一种不锈钢线材在线固溶的方法及设备与流程

本发明属于不锈钢线材固溶领域，具体涉及一种不锈钢线材在线固溶的方法及设备。

背景技术：

为使不锈钢线材组织与性能均匀一致、得到最好的耐蚀性能以及消除加工硬化，不锈钢线材热轧后通常对其进行固溶热处理，以便于满足下游客户加工与使用要求。现有的不锈钢线材生产时的固溶采用的是离线固溶，线材经热轧，待冷却至常温后再送入离线固溶炉进行回转式的固溶。这种离线固溶方式，不仅大大延长了生产时间，由于未充分利用线材轧后余热，一定程度上浪费了能源，并且离线固溶时线材从常温升至固溶温度时所需固溶时间较长，离线固熔炉烧嘴由于长时间喷射到线材局部表面，固溶生产过程中，由于温度不均匀性较大，造成线材力学性能及晶粒度稳定性及均匀性较差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题提供一种不锈钢线材在线固溶的方法及设备。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种不锈钢线材在线固溶的方法及设备：方法包括如下步骤：

一、开炉点火，先点下烧嘴，待炉内温度高于800度时开启上烧嘴继续升温到高于850度的固溶温度；

二、对从吐丝机出来的线材进行保温传送到在线固溶炉；

三、测定炉口的线材温度调整炉内的辊速从而调整线材在炉内的固溶时间；

四、不锈钢线材入炉进行边传送边固溶；

五、出固溶炉进入传送入水冷传送装置进行水冷；

六、出水冷传送装置；

不锈钢线材在线固溶的设备包括设于入炉前的炉前保温传送装置、在线固溶炉和炉后水冷传送装置，所述炉前保温传送装置包括炉前传送辊道和罩设于炉前传送辊道上的保温罩，所述在线固溶炉包括炉箱、沿炉箱的长度方向依次排布穿设在炉箱内的炉内辊道以及设于炉壁上的烧嘴，至少所述炉箱的炉前和炉内的中后段设有热电偶金属测温计。

不锈钢固溶加热温度主要是依据碳化物的固溶速度而确定的，固溶化处理的温度不宜过低，过低会使碳化物不能充分溶于固溶体中，像304钢的碳化物在1065℃固溶需要3分钟，在1176℃需要1.5分钟，在1000℃则需要长达10分钟。从这个角度而言，固溶加热温度越高越好，但加热温度偏高同时又可能引起晶粒过分长大，氧化铁皮增厚，冲击韧性的降低及增加钢的晶间腐蚀倾向等缺陷。因此对于不同钢种不同粗细的线材需要把握好固溶温度和固溶时间，本申请在固溶前根据不同钢种及粗细对固溶炉的炉温以及辊速进行调整，从而以实现各类线材的最佳固溶效果。

前后轧的线条连续从入炉口进入再从出炉口出来，生产周期短，生产成本低，且直线传送出来的盘卷形状好便于后期的整理。

作为优选，所述炉箱内的炉膛由所述炉内辊道分为上炉膛和下炉膛，所述烧嘴分布于所述上炉膛和下炉膛的侧膛壁上，且上、下炉膛上的的烧嘴到水平面上的投影之间呈错位排布。

作为优选，所述炉膛包括多个依次排布的炉区，每个炉区的上、下炉膛膛壁上都设有烧嘴。

作为优选，每个炉区的上炉膛中相对的两炉壁上至少各设有两个水平方向依次排布设置的烧嘴，且两炉壁上的烧嘴错位设置；每个炉区的上下炉膛中相对的两炉壁上至少各设有一个烧嘴，且两炉壁上的烧嘴错位设置。

作为优选，所有所述炉区中至少靠近出炉口的两个炉区的下炉膛的烧嘴的个数多于其他炉区的下炉膛的烧嘴的个数。炉膛内前部为加热段，而后部为均热段需要更高的温度，故多设烧嘴，且后部要求的温度相较于前部高20度，而后部离出炉口近温降多，也更需要多加热以保证均温。

上述方式的烧嘴布置保证炉膛内加热段和均热段各温度均匀，线材受热均匀，且烧嘴分布合理，最后出炉口的烧嘴分布多于前面的炉区的烧嘴，从而使得线材最后高温固溶巩固。上述烧嘴的布置配合在线固溶炉的特性使得炉内温度可控性更好，炉温均匀度更好，不同轧次的线材之间炉内温度调控方便。

作为优选，每个所述炉区的顶部各开了一个炉顶口，所述炉顶口上可拆卸地设有炉盖，所述炉顶口的外顶部边缘设有立设的对位针，所述对位针所述炉盖上立设上向上延伸超出所述炉盖顶部的对位套管，所述对位套管穿套于所述炉顶的对位针上对炉盖进行精准对位，且对位针上端超出所述对位套管，所述对位套管超出所述炉盖顶的高度大于40厘米，所述炉盖顶上均布有吊勾件。

