专利名称：一种线材退火工艺及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及线材退火技术领域，尤其涉及一种线材退火工艺及其装置。
背景技术：
线材连续退火炉被广泛应用于漆包线、镀锡线、裸铜线等线材的退火工艺。以漆包 线和镀锡线为例，漆包线涂漆或镀锡线镀锡前通常设有退火工艺，退火工艺可使线材达到 必要的延伸率等力学性能，同时还可使线材有较好的直线度以利于涂漆或镀锡。对于裸铜 线，通常还要求在退火的同时在线材表面涂覆抗氧化剂，传统的方法是将水溶性抗氧化剂 添加在退火炉出口的水封水槽中，因此不论线材粗细均要使用水封式退火炉，水封水槽除 带来附着水的吹干和烘干带来的问题外，还严重限制了线材的生产速度。 综合以上应用的要求，退火工艺的基本要求是1)线材要被加热到线材材料的再 结晶温度并保持再结晶温度一定时间进行再结晶以达到软化目的；2)达到软化目的后还 应当将线材冷却下来才能结束退火全过程；3)在线材加热，保温和降温的全过程中，如果 线材高于一定温度，对于铜线约为100 150度，线材接触氧气时会出现快速氧化现象，所 以高于此温度时应避免线材与氧气接触，通常采用蒸汽保护，也有利用氨分解出的惰性和 还原性气体进行保护；4)某些应用场合，如裸铜线生产，还需要在线材表面涂覆抗氧化剂 等涂覆物；5)某些应用场合，如镀锡线生产，线材退火后还要在线材表面涂覆水溶性助焊 剂，水溶性助焊剂对线材表面进行清洗和表面活化，生产高品质镀锡线时还应当将涂覆在 线材上的助焊剂等化学物质清洗干净，进入锡锅时线材表面最好没有液态水，否则还会出 现炸锡现象。 传统的无水封退火工艺以及氨分解退火工艺能够满足前三项基本要求。但是，无
水封退火工艺有出口冷凝水的问题，还有蒸汽带走热量较多不节能的问题，还有外设蒸汽
发生器故障较多的问题，且不能用于各种线材的生产。而氨分解退火工艺消耗的氨水使生
产成本太高，其中分解出来的氢气还有安全隐患，同样不能用于较粗线材的生产。 传统的水封式退火工艺能够满足前四项基本要求。但是，其水封水槽带来了吹干
和烘干问题，不仅消耗了额外的电能，还带来的较多的质量隐患，且水中导轮的阻力严重限
制了线材的生产速度。此外，水封式退火工艺线材冷却速度太快，不能适应钢铁等具有快冷
硬化效应的材料，对于铜包钢之类线材的退火效果不好。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种线材退火工艺及其装置，避免
退火线材发生氧化情况，提高线材退火后的性能和质量稳定性，实现完美的抗氧化剂涂覆
和镀锡前处理，减少能源消耗，并适用于各种线材的退火。 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现 —种线材退火工艺，它包括以下步骤 步骤A，线材通过进口瓷珠孔进入有蒸汽压力的退火炉炉管排内，进入蒸汽保护状态； 步骤B，线材沿炉管排进入退火炉内设置有电加热部件的高温退火区进行加热处 理； 步骤c，线材离开高温退火区后沿炉管排进入退火炉内设置有内置式蒸汽发生器
的蒸汽冷却区进行冷却处理； 步骤D，线材离开蒸汽冷却区后，沿炉管排从内出口瓷珠孔出来，进入液态水涂布 冷却区进行液态水涂布冷却处理； 步骤E，线材从液态水涂布冷却区出来，结束退火过程；
其中，炉管排由若干并排设置的炉管组成。 所述步骤A中，线材通过进口瓷珠孔进入退火炉炉管排时，调节内置式蒸汽发生 器内的饱和蒸汽压力，使其饱和蒸汽压力足可阻止外部氧气由进口瓷珠孔进入炉管排内， 并保持有少量的蒸汽从进口瓷珠孔溢出。 所述步骤B中，线材在高温退火区进行加热时，高温退火区相应位置处，炉管排的 横向温度分布一致，炉管排的纵向温度分布平滑。 所述步骤B中，线材在高温退火区进行加热时，线材上附着的有机物在高温退火 区被气化，气化后的有机物随蒸汽一起逆着线材的运动方向，向进口瓷珠孔方向移动，并随 蒸汽从进口瓷珠孔溢出。 所述步骤C中，线材在刚进入蒸汽冷却区到达内置式蒸汽发生器前的炉管排内，
首先接触的是从内置式蒸汽发生器流向高温退火区的逆线材运动方向移动的蒸汽，该段炉
管排内的蒸汽温度因炉管排的传热作用而高于内置式蒸汽发生器内的饱和蒸汽温度，但低
于刚离开高温退火区的线材温度，因此线材在该段炉管排内慢速冷却；线材在到达内置式
蒸汽发生器后，从内出口瓷珠孔离开蒸汽冷却区前的炉管排内，接触的是从内置式蒸汽发
生器流向内出口瓷珠孔的顺线材运动方向移动的蒸汽，蒸汽温度因炉管排传热作用减弱而
仅略高于内置式蒸汽发生器内的饱和蒸汽温度，线材在该段炉管排内快速冷却。 所述步骤D中，所述液态水涂布冷却处理的过程中，在线材离开从内出口瓷珠孔
喷出的蒸汽保护带之前，涂布适量的液态水在线材上，因线材温度较高可使所涂布液态水
蒸发，所产生蒸汽在保护高温线材不被氧化的同时吸收线材的热量使之冷却到接触氧气不
易被氧化的较低温度；在液态水涂布冷却处理的同时，在液态水中添加抗氧化剂或助焊剂
涂覆物，涂覆物随液态水涂布在线材表面，液态水蒸发后涂覆物均匀地分布在线材表面。 所述液态水涂布冷却处理为喷雾法、滚筒法、虹吸法、水幕法四种涂布方法之一或
四种涂布方法的任意组合；所述喷雾法就是通过雾珠将液态水涂布在线材上，控制雾珠密
度和接触雾珠的行程可控制涂布在线材上的液态水水量；所述滚筒法就是通过滚水筒的V
形水槽将液态水涂布在线材上，控制滚水筒转速和水位可控制残留在V形水槽中的水量，
从而可控制涂布在线材上的液态水水量；所述虹吸法就是通过保持有一定湿度的虹吸吸取
带上的虹吸涂布层将液态水涂布在线材上，控制虹吸水位和虹吸吸取带截面可控制虹吸涂
布层的湿度，从而可控制涂布在线材上的液态水水量；所述水幕法就是通过穿过水幕将液
态水涂布在线材上，控制水幕的厚度可控制涂布在线材上的液态水水量。 —种线材退火装置，它包括退火炉的炉体，炉体穿设有用于通过线材的若干炉管，
