一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝的制作方法

　　【專利說明】

　　[0001]技術領域:

　　本發明涉及金屬材料的退火工藝，具體涉及一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝。

　　[0002]【背景技術】:

　　球化退火是改善鋼組織與性能的基本途徑之一，球化退火的主要目的是使鋼鐵材料的微觀組織中的碳化物球化，降低材料的硬度，提高材料的塑性，降低材料的變形抗力，使材料易于塑性加工成型。超塑性中碳鋼絲生產中要獲得理想性能和組織，關鍵是選擇適宜的球化退火工藝。

　　[0003]目前市場上對中碳鋼冷鐓性能要求較高，因中碳鋼含碳量較高，目前傳統球化工藝難以滿足客戶使用需求，中國專利公開了一種中碳鋼退火工藝，其專利號為201210313297.8采用的工藝是通過預先增加線材的內部應力，采用預抽真空，充氮氣保護氣氛，同時控制升加入速度< 150°C /h,降溫速度< 50°C /h，720°C保溫5小時，空冷到300°C出爐，這種工藝最終的金相組織為F+P球，級別為4-6級，其金相組織不均勻，硬度偏高，韌性差，難以滿足對目前冷成型變形量大產品的客戶需求，大批中碳鋼絲在冷加工成型后出現裂紋，重者直接導致生產的中碳鋼絲斷裂報廢，嚴重影響中碳鋼絲的質量和成材率。

　　[0004]

　　【發明內容】

　　:

　　本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，采用本發明所述的工藝方法處理后的超塑性中碳鋼絲金相組織均勻、塑性高、延展性高，適合后續的高難度多次塑性加工成型，產品成型開裂率低。

　　[0005]本發明的目的通過下述技術方案實現:

　　一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，它依次包括如下步驟:

　　A、將鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入保護氣體，再將爐內的溫度升至720-740°C，保溫 3-5h ；

　　B、第一階段冷卻:將爐內的溫度以10°C/小時的速度冷卻至660-680°C，保溫3_5h ；

　　C、第二階段冷卻:繼續將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至610-630°C ；

　　D、第三階段冷卻:鋼絲自然冷卻到常溫。

　　[0006]優選的，它依次包括如下步驟:

　　A、將鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入保護氣體，再將爐內的溫度升至730°C，保溫4h ；

　　B、第一階段冷卻:將爐內的溫度以10°C/小時的速度冷卻至670°C，保溫4h ；

　　C、第二階段冷卻:繼續將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至620°C ；

　　D、第三階段冷卻:鋼絲自然冷卻到常溫。

　　[0007]其中，所述步驟A中，首先向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣，當爐內的溫度升溫至500°C時，關閉工業氮氣，向熱處理爐中充入甲醇裂解氣。

　　[0008]其中，所述步驟C結束后，關閉甲醇裂解氣，向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣。

　　[0009]其中，所述步驟A中將爐內的溫度以90_120°C /小時的速度升溫至720_740°C。

　　[0010]其中，所述第一階段冷卻和所述第二階段冷卻是通過風冷的方式進行冷卻。

　　[0011]其中，所述超塑性中碳鋼絲的材質為冷鐓用中碳鋼SWRCH35K。

　　[0012]本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:

　　本發明提供的一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，首先升溫至720-740°C進行保溫，因為如果保溫溫度過高，滲碳體就會均勻溶于奧氏體中，從而形成單一均勻的奧氏體組織，按照球化理論，均勻的奧氏體冷卻后轉變成粒狀滲碳體組織，很難轉變成球狀滲碳體組織，同理，當保溫溫度較低時，滲碳體沒有被充分溶斷，轉變后的組織為塊狀珠光體，且分布不均勻，也很難得到組織均勻的球化珠光體。然后采用第一階段冷卻、第二階段冷卻和第三階段冷卻的緩慢冷卻方式，使得滲碳體球化率逐漸升高，均勻度也更好，若冷卻速度過快，得到的球化組織不均勻；若冷卻速度過慢，原始組織中的片狀滲碳體難以破碎，達不到良好的球化效果。綜上，本發明采用升溫、保溫、第一階段冷卻、第二階段冷卻和第三階段冷卻的工藝達到了球化退火效果越好，超塑性中碳鋼絲延展性高、硬度低，適合后續的塑性加工成型，產品成型開裂率低的優點，同時該工藝流程簡單，對設備要求不高，生產效率高，成本較低；經檢測，經過處理的超塑性中碳鋼絲可達到如下技術指標:硬度(HV0.3)=120-140 ;抗拉強度:500-550 MPa ;球化級別:5_6級。

　　[0013]【具體實施方式】:

　　為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

　　[0014]實施例1

　　一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，它依次包括如下步驟:

　　A、將材質為SWRCH35K的鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣，將爐內的溫度以90°C /小時的速度升溫至500°C時，關閉工藝氮氣，向熱處理爐中充入甲醇裂解氣，繼續升溫至720°C，保溫5h ；

