[其他]钢丝热处理冷却装置

说明书

本实用新型适用于钢丝热处理的冷却装置。

为了环境保护，消除铅中毒，节约能源，降低成本，改善工人劳动条件等等，自四十年代起，各国就从事取代铅浴淬火的研究。先后出现多种热处理冷却装置，例如盐浴槽、流动粒子炉、穿水管＋短路回火装置，水浴槽等等，因各自的缺点，因此至今仍未用于钢丝的大量生产。1985年作者申请并已批准的发明专利 （CN85100352）首次提出钢丝低温加热复合水浴处理的新技术，通过提高钢丝在焙燉处理时的冷却速度，使钢丝奥氏体化温度由铅浴淬火的920～950℃（甚至更高）降至820～840℃以下，在生产上获得与铅浴淬火钢丝相同，甚至更高（对粗径钢丝）的机械性能。在碳钢的正常奥氏体化温度（Ac₃＋20～30℃）进行钢丝的中间和最终热处理是1854年发明铅浴淬火以来的一个创举。

该发明专利的不足之处是：所采用的两种强化钢丝冷却的装置不够理想。例如，变温水槽不易控制，且水槽上下温差难以超过15℃；沸水中对准钢丝喷压缩空气的装置需要气压大于3个大气压的压缩空气，且耗气量很大，因而导致电能消耗相当高，同时钢丝性能容易出现不均匀等等。

本实用新型的目的是提供三种新的强化钢丝冷却的装置，来进一步节约能源，稳定质量和减小操作的困难。这三种冷却装置是：辊轮式冷却器，破膜器和喷雾器。依靠这三种既不引起钢丝脆断又能有效提高钢丝冷却速度的装置，可使各种线径钢丝的中间热处理加热温度降至800～820℃，最终热处理加热温度降至820～840℃，且机械性能完全可以达到国家标准。

下面结合附图对本实用新型加以详细叙述。

附图的简要说明：

图1是辊式冷却器的主视图；

图2是辊式冷却器上履带的放大图；

图3是辊式冷却器的侧视图；

图4是破膜器的主视图；

图5是破膜器的侧视图；

图6是喷雾器的工作示意图；

图7是喷雾器的主视图；

图8是喷雾器的侧视图；

图9是可动式三区防脆炉的结构图；

图10是本实用新型在处理钢丝时的生产流程图。图中是以轮式冷却器为例；

图11为图10中轮式冷却器的放大图。

辊轮式冷却器因所处理钢丝的钢种，线径和数量的不同，而分为辊式和轮式两种。对细径钢丝，当同时处理的钢丝根数较少（如航空钢丝绳的小批量热处理）时，可采用辊式冷却器。其结构图如图1～3，由冷却辊（3）、冷却履带（5）、水管（4）、冷却水槽（6）、导线轮（2）、驱动轮（7）、支撑轮（33）和辊架（8）等组成。冷却辊是空心的，其外表面上开有数目与所处理钢丝根数相同的径向角状刻槽（43）。冷却辊（3）安装在辊架（8）上。水管（4）安装在冷却辊的内部，冷却水由水管（4）通入冷却辊（3）的心部，向冷却辊内壁喷冷却水（水温为20～50℃），然后流到冷却辊下部，从位于辊端两个轴颈端面的出口（9）处溢出，流入水槽（6）。冷却辊从钢丝上吸收的热量依靠喷向内壁和积存在冷却辊下部的冷却水带走。在冷却辊（3）的外表面上还开了一定数量平行于轴向的缓冷沟（44）。当钢丝与辊体接触时，表面产生急冷；当钢丝离开辊体，进入缓冷沟时，因空冷而使冷却减慢，让钢丝心部的热量传向表层，而使钢丝表面温度回升；如此反复，使钢丝与辊体接触一定时间，又脱离辊体，来实现“急冷＋缓冷”的冷却方案，达到旣不出现马氏体引起脆断，又能提高钢丝的冷却速度。

当钢丝较粗时，单靠与冷却辊接触的一边来散热会引起断面性能不均匀，因此还需在钢丝突出的一边复盖上冷却履带（5），实现从两边同时散热。冷却履带（5）位于冷却辊（3）的下部，依靠支撑轮（33）和驱动轮（7）支撑。驱动轮（7）使冷却履带（5）与钢丝（1）一起向前运动，当它离开钢丝进入水槽（6）后，将从钢丝上吸收来的热量传递给冷却水。支撑轮和驱动轮都固定在支撑架上。

在冷却过程中，只有钢丝（1）和履带（5）向前运行，冷却辊（3）是不转动的。但是冷却辊（3）可作上下移动，当因钢丝钢种和线径需缩短与冷却辊的接触时间时，可使冷却辊上升。

类似图11，履带（5）也可以安装在可转动的冷却辊（3）的上部。

冷却辊（直径为0.5～1.5米）和冷却履带可用黄铜、紫铜、铝、纯铁和低碳钢等制造。但以铜辊和铜履带的效果最佳。