若干炉管等间距地并排设置形成炉管排，炉体内的炉管排中段设有电加热部件，形成高温退火区，炉管排的各炉管分别在进线管口处安装有瓷珠孔套，瓷珠孔套安装有进口瓷珠孔；炉管排的各炉管分别在出线管口处安装有带有圆锥形内孔的内出口导向套，内出口导向套安装有内出口瓷珠孔；炉体内的炉管排在靠近出线管口处设有内置式蒸汽发生器，形成蒸汽冷却区，炉管排穿过内置式蒸汽发生器，位于内置式蒸汽发生器内的各炉管开设有若干蒸汽进口 ；紧靠出线管口的炉体外侧设有液态水涂布冷却区；所述炉管排在进线管口位置设有进口保温外套，炉管排在出线管口位置设有出口保温外套，炉管排与炉体之间设有保温棉。 位于高温退火区的炉管排与电加热部件之间设置有折弯后紧密包裹住每一根炉管的导热层，导热层折弯成可穿过单根或两根炉管的凹槽，凹槽开口处盖有盖板；包裹有导热层的炉管排两侧安装有用陶瓷特制的电阻丝绕线座，电阻丝绕线座一侧的内凹口卡在导热层边缘上，电阻丝绕线座的另一侧为半圆形，该电阻丝绕线座半圆形一侧沿炉管方向间隔设置有绕线槽，绕线槽内绕设有电阻丝，绕线槽外的电阻丝穿有多节圆管形绝缘瓷珠形成所述电加热部件。 所述进口保温外套滑动支撑在设于炉体内的炉管进口支架上，出口保温外套固定在设于炉体内的炉管出口支架上，内置式蒸汽发生器放置在设于炉体内的内置式蒸汽发生器支架上。 所述内置式蒸汽发生器包括不锈钢内胆、电热管和热电偶，炉管排穿过不锈钢内胆，不锈钢内胆设有内水补充口、内水溢流口和放水清洗口 ；其中，放水清洗口通过管道向下通到炉体外并在炉体外安装有放水阀门；内水溢流口通过水溢流下弯管通到炉体外连接外水溢流口 ；内水补充口通过内套在水溢流下弯管中心的细管道向下通到炉体外，再通过水补充下弯管连接外水补充口 ；所述外水溢流口低于内水溢流口，内水补充口高于内水溢流口 ，且内水补充口位于内水溢流口侧方，外水补充口高于内水补充口 ，外水补充口设有便于承接补充水的漏斗或定量补充水泵，外水溢流口最高点处设有锐角形溢出口 。
所述液态水涂布冷却区为一喷雾区，该喷雾区包括不锈钢外壳、高压水进口 、高压水分配室、喷雾水嘴、高压水泵、过滤器、抽水泵和储水箱；其中不锈钢外壳连接在炉体外侧出线管口一端的端板上，喷雾水嘴位于不锈钢外壳顶部，喷雾水嘴与高压水分配室连接，高压水进口 一端与高压水分配室连接，高压水进口另一端与高压水泵连接，高压水泵与过滤器连接，过滤器与抽水泵连接，抽水泵设于储水箱内；所述不锈钢外壳设有喷雾水回水口、玻璃观察窗口和维修窗口，喷雾水回水口连通储水箱；所述不锈钢外壳在与炉体外侧连接的一端对应的另一端设有外出口导向套，外出口导向套安装有外出口瓷珠孔，内出口瓷珠孔和外出口瓷珠孔之间设有穿线弹簧，且穿线弹簧位于不锈钢外壳内部。
所述液态水涂布冷却区设置有滚水筒涂布区，滚水筒涂布区包括水槽，以及由滚水筒驱动电机驱动旋转的滚水筒；所述滚水筒开设有用于通过从内出口瓷珠孔出来的线材的V形槽，滚水筒的下部位浸入水槽内的储水中。 所述液态水涂布冷却区设置有虹吸涂布区，该虹吸涂布区包括虹吸水槽、反U形支架、虹吸吸取带、虹吸扩散层、虹吸涂布层、涂布层驱动轮、涂布层张紧轮和两个涂布层水中轮；所述虹吸吸取带上端包覆在反U形支架上，虹吸吸取带下端浸入虹吸水槽内，虹吸扩散层包覆在虹吸吸取带上，虹吸涂布层包覆在虹吸扩散层上；从内出口瓷珠孔出来的线材经过位于反U形支架顶部的虹吸涂布层；所述涂布层驱动轮和涂布层张紧轮设在虹吸水槽上方，两个涂布层水中轮设在虹吸水槽内两侧，虹吸涂布层依次绕设于涂布层驱动轮、涂布层张紧轮和两个涂布层水中轮，并由涂布层驱动轮驱动旋转。 所述液态水涂布冷却区设置有水幕区，水幕区包括水幕储水箱、水幕槽和抽水泵；水幕储水箱设在从内出口瓷珠孔出来的线材下方，水幕槽设在从内出口瓷珠孔出来的线材上方，水幕槽底部开设有可形成水幕的窄缝状水幕出口 ，水幕出口位置设有可调节水幕出口宽度的水幕调节装置；抽水泵浸入水幕储水箱，抽水泵与水幕槽之间连接有水幕水补充管，水幕槽与水幕储水箱之间设有溢流水位调节管和水幕槽溢流管。 所述液态水涂布冷却区设置有由滚水筒涂布区和虹吸涂布区组成的组合联动装置；所述滚水筒涂布区包括水槽，以及由滚水筒驱动电机驱动旋转的滚水筒，所述滚水筒开设有用于通过从内出口瓷珠孔出来的线材的V形槽，滚水筒的下部位浸入水槽内的储水中；所述虹吸涂布区包括虹吸水槽、反U形支架、虹吸吸取带、虹吸扩散层、虹吸涂布层、涂布层驱动轮、涂布层张紧轮和两个涂布层水中轮，所述虹吸吸取带上端包覆在反U形支架上，虹吸吸取带下端浸入虹吸水槽内，虹吸扩散层包覆在虹吸吸取带上，虹吸涂布层包覆在虹吸扩散层上；从内出口瓷珠孔出来的线材经过位于反U形支架顶部的虹吸涂布层，所述涂布层驱动轮和涂布层张紧轮设在虹吸水槽上方，两个涂布层水中轮设在虹吸水槽内两侧，虹吸涂布层依次绕设于涂布层驱动轮、涂布层张紧轮和两个涂布层水中轮，并由涂布层驱动轮驱动旋转；滚水筒涂布区设在前端用作第一次液态水涂布，虹吸涂布区设在后端用作第二次液态水涂布，滚水筒一端设有偏心轮，偏心轮与设有压紧弹簧的连杆一端连接，连杆的另一端被拉紧弹簧拉靠在连接涂布层驱动轮的齿轮上。 本发明有益效果为本发明所述的一种线材退火工艺及其装置，在线材退火装置上完成的退火工艺主要包括高温退火区的加热处理，蒸汽冷却区的冷却处理和液态水涂布冷却区的液态水涂布冷却处理三个工序，其中蒸汽冷却区中的蒸汽不是来自高温退火区的高温蒸汽，而是内置式蒸汽发生器产生的低温蒸汽，冷却效率较高，且无冷凝水的问题，可以应用于较粗线材的退火，加上液态水涂布冷却处理的工序，不但能轻易完成线材的冷却，还能更好地完成涂覆抗氧化剂等涂覆物的任务。因此，本发明所述的一种线材退火工艺及其装置，可避免退火线材发生氧化情况，提高线材退火后的性能和质量稳定性，实现完美的抗氧化剂涂覆和镀锡前处理，减少能源消耗，并适用于各种线材的退火。
附图1为本发明液态水涂布冷却区为喷雾区的结构示意图； 附图2为本发明进线管口位置的结构示意图； 附图3为本发明出线管口位置的结构示意图； 附图4为本发明喷雾区外出口位置的结构示意图； 附图5为本发明内置式蒸汽发生器位置的结构示意图； 附图6为本发明电加热部件位置的结构示意图； 附图7为本发明喷雾区位置的结构示意图； 附图8为本发明液态水涂布冷却区为滚水筒涂布区的结构示意图； 附图9为本发明液态水涂布冷却区为虹吸涂布区的结构示意图； 附图10为图9的A处放大 附图11为本发明液态水涂布冷却区为水幕区的结构示意图； 附图12为图11的B处放大图； 附图13为本发明液态水涂布冷却区为滚水筒涂布区和虹吸涂布区组合的结构示意图； 附图14为本发明滚水筒涂布区与虹吸涂布区的组合正面结构示意图； 附图15为本发明滚水筒涂布区与虹吸涂布区的组合侧面结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明如图1至图6所示，一种线材退火装置，它包括退火炉的炉体l，炉体1穿设有用于通过线材10的若干炉管2，若干炉管2等间距地并排设置形成炉管排，炉体1内的炉管排中段设有电加热部件，形成高温退火区4，炉管排的各炉管2分别在进线管口处安装有瓷珠孔套21，瓷珠孔套21安装有进口瓷珠孔20 ;炉管排的各炉管2分别在出线管口处安装有带有圆锥形内孔的内出口导向套23，内出口导向套23安装有内出口瓷珠孔22 ;炉体1内的炉管排在靠近出线管口处设有内置式蒸汽发生器11，形成蒸汽冷却区5，炉管排穿过内置式蒸汽发生器11，位于内置式蒸汽发生器11内的各炉管2开设有若干蒸汽进口 201 ;紧靠出线管口的炉体1外侧设有液态水涂布冷却区60 ;所述炉管排在进线管口位置设有进口保温外套30，炉管排在出线管口位置设有出口保温外套31，炉管排与炉体1之间设有保温棉32。 其中，所述退火炉炉管2进出炉体1时设置有进口保温外套30和出口保温外套31，以防止退火炉炉管2与外壳或空气接触散热而导致蒸汽压力下降或冷凝；蒸汽压力下降或冷凝发生在进口瓷珠孔20内时将导致内置式蒸汽发生器11要产生更大的蒸汽压力才能使进口瓷珠孔20内的蒸汽压力堵住氧气从进口磁珠孔进入退火炉炉管2，将直接加大高温退火区4和内置式蒸汽发生器11的能耗；蒸汽压力下降或冷凝发生在出口瓷珠孔内时将使内置式蒸汽发生器11通向出口的蒸汽量加大，也增加了内置式蒸汽发生器11的能耗。