　　B、第一階段冷卻:將爐內的溫度通過風冷的方式以10°C/小時的速度冷卻至680°C，保溫3h ；

　　C、第二階段冷卻:繼續將爐內的溫度通過風冷的方式以20°C/小時的速度冷卻至610°C，關閉甲醇裂解氣，向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣；

　　D、第三階段冷卻:鋼絲自然冷卻到常溫。

　　[0015]將經過本實施例處理過的鋼絲進行硬度檢驗，經檢測其維氏硬度為120，抗拉強度為500MPa，球化級別:5級。

　　[0016]將經過本實施例處理過的鋼絲橫向在光學顯微鏡下(500X)進行金相分析，發現鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻。

　　[0017]總之，采用本發明所述的工藝方法處理后的鋼絲金相組織均勻、塑性高、延展性高，適合后續的高難度多次塑性加工成型，產品成型開裂率低。

　　[0018]實施例2

　　一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，它依次包括如下步驟:

　　A、將材質為SWRCH35K的鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入純度99.99%的工業氮氣，再將爐內的溫度以110°C /小時的速度升溫至500°C時，關閉工藝氮氣，向熱處理爐中充入甲醇裂解氣，繼續升溫至730°C，保溫4h ； B、第一階段冷卻:將爐內的溫度通過風冷的方式以10°C/小時的速度冷卻至670°C，保溫4h ；

　　C、第二階段冷卻:繼續將爐內的溫度通過風冷的方式以20°C/小時的速度冷卻至620°C，關閉甲醇裂解氣，向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣；

　　D、第三階段冷卻:鋼絲自然冷卻到常溫。

　　[0019]將經過本實施例處理過的鋼絲進行硬度檢驗，經檢測其維氏硬度為131，，抗拉強度為531MPa，球化級別:6級。

　　[0020]將經過本實施例處理過的鋼絲橫向在光學顯微鏡下(500X)進行金相分析，發現鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻。

　　[0021]總之，采用本發明所述的工藝方法處理后的鋼絲金相組織均勻、塑性高、延展性高，適合后續的高難度多次塑性加工成型，產品成型開裂率低。

　　[0022]實施例3

　　一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，它依次包括如下步驟:

　　A、將材質為SWRCH35K的鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入純度99.99%的工業氮氣，將爐內的溫度以120°C /小時的速度升溫至500°C時，關閉工藝氮氣，向熱處理爐中充入甲醇裂解氣，繼續升溫至740°C，保溫3h ；

　　B、第一階段冷卻:將爐內的溫度通過風冷的方式以10°C/小時的速度冷卻至660°C，保溫5h ；

　　C、第二階段冷卻:繼續將爐內的溫度通過風冷的方式以20°C/小時的速度冷卻至630°C，關閉甲醇裂解氣，向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣；

　　D、第三階段冷卻:鋼絲自然冷卻到常溫。

　　[0023]將經過本實施例處理過的鋼絲進行硬度檢驗，經檢測其維氏硬度為140，抗拉強度為550MPa，球化級別:6級。

　　[0024]將經過本實施例處理過的鋼絲橫向在光學顯微鏡下(500X)進行金相分析，發現鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻。

　　[0025]總之，采用本發明所述的工藝方法處理后的鋼絲金相組織均勻、塑性高、延展性高，適合后續的高難度多次塑性加工成型，產品成型開裂率低。

　　[0026]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化，都包含在本發明的保護范圍之內。

　　【主權項】

　　1.一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，其特征在于:它依次包括如下步驟: A、將鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入保護氣體，再將爐內的溫度升至720-740°C，保溫 3-5h ； B、第一階段冷卻:將爐內的溫度以10°C/小時的速度冷卻至660-680°C，保溫3_5h ； C、第二階段冷卻:繼續將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至610-630°C ； D、第三階段冷卻:線材自然冷卻到常溫。2.根據權利要求1所述的鋼絲的球化退火工藝，其特征在于: A、將鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入保護氣體，將爐內的溫度升至730°C，保溫4h ； B、第一階段冷卻:將爐內的溫度以10°C/小時的速度冷卻至670°C，保溫4h ； C、第二階段冷卻:繼續將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至620°C ； D、第三階段冷卻:鋼絲自然冷卻到常溫。3.根據權利要求1或2所述的鋼絲球化退火工藝，其特征在于:所述步驟A中，首先向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣，當爐內的溫度升溫至500°C時，關閉工業氮氣，向熱處理爐中充入甲醇裂解氣。4.根據權利要求3所述的鋼絲球化退火工藝，其特征在于:所述步驟C結束后，關閉甲醇裂解氣，向熱處理爐中充入純度為99.99%的工業氮氣。5.根據權利要求1所述的鋼絲球化退火工藝，其特征在于:所述步驟A中將爐內的溫度以90-120°C /小時的速度升溫至720-740°C。6.根據權利要求1所述的鋼絲球化退火工藝，其特征在于:所述第一階段冷卻和所述第二階段冷卻是通過風冷的方式進行冷卻。7.根據權利要求1所述的鋼絲球化退火工藝，其特征在于:所述超塑性中碳鋼絲的材質為冷鐓用中碳鋼SWRCH35K。

