钢丝，均匀钢丝芯部和表面温度；

二级红外测温仪，用于测定缓冷后的所述细钢丝的温度；

保温室，用于保温已冷却到目标温度的钢丝，使所述细钢丝金相充分转变；

水槽，用于收集冷却水，使得冷却水循环利用，其中，采用温度为30℃±1℃的恒温水经超声波汽化后作为冷却液进入所述一级汽化室和所述二级汽化室对所述钢丝进行冷却。

优选地，所述一级和二级汽化室上连接有供水管道和压缩空气管道，分别用于通入冷却水及压缩空气；所述冷却水在汽化室进行汽化后，以一定的入射角沿所述细钢丝圆周向均匀喷射到所述细钢丝表面。

优选地，所述入射角为15°。

优选地，所述一级和二级汽化室还分别设置有控制进水流量和进气流量的系统。

优选地，所述控制进水流量和进气流量的系统包括：

初级电动调节阀，用于调节汽化冷却能力；

次级手动阀，用于消除水系统和气系统在汇流排中的不平衡性。

优选地，所述装置还包括：

水PID仪和气PID仪，其能够根据所述一级红外测温仪和所述二级红外测温仪的测量结果调节所述控制进水流量和进气流量的系统，从而控制所述一级汽化室和所述一级汽化室的汽化量。

优选地，所述装置还包括冷却水循环系统，所述冷却水为等温水；

所述冷却水循环系统包括水箱，以及设置于所述水箱中的加热系统和冷却系统。

优选地，所述水槽包括过滤装置，用于过滤掉铁屑，循环利用冷却水。

本发明还提供了一种细钢丝汽化冷却处理方法，用于所述细钢丝的热处理工艺，所述方法包括以下步骤：

使待冷却的所述细钢丝经过一级汽化室以进行急冷，避免冷却脆化；

提供一级红外测温仪，用于测定急冷后的所述细钢丝的温度；

使所述细钢丝经过二级汽化室以进行缓冷，均匀钢丝芯部和表面温度；

提供二级红外测温仪，用于测定缓冷后的所述细钢丝的温度；

提供保温室，用于保温已冷却到目标温度的钢丝，使所述细钢丝金相充分转变；

提供水槽，用于收集冷却水，使得冷却水循环利用，其中，采用温度为30℃±1℃的恒温水经超声波汽化后作为冷却液进入所述一级汽化室和所述二级汽化室对所述钢丝进行冷却。

优选地，所述热处理工艺包括调质处理、淬火、正火、回火、等温淬火、等温退火、等温索氏化处理、再结晶退火或快速球化等温退火。