其中，所述高温退火区4离炉体1的进线端仅有必要的保温棉32厚度距离，电加热部件外包裹有保温棉32。所述内置式蒸汽发生器11离高温退火区4仅有必要的保温棉32厚度距离，内置式蒸汽发生器11离炉体1的出线端的距离应当大于必要的保温棉32厚度距离，需要加长蒸汽冷却区5时则加长内置式蒸汽发生器11离炉体1的出线端的距离。
其中，位于高温退火区4的炉管排与电加热部件之间设置有折弯后紧密包裹住每一根炉管2的导热层41，导热层41折弯成可穿过单根或两根炉管2的凹槽，凹槽开口处盖有盖板42，形成与退火炉炉管排对应的方筒，保证导热层41在高温下变形幅度不大且能始终贴近退火炉炉管2，该导热层41可将其外侧电阻丝44发出的热量在导热层41内快速传导并使导热层41温度均匀，温度均匀的导热层41再将热量传导给与之接触的退火炉炉管2，保证了退火炉炉管2温度的平滑和均匀；包裹有导热层41的炉管排两侧安装有用陶瓷特制的电阻丝绕线座43，电阻丝绕线座43—侧的内凹口卡在导热层41边缘上，电阻丝绕线座43的另一侧为半圆形，该电阻丝绕线座43半圆形一侧沿炉管2方向间隔设置有绕线槽，绕线槽内绕设有电阻丝44，绕线槽外的电阻丝44穿有多节圆管形绝缘瓷珠45形成所述电加热部件，绕线槽的间隔限定了电阻丝44沿炉管2方向的绕线密度，并阻止炉管2在反复热胀和冷縮的过程中改变电阻丝44绕线密度分布。
其中，所述进口保温外套30滑动支撑在设于炉体1内的炉管进口支架301上，炉管2热胀冷縮时可在炉管进口支架301上滑动；而出口保温外套31固定在设于炉体1内的炉管出口支架310上，出口保温外套31在炉体1内固定在炉管出口支架310上，炉管2热胀冷縮时固定不动，使内出口瓷珠孔22位置不变，内置式蒸汽发生器11放置在设于炉体1内的内置式蒸汽发生器11支架上。 其中，所述内置式蒸汽发生器11包括不锈钢内胆111、电热管112和热电偶113，炉管排穿过不锈钢内胆lll，不锈钢内胆111设有内水补充口 114、内水溢流口 115和放水清洗口 116 ;其中，放水清洗口 116通过管道向下通到炉体1外并在炉体1外安装有放水阀门117 ;内水溢流口 115通过水溢流下弯管118118通到炉体l外连接外水溢流口 110 ;内水补充口 114通过内套在水溢流下弯管118118中心的细管道向下通到炉体l夕卜，再通过水补充下弯管119连接外水补充口 120 ;所述外水溢流口 110低于内水溢流口 115，内水补充口114高于内水溢流口 115，且内水补充口 114位于内水溢流口 115侧方，外水补充口 120大大高于内水补充口 114，外水补充口 120设有便于承接补充水的漏斗或定量补充水泵，外水溢流口 IIO最高点处设有锐角形溢出口。补充水的流量应当大于蒸汽消耗的水量使外水溢流口 110可观察到少量溢流，补充水的流量可以用针孔阀控制，也可以用定量泵控制，外水溢流口 110垂直向上到最高点时设有锐角溢出口便于观察溢流水流量，外水溢流的水量应保持在可观察到的最小水量；炉管排穿过内置式蒸汽发生器11。 采用上述结构的线材退火装置，线材10经过的路径是炉管2的进线口设置有进口瓷珠孔20，进口瓷珠孔20安装在瓷珠孔套21上，瓷珠孔套21安装在进线管口上，炉管2的出线口设置有内出口瓷珠孔22，内出口瓷珠孔22安装在带有圆锥形内孔的内出口导向套23上，内出口导向套23安装在出线管口上，出线管口的内孔直径通过内出口导向套23的圆锥形内孔平滑地逐步縮小到内出口瓷珠孔22的直径，在使用钢丝穿线时不可有突出物阻挡钢丝进入内出口瓷珠孔22。 如图1、图4、图7所示，液态水涂布冷却区60的第一种实施方式为，所述液态水涂布冷却区60为一喷雾区，该喷雾区包括不锈钢外壳61 、高压水进口 62、高压水分配室63、喷雾水嘴64、高压水泵65、过滤器66、抽水泵67和储水箱68 ;其中不锈钢外壳61连接在炉体1外侧出线管口一端的端板上，喷雾水嘴64位于不锈钢外壳61顶部，喷雾水嘴64与高压水分配室63连接，高压水进口 62 —端与高压水分配室63连接，高压水进口 62另一端与高压水泵65连接，高压水泵65与过滤器66连接，过滤器66与抽水泵67连接，抽水泵67设于储水箱68内；所述不锈钢外壳61设有喷雾水回水口 611、玻璃观察窗口 612和维修窗口613，喷雾水回水口 611连通储水箱68 ;所述不锈钢外壳61在与炉体1外侧连接的一端对应的另 一端设有外出口导向套34，外出口导向套34安装有外出口瓷珠孔33 ，内出口瓷珠孔22和外出口瓷珠孔33之间设有穿线弹簧69，且穿线弹簧69位于不锈钢外壳61内部。采用上述结构的喷雾区，内出口导向套23的出线端外圆设有较深较宽的螺纹，螺纹上连接有不锈钢弹簧，不锈钢弹簧的节距应当适中，既不可过分阻挡雾珠进入线材IO通过的弹簧内圈，又不可在使用钢丝穿线时让钢丝穿出弹簧，弹簧的另一端连接在带有圆锥形内孔的外出口导向套34的外圆螺纹上，外出口导向套34的内孔出口处安装有外出口瓷珠孔33，连接外出口导向套34的弹簧通过外出口导向套34的圆锥形内孔平滑地逐步縮小到外出口瓷珠孔33的直径，在使用钢丝穿线时不可有突出物阻挡钢丝进入外出口瓷珠孔33。其中，过滤器66的过滤精度应达到喷雾水嘴64的防堵塞要求，喷雾水应当是经过软化处理的水以免 水垢堵塞喷雾水嘴64，高压泵的输出水压力范围为2 7Mpa，限定最高为7Mpa，抽水泵67 的输出压力限定最高为O. 3Mpa，抽水泵67的额定流量大于高压水泵65的额定流量，抽水泵 67和高压水泵65均由三相电机驱动，由同一个变频器控制，控制变频器的输出频率可控制 喷雾水流量，变频器的输出频率不得高于50Hz，喷雾水流量=高压水泵65额定流量*变频 器的输出频率/50Hz，喷雾水流量的调节范围应当在全部水嘴对应于2Mpa的最小流量和对 应于7Mpa的最大流量之间，喷雾水的主要成分是水，也可添加抗氧化剂等水溶性溶剂。