　　【專利摘要】本發明公開了一種超塑性中碳鋼絲的球化退火工藝，它包括如下步驟：將鋼絲置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入保護氣體，再將爐內的溫度升至720-740℃，保溫3-5h；第一階段冷卻：將爐內的溫度以10℃/小時的速度冷卻至660-680℃，保溫3-5h；第二階段冷卻：繼續將爐內的溫度以20℃/小時的速度冷卻至610-630℃；第三階段冷卻：鋼絲自然冷卻到常溫。采用本發明所述的工藝方法處理后的鋼絲金相組織均勻、塑性高、延展性高，適合后續的高難度多次塑性加工成型，產品成型開裂率低。

　　【IPC分類】C21D9/52, C21D1/32

　　【公開號】CN105018712

　　【申請號】CN201410162530

　　【發明人】王福安, 王斯華

　　【申請人】東莞市科力鋼鐵線材有限公司

　　【公開日】2015年11月4日

　　【申請日】2014年4月23日

　　一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置的制造方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及銅絲拉絲技術領域，尤其涉及一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置。

　　【背景技術】

　　[0002]導線是用戶在用電過程中必不可少的材料，廣泛應用與人們的日常生活和工業生產中的各種電子系統、信息傳輸系統以及機械設備、儀器儀表系統等。導線包括漆包線、電線、電纜等，它們的導電成份一般都是金屬銅。本發明主要運用于電纜絕緣單線的連拉、連退、連擠包的自動化生產線，在生產過程中，一般都需要將銅絲先進行拉絲，通過模具拉至所需要的直徑。在拉絲工藝過程中，銅絲經過冷加工塑性變形后，會使內部晶粒碎化，晶格畸變和存在殘余的內應力，此時，銅絲很容易發生斷裂，因此，將冷變形的銅絲進行高溫退火，可以使其原子的動能增加，恢復其特性。但是在目前生產過程中，銅絲在退火后溫度很高，銅絲遇到空氣后會立刻氧化。因此一般在退火室內進行水封，同時，水中注入適量的抗氧化劑，其缺點在于抗氧化劑成本高、充入的抗氧化劑極易使退火裝置金屬門框腐蝕。申請號201320535073.1所述的銅絲拉絲退火的防氧化裝置，液壓栗將箱體內的酒精抽出并通過軟管輸送至噴嘴處，從噴嘴噴出的酒精遇到剛退火后的高溫銅絲，瞬間化為酒精蒸汽，使銅絲溫度大幅下降，并在其表面在導管內形成酒精蒸發層，將銅絲與空氣隔絕，從而防止銅絲氧化，其缺點在于該裝置結構復雜，酒精消耗量大，同時高溫銅絲與直接接觸容易導致火災等危害。

　　【發明內容】

　　[0003]本發明要解決上述技術問題，從而提供一種結構簡單、安全可靠、酒精消耗少的銅絲拉絲退火的防氧化裝置，能夠對銅絲表面進行清潔、冷卻防氧化處理。

　　[0004]本發明解決上述問題的技術方案如下:一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，包括用于夾持銅絲的夾持裝置、設置在夾持裝置之間用于擦拭銅絲的擦拭件以及滴液裝置，所述夾持裝置上設有滴液口，所述滴液裝置通過所述開口將防氧化液滴入到擦拭件上。

　　[0005]作為優選，所述夾持裝置包括固定板和設置在固定板上方的緊壓板，所述擦拭件設置在固定板與緊壓板之間，所述滴液口設置在緊壓板上且位于銅絲的正上方。

　　[0006]作為優選，所述固定板上設有固定桿，所述緊壓板套接在固定桿上。

　　[0007]作為優選，所述擦拭件為兩層，銅絲從兩層擦拭件之間穿過。

　　[0008]作為優選，所述滴液裝置包括滴液瓶、與滴液瓶連通的導管和設置在導管端部的噴嘴以及用于控制導管流量的流量控制器，所述滴液瓶設置在夾持裝置的上方，所述噴嘴設置在滴液口處。

　　[0009]作為優選，所述固定板上設有導流槽，所述導流槽連接有液體回收裝置。

　　[0010]作為優選，所述緊壓板上設有罩設在滴液口的保護罩，所述保護罩上設有用于固定噴嘴的安裝孔，所述噴嘴通過安裝孔固定在滴液口上方。

　　[0011 ] 作為優選，所述保護罩連接有通氣管，所述通氣管與液體回收裝置連通。

　　[0012]本發明設置了夾持裝置、擦拭件和滴液裝置，使防氧化液直接滴在擦拭件，防止高溫銅絲與防氧化液直接接觸，避免產生危險；浸有防氧化液的擦拭件既能對高溫銅絲進行清潔，去除銅絲表面的金屬肩，改善絕緣層包覆效果，使其厚度均一，又能對高溫銅絲進行冷去、防氧化處理；滴液裝置可以控制防氧化液的流量，保持穩定的消耗，同時在滴液口設置保護罩，使高溫汽化的防氧化液進行冷凝回收，減少防防氧化液的浪費。