如图8所示，液态水涂布冷却区60的第二种实施方式为，液态水涂布冷却区60设 置有滚水筒涂布区，滚水筒涂布区包括水槽71，以及由滚水筒驱动电机74驱动旋转的滚水 筒72 ;所述滚水筒72开设有用于通过从内出口瓷珠孔22出来的线材10的V形槽73，滚水 筒72的下部位浸入水槽71内的储水中，滚水筒72旋转将水槽71中的水带到滚水筒72上 部。 如图9和图10所示，液态水涂布冷却区60的第三种实施方式为，所述液态水涂布 冷却区60设置有虹吸涂布区，该虹吸涂布区包括虹吸水槽80、反U形支架81、虹吸吸取带 82、虹吸扩散层83、虹吸涂布层84、涂布层驱动轮85、涂布层张紧轮86和两个涂布层水中 轮87 ;所述虹吸吸取带82上端包覆在反U形支架81上，虹吸吸取带82下端浸入虹吸水槽 80内，虹吸扩散层83包覆在虹吸吸取带82上，虹吸涂布层84包覆在虹吸扩散层83上，根 据虹吸涂布层84的湿度要求可加厚、减薄或省去虹吸扩散层83或虹吸吸取带82 ;从内出 口瓷珠孔22出来的线材10经过位于反U形支架81顶部的虹吸涂布层84 ;所述涂布层驱 动轮85和涂布层张紧轮86设在虹吸水槽80上方，两个涂布层水中轮87设在虹吸水槽80 内两侧，虹吸涂布层84依次绕设于涂布层驱动轮85、涂布层张紧轮86和两个涂布层水中轮 87，并由涂布层驱动轮85驱动旋转。 如图11和图12所示，液态水涂布冷却区60的第四种实施方式为，所述液态水涂 布冷却区60设置有水幕区，水幕区包括水幕储水箱90、水幕槽和抽水泵67 ;水幕储水箱90 设在从内出口瓷珠孔22出来的线材IO下方，水幕槽设在从内出口瓷珠孔22出来的线材10 上方，水幕槽底部开设有可形成水幕的窄缝状水幕出口 93，水幕出口 93位置设有可调节水 幕出口 93宽度的水幕调节装置94 ;抽水泵67浸入水幕储水箱90，抽水泵67与水幕槽之间 连接有水幕水补充管95，水幕槽与水幕储水箱90之间设有溢流水位调节管96和水幕槽溢 流管97。水幕出口 93宽度可调节以调节水幕厚度，水幕在接触线材10时应当是连续饱满 的，线材10通过适当厚度的水幕后可附着适当量的液态水； 当然，液态水涂布冷却区60还可以是上述四种实施方式的任意组合，如此可以完 美地达到各种线材10退火的要求。例如，如图13、图14、图15所示，液态水涂布冷却区60可 以为上述第二种实施方式和第三种实施方式的组合联动装置；滚水筒涂布区设在前端用作 第一次液态水涂布，虹吸涂布区设在后端用作第二次液态水涂布；滚水筒72的转速在10 60转/分之间可调，滚水筒72的一端设有偏心轮101，偏心轮101与设有压紧弹簧102的 连杆103—端连接，连杆103的另一端被拉紧弹簧104拉靠在连接涂布层驱动轮85的齿轮 105上，偏心轮101推动连杆103时连杆103推动齿轮105旋转一个齿，偏心轮101退回连 杆103被压紧弹簧102拉回时，连杆103的另一端退回被拉紧弹簧104拉靠在下一个齿上， 如此不断循环，滚水筒72每旋转一周推动连接涂布层驱动轮85的齿轮105旋转一个齿，使涂布层驱动轮85以较慢的速度旋转，驱动附着有污物的涂布层进入水槽清洗。
本发明所述的高温退火区4和蒸汽冷却区5的长度取决于线材10的直径，线材10 材料的比热系数，需要的再结晶时间，线材IO的生产速度，需要达到的再结晶温度以及线 材10在蒸汽中的吸热和散热速度；所述蒸汽冷却区5的最小长度=内置式蒸汽发生器11 与高温退火区4之间必要的保温棉32厚度+内置式蒸汽发生器11的长度+内置式蒸汽发 生器11与炉体1的出线端之间必要的保温棉32厚度，设置有喷雾区且喷雾系统打算一直 与退火炉同时运行时可以采用最小的蒸汽冷却区5长度来制造退火炉，不设置喷雾区或打 算在某些情况下不使用喷雾系统时应当加长蒸汽冷却区5长度，加长蒸汽冷却区5长度时 应当加长内置式蒸汽发生器11与炉体1的出线端之间的距离，加长的幅度应当根据所要生 产的线材IO粗细，生产的速度，高温退火区4的温度以及线材IO材料的比热系数来确定；
线材10升温或冷却需要的吸热速度或散热速度取决于线材10的生产速度，直径， 需要达到的再结晶温度，比重系数和比热系数，升温时的吸热速度与冷却时的散热速度需 求是对称的，假定常温线材10通过炉体1进线端的保温棉32段后达到了 100度，再假定线 材10离开蒸汽冷却区5的温度冷却到了 100度，那么需要的吸热速度与散热速度绝对值相 等，并可得出以下公式吸热速度=_散热速度=线材10生产速度*线材10直径*线材10 直径*3. 14/4*线材10比重*线材10比热系数*(需要达到的再结晶温度-100)。本文温 度单位为摄氏度。 退火炉实际能够提供的吸热速度和散热速度取决于与线材10接触的蒸汽温度， 线材10与蒸汽的传热系数，以及线材10与蒸汽接触的面积；假定高温退火区4的蒸汽温度 等于该区设定的温度约等于工艺需要的再结晶温度，假定蒸汽冷却区5的蒸汽温度等于内 置式蒸汽发生器11内的饱和蒸汽温度约等于ioo度，由此可假定升温需要的时间和冷却需 要的时间相同，即高温退火区4用于线材10升温的长度等于蒸汽冷却区5用于线材10冷 却的长度；但是线材10与蒸汽的传热过程比较复杂，最难确定的是接触线材10的蒸气与 远离线材10的蒸汽是以热传导还是以对流方式传热，且缺乏可引用的数据；线材10与蒸 汽接触的面积中存在圆周方向和长度方向的区别，长度方向可以认为是与传热速度成正比 的，圆周方向因存在周围蒸汽的传热机理问题，可能传热速度达不到与周长的正比关系；综 合以上分析，能否在加热或冷却区有效地达到加热或冷却目的，简化的判定方法是线材10 在加热或冷却区停留的时间是否足够，每种规格的线材10需要多长的停留时间则只能通 过实验来确定。 为了得到退火炉设计和工艺制定所必需的依据，可以通过在蒸汽冷却区5对不同 线材10进行冷却实验来获得该线材10需要的冷却时间；实验时将线材10在高温退火区4 加热到一个固定的温度进入蒸汽冷却区5，离开蒸汽冷却区5的温度以线材10接触氧气后 快速氧化的临界温度为基准，线材10以不同的速度通过同样的蒸汽冷却区5，获取线材10 速度略高则氧化略低则不氧化的临界速度，那么线材10需要的冷却时间=蒸汽冷却区5 长度/线材10不氧化的临界速度；假定线材10需要的加热时间等于线材10需要的冷却时 间，如果此时高温退火区4在适宜的设定温度下达到了理想的软化效果，所述适宜的设定 温度是l)不太高以免退火效果不稳定；2)不太低以免高温退火区4无谓地被加长，此时 可推算出该线材10需要的再结晶时间=(高温退火区4长度-蒸汽冷却区5长度)/线材 10不氧化的临界速度；获得了各种规格线材10需要的冷却时间和再结晶时间，根据所要生产的线材10规格和生产速度，可以设计出需要配置的高温退火区4长度和蒸汽冷却区5长 度，再根据已有退火炉的高温退火区4长度和蒸汽冷却区5长度，可以制定各种规格线材10 的工艺生产速度。 下面，以上述线材退火装置为应用对线材10的退火工艺进行说明
线材退火工艺，它包括以下步骤 步骤A，线材10通过进口瓷珠孔20进入有蒸汽压力的退火炉炉管排内，进入蒸汽 保护状态； 步骤B，线材10沿炉管排进入退火炉内设置有电加热部件的高温退火区4进行加 热处理；线材10进入退火炉炉管2后很快进入设置有电加热部件的高温退火区4，在高温 退火区4被快速加热到线材10材料的再结晶温度，保持再结晶温度一定时间并达到软化目 的后离开高温退火区4 ; 步骤C，线材10离开高温退火区4后沿炉管排进入退火炉内设置有内置式蒸汽发 生器11的蒸汽冷却区5进行冷却处理；线材10离开高温退火区4后进入设置有内置式蒸 汽发生器11的蒸汽冷却区5，在蒸汽冷却区5利用高温线材10与该区域蒸汽的温差将线材 10部分或全部冷却到接触空气不被快速氧化的温度； 步骤D，线材10离开蒸汽冷却区5后，沿炉管排从内出口瓷珠孔22出来，进入液态 水涂布冷却区60进行液态水涂布冷却处理；液态水涂布冷却区60的作用是在线材10离 开从内出口瓷珠孔22喷出的蒸汽保护带之前，在线材10上涂布适量的液态水，线材10温 度较高可使所涂布液态水蒸发，所产生蒸汽在保护高温线材10不被氧化的同时吸收线材 10的热量使之冷却到接触氧气不易被氧化的较低温度；液态水中可添加抗氧化剂或助焊 剂等溶剂，液态水的涂布量要足以利用其蒸发吸热吸收线材10中的残余热量使线材10完 全冷却，但不能多到大量液态水残留在线材IO表面，在线材IO完全冷却前，线材IO—直被 内出口瓷珠孔22出来的蒸汽和接触液态水产生的蒸汽包围，所以不会氧化，若涂布水中添 加了抗氧化剂或助焊剂等溶剂，水分被蒸发后溶剂将附着在线材10表面；
步骤E，线材10从液态水涂布冷却区60出来，结束退火过程，线材10处于良好状 态进入下道工序。 所述步骤A中，线材10通过进口瓷珠孔20进入退火炉炉管排时，调节内置式蒸汽 发生器ll内的饱和蒸汽压力，其压力应当将蒸汽压到紧靠进口瓷珠孔20的退火炉炉管2 内还有略高于大气压力的蒸汽压力，使其饱和蒸汽压力足可阻止外部氧气由进口瓷珠孔20 进入炉管排内，并通过直径较小的进口瓷珠孔20应当保持有少量蒸汽从进口瓷珠孔20溢 出，溢出蒸汽越少则越节能。 所述步骤B中，线材10在高温退火区4进行加热时，高温退火区4相应位置处炉 管排的横向温度分布一致，以保证同时生产的多根线材10退火条件相同，炉管排的纵向温 度分布平滑管壁上不可存在局部高温点，否则线材10在高温退火区4内停留时易被烧结在 管壁上，轻则断线，重则将退火炉炉管2堵塞。 所述步骤B中，线材10在高温退火区4进行加热时，线材10上附着的拉丝油等有 机物在高温退火区4被气化，气化后的有机物随蒸汽一起逆着线材10的运动方向，向进口 瓷珠孔20方向移动，并随蒸汽从进口瓷珠孔20溢出。所述有机物为肥皂水等皂化液。
所述步骤C中，线材10在刚进入蒸汽冷却区5到达内置式蒸汽发生器11前的炉管排内，首先接触的是从内置式蒸汽发生器11流向高温退火区4的逆线材10运动方向移 动的蒸汽，该段炉管排内的蒸汽温度因炉管排的传热作用而高于内置式蒸汽发生器ll内 的饱和蒸汽温度，但低于刚离开高温退火区4的线材10温度，因此线材10在该段炉管排内 慢速冷却；线材10在到达内置式蒸汽发生器11后，从内出口瓷珠孔22离开蒸汽冷却区5 前的炉管排内，接触的是从内置式蒸汽发生器11流向内出口瓷珠孔22的顺线材10运动方 向移动的蒸汽，蒸汽温度因炉管排传热作用减弱而仅略高于内置式蒸汽发生器11内的饱 和蒸汽温度，线材IO在该段炉管排内快速冷却；若希望高温段冷却速度快，可尽量縮短高 温退火区4与内置式蒸汽发生器11的间距，反之，可加长其间距以减慢高温段的冷却速度， 如此可适应钢铁等具有快冷硬化效应的线材退火。所述步骤C中线材10如果不需要涂覆 抗氧化剂等涂覆物，若线材10较细或速度较慢或蒸汽冷却区5较长，线材10在该区域可冷 却到接触氧气不被快速氧化的温度，线材10的退火过程可以在从内出口瓷珠孔22离开蒸 汽冷却区5时结束，不必设置液态水涂布冷却区60，设置有液态水涂布冷却区60时可不启 动液态水涂布功能。 所述步骤D中，液态水涂布冷却处理的过程中，在线材10离开从内出口瓷珠孔22 喷出的蒸汽保护带之前，涂布适量的液态水在线材10上，因线材IO温度较高可使所涂布液 态水蒸发，所产生蒸汽在保护高温线材10不被氧化的同时吸收线材10的热量使之冷却到 接触氧气不易被氧化的较低温度；在液态水涂布冷却处理的同时，可在液态水中添加抗氧 化剂或助焊剂等涂覆物，涂覆物随液态水涂布在线材10表面，液态水蒸发后涂覆物均匀地 分布在线材IO表面，必要时还可利用组合液态水涂布工序清洗掉涂布在线材IO表面的涂 覆物。 所述液态水涂布冷却处理为喷雾法、滚筒法、虹吸法、水幕法四种涂布方法之一或 四种涂布方法的任意组合；其中 所述喷雾法就是通过设置喷雾区进行液态水涂布冷却处理，即通过雾珠将液态水 涂布在线材10上，控制雾珠密度和接触雾珠的行程可控制涂布在线材10上的液态水水量； 线材10在喷雾区接触到密集的雾珠后，因线材10温度较高会使雾珠中的水迅速蒸发，不断 蒸发出来的水蒸汽可将线材10包裹起来，使线材10不能接触到存在于喷雾区的氧气而氧 化，雾珠的蒸发过程带走热量，使线材IO迅速冷却。若雾珠中添加了抗氧化剂等水溶性溶 剂，水分蒸发后该溶剂就被涂覆在线材10上了 ；线材10进入喷雾区时，应当设置内出口瓷 珠孔22减小从蒸汽冷却区5出来的蒸汽流量，进入喷雾区后，应当尽可能减少遮挡使其暴 露雾气中与雾珠充分接触，离开喷雾区时，应当设置外出口瓷珠孔33减小雾珠和蒸汽从喷 雾区出来的流量，还应当在内出口瓷珠孔22，内外出口瓷珠孔33之间以及外出口瓷珠孔33 处设置导向装置以方便穿线。 其中，喷雾区的长度可由喷雾水嘴64的数量确定，喷雾水流量不太大时喷雾水嘴 64仅需一排约5 20个，喷雾水流量很大时可设置多排，仅一排喷雾水嘴64时喷雾区长 度约0. 3 0. 5米，每增加一排长度增加0. 3米；喷雾水流量的大小取决于线材10的根数， 直径，速度，进入喷雾区时的温度，比重及比热系数，水蒸发为蒸汽式的吸热量，以及喷雾水 雾珠附着在线材10上的比例，其中线材10进入喷雾区时的温度可以由经验获得的该规格 线材10需要的冷却时间推算，线材10进入喷雾区时的温度=(高温退火区4温度-100)* 蒸汽冷却区5实际长度/线材10生产速度/该规格线材10需要的冷却时间+100 ;线材10降温到100度可加热水蒸发为蒸汽的速度=(线材10进入喷雾区时的温度-100)*根数* 速度*直径*直径*3. 14/4*比重*比热系数/水蒸发为蒸汽式的吸热量；喷雾水雾珠附着 在线材10上的比例可以通过实验获得经验数据，假定在一种工艺下喷雾区冷却效果达到 最佳，可用上式计算出水蒸发为蒸汽的速度，在计算喷雾水雾珠附着在线材IO上的比例 =水蒸发为蒸汽的速度/喷雾水流量；获得以上经验数据后，可指导喷雾区喷雾水嘴64数 量和排数的设计，以及喷雾高压水泵65流量范围的设计，使用时还可指导选择喷雾水嘴64 的大小，以及喷雾高压水泵65的流量设定。 