　　[0013]綜上所述，本發明具有以下有益效果:1、本發明結構簡單、實用方便，有利于舊設備的改造；2、高溫銅絲不與防氧化液直接接觸，可以避免產生危險，提高安全生產系數；3、擦拭件既能對高溫銅絲進行清潔，去除銅絲表面的金屬肩，改善絕緣層包覆效果，使其厚度均一，又能對高溫銅絲進行冷去、防氧化處理；4、防氧化液能夠進行定量控制，同時便于回收利用，減少消耗。

　　【附圖說明】

　　[0014]圖1是本發明實施例1的結構示意圖；

　　圖2是本發明實施例2的結構示意圖；

　　圖3是本發明實施例2中夾持裝置的結構示意圖；

　　圖中，1-退火爐；2-銅絲；3_夾持裝置；31_固定板；311-導流槽；32_緊壓板；321_滴液口 ；33_固定桿；34_保護罩；35_通氣管；4_擦拭件；5_滴液裝置；51_滴液瓶；52_導管；53-流量控制器；54_噴嘴；6_安裝架；7_液體回收裝置。

　　【具體實施方式】

　　[0015]本【具體實施方式】僅僅是對本發明的解釋，并不是對本發明限制。本領域技術人員在閱讀了本發明的說明書之后所作出的任何改變，只要在權利要求書的保護范圍內，都將受到專利法的保護。

　　[0016]實施例1:如圖1所示，一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，裝在退火爐I的出口處，其包括用于夾持銅絲2的夾持裝置3、設置在夾持裝置3之間用于擦拭銅絲2的擦拭件4以及滴液裝置5，夾持裝置3包括固定板31和設置在固定板31上方的緊壓板32，固定板31通過安裝架6固定在退火爐I爐壁上，固定板31上設有固定桿33，緊壓板32套接在固定桿33上。擦拭件4設置在固定板31與緊壓板32之間，擦拭件4為兩層，銅絲2從兩層擦拭件4之間穿過，其中擦拭件4可以為毛巾或毛氈等易吸水且柔軟的物件。緊壓板32上設有滴液口 321且滴液口 321位于銅絲2的正上方。

　　[0017]滴液裝置5包括滴液瓶51、與滴液瓶51連通的導管52和設置在導管52端部的噴嘴54以及用于控制導管52流量的流量控制器53，滴液瓶51內儲存防氧化液，防氧化液為酒精或者生理鹽水。滴液瓶51通過架桿設置在夾持裝置3的上方，噴嘴設54置在滴液瓶51的下方且靠近滴液口 321處，滴液瓶51里的防氧化液經過導管52，從噴嘴54噴到滴液口 321，使滴液口 321處的擦拭件4沾染防氧化液，經過此處的銅絲2被清潔和防氧化處理。

　　[0018]實施例2:如圖2和圖3所示，一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，裝在退火爐I的出口處，其包括用于夾持銅絲2的夾持裝置3、設置在夾持裝置3之間用于擦拭銅絲2的擦拭件4以及滴液裝置5，夾持裝置3包括固定板31和設置在固定板31上方的緊壓板32，固定板31通過安裝架6固定在退火爐I爐壁上，固定板31上設有固定桿33，緊壓板32套接在固定桿33上。擦拭件4設置在固定板31與緊壓板32之間，擦拭件4為兩層，銅絲2從兩層擦拭件4之間穿過，其中擦拭件4可以為毛巾或毛氈等易吸水且柔軟的物件。緊壓板32上設有滴液口 321且滴液口 321位于銅絲2的正上方。固定板31上設有導流槽311，導流槽311連接有液體回收裝置7。緊壓板32上設有罩設在滴液口 321的保護罩34，保護罩34連接有通氣管35，通氣管35與液體回收裝置7連通。液體回收裝置7為回收液體的箱體，其內部設有冷凝結構，將汽化的防氧化液進行冷凝液化，從而進行回收利用。

　　[0019]滴液裝置5包括滴液瓶51、與滴液瓶51連通的導管52和設置在導管52端部的噴嘴54以及用于控制導管52流量的流量控制器53，滴液瓶51內儲存防氧化液，防氧化液為酒精或者生理鹽水。滴液瓶51通過架桿設置在夾持裝置3的上方，噴嘴設54置在滴液瓶51的下方且靠近滴液口 321處，保護罩34上設有安裝孔，噴嘴54通過安裝孔固定在滴液口 321上方。滴液瓶51里的防氧化液經過導管52，從噴嘴54噴到滴液口 321，使滴液口321處的擦拭件4沾染防氧化液，經過此處的銅絲2被清潔和防氧化處理。