所述滚筒法就是通过滚水筒72的V形水槽73将液态水涂布在线材10上，控制滚 水筒72转速和水槽71水位可控制滚水筒72上部V形水槽73中的水量，从而可控制涂布 在线材10上的液态水水量；滚水筒72上开设有V形水槽73，线材10在离开从内出口瓷珠 孔22喷出的蒸汽保护带之前进入V形水槽73，线材10进入V形水槽73后与存留在V形 水槽73中的水接触，从而使线材10冷却。滚水筒72的下部位于水槽71的水位以下，滚水 筒72由滚水筒72驱动电机74驱动旋转，不断将水位以下的水靠表面张力带到水面以上， 滚水筒72旋转速度越快则克服表面张力回流下来的水量越少，附着在滚水筒72上的水量 则越多；滚水筒72浸泡在水位以下的部分越多，附着在滚水筒72上的水到达与线材10接 触的滚水筒72顶点前在水位以上运动的距离越短，回流下来的水量较少，存留的水量也较 多；V形水槽73中水受到的表面较大，回流下来的水量较少，存留的水量也较多；线材10进 入V形水槽73后与存留在V形水槽73中的水接触，离开V形水槽73时线材10表面将附 着一定量的水；通过调节滚水筒72旋转速度和水槽71的水位，可以调节V形水槽73中的 存水量，达到调节液态水涂布量的目的。 所述虹吸法就是通过保持有一定湿度的虹吸吸取带82上的虹吸涂布层84将液态 水涂布在线材10上，控制虹吸水位和虹吸吸取带82截面可控制虹吸涂布层84的湿度，从 而可控制涂布在线材10上的液态水水量；线材10在离开从内出口瓷珠孔22喷出的蒸汽保 护带之前接触虹吸吸取带82上部，虹吸吸取带82上部吸取有水，从而使线材10冷却。虹 吸吸取带82与虹吸水槽80中的水接触，将虹吸水槽80中的水虹吸到上部，虹吸吸取带82 可使用有较强虹吸作用的棉布等材料；包覆在支架上的虹吸吸取带82将虹吸上来的水传 递给虹吸作用特强的虹吸扩散层83，如海绵等材料，虹吸扩散层83将水迅速补充给消耗水 量较大的与线材IO接触的部分；包覆在若干个虹吸扩散层83外面的虹吸涂布层84使用较 薄的有较强虹吸作用的棉布等材料，其主要作用是承受与线材io接触时擦下来的污物及 所造成的磨损，虹吸涂布层84可由滚筒收巻和放巻来更新，保证连续生产时均处于最佳状 态；虹吸水槽80的水位由循环泵及溢流水位调节管96调节；虹吸涂布层84有较强的纳污 能力且可连续更新，适合于需要较强清洗功能的场合；若需要其清洗作用时使用虹吸涂布 法，液态水涂布量较大才能达到较好的清洗目的，线材io表面附着的液态水又会影响下道 工序，可以在虹吸涂布区后面增加一个虹吸干燥区，虹吸干燥区也包含有虹吸支架，虹吸扩 散层83，不同的是没有虹吸吸取带82，且与前面的虹吸涂布区连接时设有隔离板隔离相邻 的虹吸扩散层83，放巻出来的虹吸涂布层84先接触虹吸干燥区，吸取线材10上的水传递 给虹吸扩散层83，虹吸扩散层83将顶部吸取的水传递到下部，使顶部保持相对干燥；虹吸 涂布区和虹吸干燥区均可由一块或多块虹吸支架连接而成，各虹吸支架上的虹吸扩散层83 均可用隔离板互相隔离；必要时还可在虹吸干燥区的虹吸支架内设置加热装置，加热蒸发对应的虹吸扩散层83中的水分，加强其干燥作用。 所述水幕法就是通过穿过水幕将液态水涂布在线材10上，控制水幕的厚度可控 制涂布在线材IO上的液态水水量。线材10在离开从内出口瓷珠孔22喷出的蒸汽保护带 之前接触水幕，从而使线材10冷却。水幕出口 93宽度可调节以调节水幕厚度，水幕在接触 线材10时应当是连续饱满的，线材10通过适当厚度的水幕后可附着适当量的液态水。
通过喷雾法、滚筒法、虹吸法、水幕法四种涂布方法之一或四种涂布方法的任意组 合，即可以设置两个以上的液态水涂布冷却区60，实现多种涂覆物的涂覆或清洗；设置两 个以上的液态水涂布冷却区60时，每个液态水涂布区的涂布量可以减少，涂布量减少的原
则是，第一次涂布后应当保证线材io温度降低到接触氧气不被快速氧化的温度，但应当留
有一定热量用于后续涂布时蒸发掉后续涂布到线材10上的水量，最后一次涂布后线材10 表面不能残留或在许可的范围内少量残留液态水；组合的涂布方法还可在完成涂覆后对涂 覆物进行清洗，如镀锡线生产时可以先用滚筒法涂覆助焊剂，再用虹吸法清洗残留的化学 物质。液态水涂布在起到冷却处理功能的同时，还可起到将抗氧化剂等涂覆物涂布在线材 IO表面的功能，若液态水中添加了抗氧化剂等涂覆物，液态水被蒸发后可将它们保留在线 材IO表面。此外，若采用两种以上涂布法的组合，还可实现涂布涂覆物后再将它清洗掉的 功能，这样可在不设置吹干和烘干等复杂工序时轻易达到镀锡前进行酸洗和水洗两道工序 的要求。虹吸法若被用于第二次液态水涂布，在达到清洗涂覆在线材io表面酸性物质的同 时，还可以控制涂布在线材IO表面的液态水水量，并利用线材10的余热将液态水蒸发，省 去吹干和烘干工序，使进入镀锡锅的线材10表面干燥不炸锡。 所述步骤E中，线材10离开液态水涂布冷却区60后即完成了全部退火过程，此时 线材10的温度应当低于接触氧气可能被快速氧化的温度，且线材IO温度不太低以保证表 面没有附着液态水，若线材IO温度太高，则应当加大液态水涂布冷却区60的水涂布量，若 有液态水附着在线材10表面，则应当降低液态水涂布冷却区60的水涂布量；若液态水涂布 冷却区60的涂布水中添加了抗氧化剂，此时表面干燥的线材10即可收巻为成品线进行存 放；若液态水涂布冷却区60的涂布水中添加了助焊剂，此时表面干燥的线材10即完成了表 面清洗和活化处理，可进行热镀锡作业，不但实现了退火和镀锡工序无缝结合，还因线材10 表面干燥避免了线材10进入锡锅时的炸锡现象。 由于高温退火之后线材10经过了蒸汽冷却和液态水涂布冷却两个工序，高温阶 段主要依靠蒸汽冷却，所以冷却速度比较平缓，可适用于对钢铁等快冷硬化材料的退火。
综上所述，本发明所述的一种线材退火工艺及其装置，主要包括高温退火区4的 加热处理，蒸汽冷却区5的冷却处理和液态水涂布冷却区60的液态水涂布冷却处理三个工 序，其中蒸汽冷却区5中的蒸汽不是来自高温退火区4的高温蒸汽，而是内置式蒸汽发生器 11产生的低温蒸汽，冷却效率较高，且无冷凝水的问题，可以应用于较粗线材10的退火，加 上液态水涂布冷却处理的工序，不但能轻易完成线材10的冷却，还能更好地完成涂覆抗氧 化剂等涂覆物的任务；其蒸汽压力容易控制，蒸汽压力稳定性和可靠性高，可有效避免线材 10发生氧化情况，而且起热量在传输过程中损耗非常少，节能效果良好。因此，本发明所述 的一种线材退火工艺及其装置，可避免退火线材IO发生氧化情况，提高线材IO退火后的性 能和质量稳定性，还可实现完美的抗氧化剂涂覆和镀锡前处理，节能效果良好，可以应用于 各种线材10的退火。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特 征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
权利要求