　　【主權項】

　　1.一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:包括用于夾持銅絲(2)的夾持裝置(3)、設置在夾持裝置(3)之間用于擦拭銅絲(2)的擦拭件(4)以及滴液裝置(5)，所述夾持裝置(3 )上設有滴液口( 321)，所述滴液裝置(5 )通過所述滴液口( 321)將防氧化液滴入到擦拭件(4)上。2.根據權利要求1所述的一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:所述夾持裝置(3)包括固定板(31)和設置在固定板(31)上方的緊壓板(32)，所述擦拭件(4)設置在固定板(31)與緊壓板(32)之間，所述滴液口(321)設置在緊壓板(32)上且位于銅絲(2)的正上方。3.根據權利要求2所述的一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:所述固定板(31)上設有固定桿(33 )，所述緊壓板(32 )套接在固定桿(33 )上。4.根據權利要求3所述的一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:所述擦拭件(4)為兩層，銅絲(2)從兩層擦拭件(4)之間穿過。5.根據權利要求3所述的一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:所述滴液裝置(5)包括滴液瓶(51)、與滴液瓶(51)連通的導管(52)和設置在導管(52)端部的噴嘴(54)以及用于控制導管(52)流量的流量控制器(53)，所述滴液瓶(51)設置在夾持裝置(3)的上方，所述噴嘴(54)設置在滴液口(321)處。6.根據權利要求5所述的一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:所述固定板(31)上設有導流槽(311)，所述導流槽(311)連接有液體回收裝置(7)。7.根據權利要求6所述的一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:所述緊壓板(32)上設有罩設在滴液口(321)的保護罩(34)，所述保護罩(34)上設有用于固定噴嘴(54)的安裝孔，所述噴嘴(54)通過安裝孔固定在滴液口(321)上方。8.根據權利要求7所述的一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，其特征在于:所述保護罩(34)連接有通氣管(35)，所述通氣管(35)與液體回收裝置(7)連通。

　　【專利摘要】本發明涉及銅絲拉絲技術領域，尤其涉及一種銅絲拉絲退火的防氧化裝置，包括用于夾持銅絲的夾持裝置、設置在夾持裝置之間用于擦拭銅絲的擦拭件以及滴液裝置，所述夾持裝置上設有滴液口，所述滴液裝置通過所述開口將防氧化液滴入到擦拭件上。本發明將防氧化液直接滴在擦拭件，避免高溫銅絲與防氧化液直接接觸，避免產生危險；浸有防氧化液的擦拭件既能對高溫銅絲進行清潔，去除銅絲表面的金屬屑，改善絕緣層包覆效果，使其厚度均一，又能對高溫銅絲進行冷去、防氧化處理；滴液裝置可以控制防氧化液的流量，保持穩定的消耗，同時在滴液口設置保護罩，使高溫汽化的防氧化液進行冷凝回收，減少防氧化液的浪費。

　　【IPC分類】C22F1/08, C21D1/68, C21D9/52

　　【公開號】CN105018713

　　【申請號】CN201510521192

　　【發明人】仲華, 羅英寶, 俞秀華

　　【申請人】浙江正導電纜有限公司

　　【公開日】2015年11月4日

　　【申請日】2015年8月24日

　　連續退火爐內氣氛增濕方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及一種帶鋼的熱處理控制方法，尤其涉及一種連續退火爐的控制方法。

　　【背景技術】

　　[0002]在連續退火爐中，冷軋后的帶鋼經過加熱和冷卻等熱處理工藝后，才能達到用戶所需要的機械性能。在連續退火爐內，帶鋼和爐內氣氛的接觸會使帶鋼表面狀態發生變化，因此，需要根據產品表面質量的不同需求來調節和控制退火爐內的保護氣氛。現有的連續退火爐(立式或臥式)如圖1所示，在連續退火爐I沿著帶鋼的行進方向Q的兩端分別設置有一活套小車2，3，連續退火爐內具有三個區域，其沿著帶鋼的行進方向分別為加熱區4，均熱區5和冷卻區6，在連續退火爐外設有增濕器7以向連續退火爐的加熱區4和均熱區5通入混合氣體(包括水蒸氣、氮氣+氫氣)。如圖1所示的連續退火爐可以通過調節爐膛進氣中的氫氣濃度來調整爐內的氫氣含量，也可以通過調節保護氣體進氣量和流動方向來調整爐內氣氛的氧氣濃度，但是這樣的連續退火爐對爐內的露點缺乏有效的調控手段，很難滿足日趨嚴格的帶鋼表面質量的控制需求。因此，鋼材領域的企業希望獲得一種新型的連續退火爐，使得連續退火爐能夠具有爐內氣氛露點的調節控制功能。