一种线材退火工艺，其特征在于，它包括以下步骤步骤A，线材(10)通过进口瓷珠孔(20)进入有蒸汽压力的退火炉炉管排内，进入蒸汽保护状态；步骤B，线材(10)沿炉管排进入退火炉内设置有电加热部件的高温退火区(4)进行加热处理；步骤C，线材(10)离开高温退火区(4)后沿炉管排进入退火炉内设置有内置式蒸汽发生器(11)的蒸汽冷却区(5)进行冷却处理；步骤D，线材(10)离开蒸汽冷却区(5)后，沿炉管排从内出口瓷珠孔(22)出来，进入液态水涂布冷却区(60)进行液态水涂布冷却处理；步骤E，线材(10)从液态水涂布冷却区(60)出来，结束退火过程；其中，炉管排由若干并排设置的炉管(2)组成。
2. 根据权利要求1所述的一种线材退火工艺，其特征在于所述步骤A中，线材(10) 通过进口瓷珠孔(20)进入退火炉炉管排时，调节内置式蒸汽发生器(11)内的饱和蒸汽压 力，使其饱和蒸汽压力足可阻止外部氧气由进口瓷珠孔(20)进入炉管排内，并保持有少量 的蒸汽从进口瓷珠孔(20)溢出。
3. 根据权利要求l所述的一种线材退火工艺，其特征在于所述步骤B中，线材(10)在 高温退火区(4)进行加热时，高温退火区(4)相应位置处，炉管排的横向温度分布一致，炉 管排的纵向温度分布平滑。
4. 根据权利要求l所述的一种线材退火工艺，其特征在于所述步骤B中，线材(10)在 高温退火区(4)进行加热时，线材(10)上附着的有机物在高温退火区(4)被气化，气化后 的有机物随蒸汽一起逆着线材(10)的运动方向，向进口瓷珠孔(20)方向移动，并随蒸汽从 进口瓷珠孔(20)溢出。
5. 根据权利要求l所述的一种线材退火工艺，其特征在于所述步骤C中，线材(10)在 刚进入蒸汽冷却区(5)到达内置式蒸汽发生器(11)前的炉管排内，首先接触的是从内置式 蒸汽发生器(11)流向高温退火区(4)的逆线材(10)运动方向移动的蒸汽，该段炉管排内 的蒸汽温度因炉管排的传热作用而高于内置式蒸汽发生器(11)内的饱和蒸汽温度，但低 于刚离开高温退火区(4)的线材(10)温度，因此线材(10)在该段炉管排内慢速冷却；线材 (10)在到达内置式蒸汽发生器(11)后，从内出口瓷珠孔(22)离开蒸汽冷却区(5)前的炉 管排内，接触的是从内置式蒸汽发生器(11)流向内出口瓷珠孔(22)的顺线材(10)运动方 向移动的蒸汽，蒸汽温度因炉管排传热作用减弱而仅略高于内置式蒸汽发生器(11)内的 饱和蒸汽温度，线材(10)在该段炉管排内快速冷却。
6. 根据权利要求1所述的一种线材退火工艺，其特征在于所述步骤D中，所述液态水 涂布冷却处理的过程中，在线材(10)离开从内出口瓷珠孔(22)喷出的蒸汽保护带之前，涂 布适量的液态水在线材(10)上，因线材(10)温度较高可使所涂布液态水蒸发，所产生蒸汽 在保护高温线材(10)不被氧化的同时吸收线材(10)的热量使之冷却到接触氧气不易被氧 化的较低温度；在液态水涂布冷却处理的同时，在液态水中添加抗氧化剂或助焊剂涂覆物， 涂覆物随液态水涂布在线材(10)表面，液态水蒸发后涂覆物均匀地分布在线材(10)表面。
7. 根据权利要求6所述的一种线材退火工艺，其特征在于所述液态水涂布冷却处理 为喷雾法、滚筒法、虹吸法、水幕法四种涂布方法之一或四种涂布方法的任意组合；所述喷雾法就是通过雾珠将液态水涂布在线材(10)上，控制雾珠密度和接触雾珠的行程可控制 涂布在线材(10)上的液态水水量；所述滚筒法就是通过滚水筒(72)的V形水槽(73)将液 态水涂布在线材(10)上，控制滚水筒(72)转速和水位可控制残留在V形水槽(73)中的水 量，从而可控制涂布在线材(10)上的液态水水量；所述虹吸法就是通过保持有一定湿度的 虹吸吸取带(82)上的虹吸涂布层(84)将液态水涂布在线材(10)上，控制虹吸水位和虹吸 吸取带(82)截面可控制虹吸涂布层(84)的湿度，从而可控制涂布在线材(10)上的液态水 水量；所述水幕法就是通过穿过水幕将液态水涂布在线材(10)上，控制水幕的厚度可控制 涂布在线材(10)上的液态水水量。
8. —种线材退火装置，它包括退火炉的炉体(l)，炉体(1)穿设有用于通过线材(10) 的若干炉管(2)，若干炉管(2)等间距地并排设置形成炉管排，炉体(1)内的炉管排中段设 有电加热部件，形成高温退火区(4)，其特征在于炉管排的各炉管(2)分别在进线管口处 安装有瓷珠孔套(21)，瓷珠孔套(21)安装有进口瓷珠孔(20);炉管排的各炉管(2)分别在 出线管口处安装有带有圆锥形内孔的内出口导向套(23)，内出口导向套(23)安装有内出 口瓷珠孔(22);炉体(1)内的炉管排在靠近出线管口处设有内置式蒸汽发生器(ll)，形成 蒸汽冷却区(5)，炉管排穿过内置式蒸汽发生器(ll)，位于内置式蒸汽发生器(11)内的各 炉管(2)开设有若干蒸汽进口 (201);紧靠出线管口的炉体(1)外侧设有液态水涂布冷却 区(60);所述炉管排在进线管口位置设有进口保温外套(30)，炉管排在出线管口位置设有 出口保温外套(31)，炉管排与炉体(1)之间设有保温棉(32)。
9. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于位于高温退火区(4)的炉 管排与电加热部件之间设置有折弯后紧密包裹住每一根炉管的导热层(41)，导热层(41) 折弯成可穿过单根或两根炉管(2)的凹槽，凹槽开口处盖有盖板(42);包裹有导热层(41) 的炉管排两侧安装有用陶瓷特制的电阻丝绕线座(43)，电阻丝绕线座(43) —侧的内凹口 卡在导热层(41)边缘上，电阻丝绕线座(43)的另一侧为半圆形，该电阻丝绕线座(43)半 圆形一侧沿炉管(2)方向间隔设置有绕线槽，绕线槽内绕设有电阻丝(44)，绕线槽外的电 阻丝(44)穿有多节圆管形绝缘瓷珠(45)形成所述电加热部件。
10. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于所述进口保温外套(30) 滑动支撑在设于炉体(1)内的炉管进口支架(301)上，出口保温外套(31)固定在设于炉体(I) 内的炉管出口支架(310)上，内置式蒸汽发生器(11)放置在设于炉体(1)内的内置式 蒸汽发生器支架上。
11. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于所述内置式蒸汽发生器(II) 包括不锈钢内胆(111)、电热管(112)和热电偶(113)，炉管排穿过不锈钢内胆(111)， 不锈钢内胆(111)设有内水补充口 (114)、内水溢流口 (115)和放水清洗口 (116);其中，放 水清洗口 (116)通过管道向下通到炉体(1)外并在炉体(1)外安装有放水阀门(117);内 水溢流口 (115)通过水溢流下弯管(118)通到炉体(1)外连接外水溢流口 (110);内水补 充口 (114)通过内套在水溢流下弯管(118)中心的细管道向下通到炉体(1)夕卜，再通过水 补充下弯管(119)连接外水补充口 (120);所述外水溢流口 (110)低于内水溢流口 (115)， 内水补充口 (114)高于内水溢流口 (115)，且内水补充(114)位于内水溢流口 (115)侧方， 外水补充口 (120)高于内水补充口 (114)，外水补充口 (120)设有便于承接补充水的漏斗或 定量补充水泵，外水溢流口 (110)最高点处设有锐角形溢出口。
12. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于所述液态水涂布冷却区(60) 为一喷雾区，该喷雾区包括不锈钢外壳(61)、高压水进口 (62)、高压水分配室(63)、 喷雾水嘴(64)、高压水泵(65)、过滤器(66)、抽水泵(67)和储水箱(68);其中不锈钢外壳(61) 连接在炉体(1)外侧出线管口一端的端板上，喷雾水嘴(64)位于不锈钢外壳(61)顶 部，喷雾水嘴(64)与高压水分配室(63)连接，高压水进口 (62) —端与高压水分配室(63) 连接，高压水进口 (62)另一端与高压水泵(65)连接，高压水泵(65)与过滤器(66)连接， 过滤器(66)与抽水泵(67)连接，抽水泵(67)设于储水箱(68)内；所述不锈钢外壳(61) 设有喷雾水回水口 (611)、玻璃观察窗口 (612)和维修窗口 (613)，喷雾水回水口 (611)连 通储水箱(68);所述不锈钢外壳(61)在与炉体(1)外侧连接的一端对应的另一端设有外 出口导向套(34)，外出口导向套(34)安装有外出口瓷珠孔(33)，内出口瓷珠孔(22)和外 出口瓷珠孔(33)之间设有穿线弹簧(69)，且穿线弹簧(69)位于不锈钢外壳(61)内部。
13. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于所述液态水涂布冷却区 (60)设置有滚水筒涂布区，滚水筒涂布区包括水槽(71)，以及由滚水筒驱动电机(74)驱 动旋转的滚水筒(72);所述滚水筒(72)开设有用于通过从内出口瓷珠孔(22)出来的线材 (10)的V形槽(73)，滚水筒(72)的下部位浸入水槽(71)内的储水中。
14. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于所述液态水涂布冷却区 (60)设置有虹吸涂布区，该虹吸涂布区包括虹吸水槽(80)、反U形支架(81)、虹吸吸取带 (82)、虹吸扩散层(83)、虹吸涂布层(84)、涂布层驱动轮(85)、涂布层张紧轮(86)和两个涂 布层水中轮(87);所述虹吸吸取带(82)上端包覆在反U形支架(81)上，虹吸吸取带(82) 下端浸入虹吸水槽(80)内，虹吸扩散层(83)包覆在虹吸吸取带(82)上，虹吸涂布层(84) 包覆在虹吸扩散层(83)上；从内出口瓷珠孔(22)出来的线材(10)经过位于反U形支架 (81)顶部的虹吸涂布层(84);所述涂布层驱动轮(85)和涂布层张紧轮(86)设在虹吸水 槽(80)上方，两个涂布层水中轮(87)设在虹吸水槽(80)内两侧，虹吸涂布层(84)依次绕 设于涂布层驱动轮(85)、涂布层张紧轮(86)和两个涂布层水中轮(87)，并由涂布层驱动轮 (85)驱动旋转。
15. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于所述液态水涂布冷却区设 置有水幕区，水幕区包括水幕储水箱(90)、水幕槽(91)和抽水泵(92);水幕储水箱(90)设 在从内出口瓷珠孔(22)出来的线材(10)下方，水幕槽(91)设在从内出口瓷珠孔(10)出 来的线材(10)上方，水幕槽(91)底部开设有可形成水幕的窄缝状水幕出口 (93)，水幕出口 (93)位置设有可调节水幕出口 (93)宽度的水幕调节装置(94);抽水泵(92)浸入水幕储水 箱(90)，抽水泵(92)与水幕槽(91)之间连接有水幕水补充管(95)，水幕槽(91)与水幕储 水箱(90)之间设有溢流水位调节管(96)和水幕槽溢流管(97)。
16. 根据权利要求8所述的一种线材退火装置，其特征在于所述液态水涂布冷却区 (60)设置有由滚水筒涂布区和虹吸涂布区组成的组合联动装置；所述滚水筒涂布区包括 水槽(71)，以及由滚水筒驱动电机(74)驱动旋转的滚水筒(72)，所述滚水筒(72)开设有 用于通过从内出口瓷珠孔(22)出来的线材(10)的V形槽(73)，滚水筒(72)的下部位浸 入水槽(71)内的储水中；所述虹吸涂布区包括虹吸水槽(80)、反U形支架(81)、虹吸吸取 带(82)、虹吸扩散层(83)、虹吸涂布层(84)、涂布层驱动轮(85)、涂布层张紧轮(86)和两 个涂布层水中轮(87)，所述虹吸吸取带(82)上端包覆在反U形支架(81)上，虹吸吸取带(82)下端浸入虹吸水槽(80)内，虹吸扩散层(83)包覆在虹吸吸取带(82)上，虹吸涂布层 (84)包覆在虹吸扩散层(83)上；从内出口瓷珠孔(22)出来的线材(10)经过位于反U形 支架(81)顶部的虹吸涂布层(84)，所述涂布层驱动轮(85)和涂布层张紧轮(86)设在虹 吸水槽(80)上方，两个涂布层水中轮(87)设在虹吸水槽(80)内两侧，虹吸涂布层(84)依 次绕设于涂布层驱动轮(85)、涂布层张紧轮(86)和两个涂布层水中轮(87)，并由涂布层驱 动轮(85)驱动旋转；滚水筒涂布区设在前端用作第一次液态水涂布，虹吸涂布区设在后端 用作第二次液态水涂布，滚水筒(72) —端设有偏心轮(101)，偏心轮(101)与设有压紧弹 簧(102)的连杆(103) —端连接，连杆(103)的另一端被拉紧弹簧(104)拉靠在连接涂布 层驱动轮(85)的齿轮(105)上。
全文摘要
本发明涉及线材退火技术领域，尤其涉及一种线材退火工艺及其装置，线材退火工艺主要包括高温退火区的加热处理，蒸汽冷却区的冷却处理和液态水涂布冷却区的液态水涂布冷却处理三个工序，其中蒸汽冷却区中的蒸汽是内置式蒸汽发生器产生的低温蒸汽，冷却效率较高，且无冷凝水的问题，可以应用于各种线材的退火，加上液态水涂布冷却处理的工序，不但能轻易完成线材的冷却，还能更好地完成涂覆抗氧化剂，涂覆助焊剂及清洗助焊剂等任务。因此，本发明所述线材退火工艺及其装置，可避免退火线材发生氧化情况，提高线材退火后的性能和质量稳定性，还可实现完美的抗氧化剂涂覆和镀锡前处理，节能效果良好，可以应用于各种线材的退火。
文档编号C21D9/54GK101736143SQ20091025366
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者刘文明, 周开勇, 张红, 李国栋 申请人:东莞市康汇聚线材科技有限公司