　　[0003]現有的連退退火爐增濕裝置的結構存在以下缺點:

　　[0004]I)低溫高露點的增濕氣體具有較強的氧化性，尤其會造成進氣孔附近爐膛內襯的氧化。

　　[0005]2)在低溫季節，低溫增濕氣體在進入爐膛之前容易在管道中結露從而生成水，水進入爐膛進一步加劇了爐膛內襯板的氧化程度，甚至會造成爐內進水，造成帶鋼的嚴重氧化。

　　[0006]3)增濕氣體進入爐膛內再擴散，容易造成爐膛內增濕不均勻，造成局部增濕過度或增濕不足的現象。

　　[0007]4)增濕裝置的結構和露點調節控制都比較復雜，日常維護難度大，設備初期投入成本聞。

　　[0008]帶鋼在連續退火爐內通過加熱和冷卻等熱處理工藝段，在整個退火過程中都會和爐內的保護氣氛充分接觸，并且帶鋼表面和爐內氣氛發生相關的化學反應，從而會改變帶鋼的表面形態和表面特征。調整爐內氣氛的露點實際上就是調整爐內氣氛的氧化/還原性，露點越高則爐內氣氛氧化性越強，反之亦然。不同鋼種在退火過程中有可能對爐內氣氛露點的要求是不同的，因而，需要采用有效的調整手段對于爐內氣氛露點進行充分調節。

　　[0009]公告號為CN202595220U，公告日為2012年12月12日，名稱為“一種連續退火爐氣氛露點控制裝置”的中國專利文獻涉及了一種連續退火爐氣氛露點控制裝置。該露點控制裝置通過一個PID控制器控制加濕槽內的加熱元件或者控制冷、熱水槽向加濕槽注入一定體積、一定流量的超純水來調整氣氛露點。

　　[0010]公告號為CN201605295U，公告日為2010年10月13日，名稱為“高精度連續退火爐用加濕裝置”的中國專利文獻公開了一種高精度連續退火爐用加濕裝置，其包括供氣端的加濕器主體和中間儲罐，加濕器主體包括密封槽，密封槽上連接有三套供給管路,分別為保護氣體供給管路、飽和水蒸汽供給管路和純水供給管路，中間儲罐的進氣端通過中間濕氣管路與密封槽相連，中間儲罐的送氣端通過濕氣管路與退火爐相連，中間儲罐上裝有露點儀，中間濕氣管路的初始段裝有溫度傳感器，溫度傳感器和露點儀將信號反饋給露點控制器，露點控制器控制飽和水蒸汽供給管路上的流量調節閥。

　　[0011]公開號為CN101287854A，公開日為2008年10月25日，名稱為“含SI鋼板的連續退火熱浸鍍方法以及連續退火熱浸鍍裝置”的中國專利文獻涉及了一種連續退火熱浸鍍方法及其裝置，該方法用于對含SI鋼板進行熱浸鍍的退火爐的熱浸鍍裝置，不會使鋼中的SI發生表面氧化，而是發生內部氧化，以避免鋼板的鍍覆性能的下降和合金化的延遲。在使用依次具有加熱帶前段、加熱帶后段、保溫帶以及冷卻帶的退火爐、以及熱浸鍍槽的連續退火熱浸鍍方法中，將鋼板溫度至少在300 °C以上的溫度區的鋼板的加熱或保溫設定為間接加熱，將各帶段的爐內氣氛設定為氫H:1?10V0L%、余量為氮以及不可避免的雜質的氣氛，在加熱帶前段，將加熱中的鋼板到達溫度設定為550°C?750°C、將露點設定為不足_25°C、接著將加熱帶后段以及保溫帶的露點設定為_30°C?0°C、將冷卻帶的露點設定為不足_25°C，并在這樣的條件下進行退火。

　　【發明內容】

　　[0012]本發明的目的在于提供一種連續退火爐內氣氛增濕方法，其能夠增加連續退火爐內的濕度，以調節連續退火爐內的氣氛露點，并有效地避免了爐膛內襯和帶鋼表面的氧化。

　　[0013]為了達到上述發明的目的，本發明提供了一種連續退火爐內氣氛增濕方法，其包括步驟:

　　[0014]將連續退火爐的直火加熱段的燃燒廢氣抽取到連續退火爐的輻射管加熱段和均熱段以調節輻射管加熱段和均熱段的氣氛露點。

　　[0015]為解決現有方法對連續退火爐內的氣氛增濕不均勻，并容易造成爐膛內襯和帶鋼表面氧化的問題，本發明提供了上述連續退火爐內氣氛增濕方法。該連續退火爐內氣氛增濕方法利用直火加熱段燃燒所產生的高溫、高濕廢氣，將其加入到輻射管的加熱段和均熱段內。由于廢氣溫度通常高達500-80(TC，一方面降低了爐內氣體結露的可能性，另一方面由于高溫狀態下的增濕氣體的氧化性較弱避免了爐膛內襯和帶鋼表面的氧化。又由于是直火加熱段燃燒所產生的廢氣，其氣體的混合均勻性好，有利于提高連續退火爐內氣氛增濕的效率和增濕的均勻性。

　　[0016]為了更有效、更精確地控制調節爐內的氣氛露點，進一步地，在本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法中，根據所述輻射管加熱段和均熱段的露點檢測值和目標值，反饋控制自直火加熱段流入輻射管加熱段和均熱段的燃燒廢氣量。

　　[0017]上述控制方法對于提高帶鋼表面質量有著良好的作用和效果，尤其是能夠很好地改善帶鋼在熱鍍鋅制造工藝中的帶鋼表面鋅層結合力。

　　[0018]更進一步地，在本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法中，將抽取自直火加熱段的燃燒廢氣通過直火加熱段和輻射管加熱段之間的爐喉在連續退火爐內直接依次輸送到輻射管加熱段和均熱段，以一并調節輻射管加熱段和均熱段的氣氛露點。

　　[0019]通過設于直火加熱段和輻射管加熱段之間的爐喉的燃燒廢氣可以均勻地擴散進入輻射管加熱段和均熱段，不僅增濕均勻性好，而且增濕效率高。同時能夠實現該控制方法的裝置設備結構簡單，實施步驟便于操作。

　　[0020]更進一步地，在本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法中，將燃燒廢氣從直火加熱段抽取到連續退火爐外，并再次分別輸送到連續退火爐內的輻射管加熱段和均熱段，以分別調節輻射管加熱段和均熱段的氣氛露點。

　　[0021]通過控制分別進入輻射管加熱段和均熱段的直火加熱段的燃燒廢氣，來實現不同熱處理加工段的氣氛露點的差異化控制，這樣更有利于有效地控制連續退火爐內的氣氛露點。

　　[0022]與現有的爐內氣氛露點的控制方法相比較，本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法能夠有效地防止增濕氣體容易結露，避免爐膛內襯和帶鋼表面容易氧化，具有增濕效率

　　高，均勻性好的特點。

　　[0023]此外，本發明的連續退火爐內氣氛增濕方法在利用輻射管加熱段和均熱段的露點檢測值和目標值，采用反饋控制自直火加熱段流入輻射管加熱段和均熱段的燃燒廢氣量的情況下，能夠提高帶鋼表面質量和改善帶鋼加工工藝效果。

　　【附圖說明】

　　[0024]圖1為現有的連續退火爐的結構示意圖。

　　[0025]圖2為實現本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法的一種實施方式的連續退火爐的示意圖。

　　[0026]圖3為實現本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法的另一種實施方式的連續退火爐的示意圖。

　　【具體實施方式】

　　[0027]下面將根據具體實施例及說明書附圖對本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法做進一步說明，但是該說明并不構成對本發明技術方案的不當限定。

　　[0028]圖2示出了實現本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法的一種實施方式。

　　[0029]如圖2所示，在連續退火爐10沿帶鋼的行進方向P的兩端分別設置有入口活套11和出口活套12，整個連續退火爐內沿其長度方向依次設置有直火加熱段13，輻射管加熱段14，輻射管均熱段15以及冷卻段16，直火加熱段13和輻射管加熱段14之間設有爐喉17，在輻射管均熱段15的出口處設置有排風設備18。

　　[0030]請繼續參閱圖2，通過圖2所示的連續退火爐實現爐內氣氛增濕的步驟為:

　　[0031]I)通過排風設備18對連續退火爐10內的氣體進行適當排放，以改變連續退火爐內的氣體流向，使得直火加熱段13內所產生的高溫、高濕廢氣(包括H2O和CO2)通過設置于直火加熱段13和輻射管加熱段14之間的爐喉17被抽取走；

　　[0032]2)被抽取的高溫、高濕廢氣則依次進入輻射管加熱段14和輻射管均熱段15中；

　　[0033]3)實時檢測輻射管加熱段14和輻射管均熱段15內的氣氛露點，將測得的露點檢測值和設定的露點目標值進行比較；

　　[0034]4)通過比較后的差值來反饋控制排風設備18的氣體排放量，以控制從直火加熱段13進入到輻射管加熱段14和輻射管均熱段15內的燃燒廢氣的流量，從而達到一并調整和控制輻射管加熱段和輻射管均熱段的氣氛露點的目的。

　　[0035]另外，由于爐喉17的體積較大，廢氣的擴散性好，由此，高溫、高濕廢氣能夠均勻地進入到輻射管加熱段14和輻射管均熱段15中，因而，其對于連續退火爐內的氣氛露點的增濕均勻性好，增濕效率高。另外，廢氣的溫度高達500-800°C，一方面降低了增濕氣體結露的風險，另一方面避免了爐膛內襯和帶鋼表面的氧化。

　　[0036]圖3則示出了實現本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法的另一種實施方式。

　　[0037]如圖3所示，在連續退火爐20沿帶鋼的行進方向P的兩端分別設置有入口活套21和出口活套22，整個連續退火爐內沿其長度方向依次設置直火加熱段23，輻射管加熱段24，輻射管均熱段25以及冷卻段26，在直火加熱段23的出口處設有管道，其與排風設備28連接，以將直火加熱段23中的廢氣排出至連續退火爐20外，在輻射管加熱段24和輻射管均熱段25的出口處分別設置管道，該管道分別通過控制閥27和控制閥29與排風設備28連接，以將從直火加熱段23排出的廢氣分別引入到輻射管加熱段24和輻射管均熱段25中。

　　[0038]從圖3可以看出，由于在直火加熱段23的出口處設有排風設備28，且該排風設備2分別通過管道與控制閥27和控制閥29連接，這樣，如圖3所示的連續退火爐可以通過控制閥27和控制閥29來單獨地控制輸送到輻射管加熱段24和輻射管均熱段25的廢氣流量，從而實現輻射管加熱段和輻射管均熱段的氣氛露點的差異化控制。

　　[0039]請繼續參閱圖3，通過圖3所示的連續退火爐實現爐內氣氛增濕的步驟為:

　　[0040]I)通過排風設備28將直火加熱段23內所產生的高溫、高濕廢氣(包括H2O和CO2)排出連續退火爐20外；

　　[0041]2)被排出的高溫、高濕廢氣通過排風設備28，分別經由控制閥27和控制閥29依次進入輻射管加熱段24和輻射管均熱段25中；

　　[0042]3)實時檢測輻射管加熱段24和輻射管均熱段25內的氣氛露點，將測得的露點檢測值和設定的露點目標值進行比較；

　　[0043]4)通過比較后的差值來反饋控制排風設備28的氣體排放量，同時，通過控制閥27和控制閥29來分別控制進入到輻射管加熱段14和輻射管均熱段15內的燃燒廢氣的流量，從而可以實現單獨調節輻射管加熱段和輻射管均熱段的氣氛露點的功能。

　　[0044]需要說明的是，不同鋼種對于連續退火爐內的氣氛露點需求是不同的，因此，輻射管加熱段和輻射管均熱段中所設定的露點目標值也是各不相同的。

　　[0045]本發明的連續退火爐內氣氛增濕方法可以實現連續退火爐爐內氣氛露點的控制調節，克服了現有技術中連續退火爐的露點氣氛調節易造成爐膛內襯和帶鋼表面的氧化，以及增濕氣體容易結露的缺陷，對改善帶鋼表面質量和其加工性能有著良好的技術效果。

　　[0046]需要注意的是，以上所列舉的實施例僅為本發明的具體實施例。顯然本發明不局限于以上實施例，隨之做出的類似變化或變形是本領域技術人員能從本發明公開的內容直接得出或者很容易便聯想到的，均應屬于本發明的保護范圍。

　　【主權項】

　　1.一種連續退火爐內氣氛增濕方法，其特征在于，包括步驟: 將連續退火爐的直火加熱段的燃燒廢氣抽取到連續退火爐的輻射管加熱段和均熱段以調節輻射管加熱段和均熱段的氣氛露點。2.如權利要求1所述的連續退火爐內氣氛增濕方法，其特征在于，根據所述輻射管加熱段和均熱段的露點檢測值和目標值，反饋控制自直火加熱段流入輻射管加熱段和均熱段的燃燒廢氣量。3.如權利要求1或2所述的連續退火爐內氣氛增濕方法，其特征在于，將抽取自直火加熱段的燃燒廢氣通過直火加熱段和輻射管加熱段之間的爐喉在連續退火爐內直接依次輸送到輻射管加熱段和均熱段，以一并調節輻射管加熱段和均熱段的氣氛露點。4.如權利要求1或2所述的連續退火爐內氣氛增濕方法，其特征在于，將燃燒廢氣從直火加熱段抽取到連續退火爐外，并再次分別輸送到連續退火爐內的輻射管加熱段和均熱段，以分別調節輻射管加熱段和均熱段的氣氛露點。

　　【專利摘要】本發明公開了一種連續退火爐內氣氛增濕方法，其包括步驟：將連續退火爐的直火加熱段的燃燒廢氣抽取到連續退火爐的輻射管加熱段和均熱段以調節輻射管加熱段和均熱段的氣氛露點。本發明所述的連續退火爐內氣氛增濕方法能夠增加連續退火爐內的濕度，以調節連續退火爐內的氣氛露點，并有效地避免了爐膛內襯和帶鋼表面的氧化。

　　【IPC分類】C21D9/56, C21D1/76, C21D1/26

　　【公開號】CN105018714

　　【申請號】CN201410155850

　　【發明人】胡廣魁, 張理揚, 柯陽林, 孫國強

　　【申請人】寶山鋼鐵股份有限公司

　　【公開日】2015年11月4日

　　【申請日】2014年4月17日