由于在线固溶炉长度较长，而长期使用的辊道以及炉内其他部件需要维护，为保证炉箱的可靠性和密封性，厚重的炉箱一般不进行拆装，本申请对炉顶进行特定的设置，炉盖可与炉箱主体可拆装地连接，便于炉内设备的维修。且炉盖采用较高的对位针以及对拉套管配合的定位方式，保证了炉腔的炉顶的密封位和安全性，炉盖也不易移位。

作为优选，所述炉前传送辊道两侧立设有侧保温板，且一侧侧保温板的外侧设有保温罩座，所述保温罩通过铰接架铰接于所述保温罩座上，所述保温罩由上至下依次包括金属罩层、覆于金属罩层的罩内表面上的保温棉层和用于将保温棉层固定在金属罩层上的金属网层。

作为优选，所述保温罩从纵向看过去包括位于中间的高位水平段和位于两侧的倾斜支撑段所述倾斜支撑段，所述侧保温板包括立设的侧护板、一体连接于侧板板顶部的水平撑板，所述水平撑板下部以及所述侧护板的外侧设有支撑架，所述倾斜支撑段下端沿抵于所述水平撑板上，所述铰接架上端通过铰接轴与所述保温罩的高位水平段顶部的中部铰接，下端通过丝杆与所述保温罩座可定位地铰接，所述铰接架下端外侧且位于丝杆的侧边固连有配重块。

上述保温罩的结构与侧保温板配合从而更好地对入炉前的线材进行保温，使得入炉时的线材温度几乎均在850度以上，固溶后的成品不锈钢线材晶粒度及力学性能的稳定性及均匀性优于以往离线固溶。

作为优选，所述炉后水冷传送装罩包括传送辊道和罩设于传送辊道上的内具有喷淋器的水冷罩，所述炉后水冷传送装罩与所述在线固溶炉之间还设有连接于炉后水冷装置前端的罩设于所述炉后传送辊道上的除尘罩，所述喷淋器为穿过所述水冷罩进入罩内的喷淋管，所述喷淋管设于所述水冷罩内的传送辊道上方且均布有多个出水口，所述传送辊道下方对应所述水冷罩设有集水斗，所述炉箱的出炉口两外侧对应传送辊道的高度设有挡尘板。

作为优选，所述步骤三中当炉口线材温度大于800度且小于或等于850度时根据钢种以及盘条规格将炉内的辊速调整到低速，当炉口线材温度大于850度时根据钢种以及盘条规格将炉内的辊速调整到高速；在线固溶的方法中当相邻轧号的盘线固溶温度不同时：当从高温过渡到低温时根据前后轧号温度差提前进行降温，可在炉内还有料进出状况下提前降温；当从低温过渡到高温时，待上一轧号盘条全部通过炉膛后再进行升温。

由于保温罩的设置使得线材入炉温度较高，从而提高了固溶后的成品品质。不同型号的线材，其固溶温度和时间要求不同，可根据入炉温度来调整辊道的速度从而制得较好品质的成品。如304系列钢种当入炉温度大于800度且小于或等于850度时，辊速调整到9.8cm/s；当入炉温度＞850℃时，辊速调整到10cm/s，炉温控制在1090度，固溶后的线材横截面区域不存在晶粒未充分长大的现象，晶粒度评级在4.5-6级，并且晶粒度均匀性好。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本申请的溶炉温控性好，各区域热均匀，生产周期短，固溶后的成品晶粒度及力学性能的稳定性及均匀性优于以往离线固溶。本申请的固溶炉结构简单，拆装维护方便。

2、通过使用本申请的设备，线材在线固溶前的入炉温度由750-780℃提高至850℃，为实现不锈钢线材dst在线固溶提供了必要条件。

3、本申请的不锈钢线材在线固溶工艺，即针对不同的钢种及入炉温度，设置不同的固溶温度，并且通过调整辊速来调节固溶时间。

附图说明

图1是本申请设备结构示意图；

图2是保温罩与传送辊道结构示意图一；

图3是保温罩与传送辊道结构示意图二；

图4是保温罩结构示意图；

图5是炉箱结构示意图；

图6是炉盖结构示意图；

图7是烧嘴分布结构示意图；

图8是经在线固溶炉的φ6.5mm的304hc1放大200倍后的固溶前对比图；

图9是经在线固溶炉的φ6.5mm的304hc1放大200倍后的固溶后对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：

一种不锈钢线材在线固溶的方法及设备：方法包括如下步骤：

一、开炉点火，先点下烧嘴，待炉内温度高于800度时开启上烧嘴继续升温到高于850度的固溶温度；

二、对从吐丝机出来的线材进行保温传送到在线固溶炉；

三、测定炉口的线材温度调整炉内的辊速从而调整线材在炉内的固溶时间；

四、不锈钢线材入炉进行边传送边固溶；

五、出固溶炉进入传送入水冷传送装置进行水冷；

六、出水冷传送装置；

不锈钢线材在线固溶的设备包括设于入炉前的炉前保温传送装置、在线固溶炉和炉后水冷传送装置，所述炉前保温传送装置包括炉前传送辊道06和罩设于炉前传送辊道上的保温罩1，所述在线固溶炉包括炉箱2、沿炉箱的长度方向依次排布穿设在炉箱内的炉内辊道以及设于炉壁上的烧嘴3，至少所述炉箱的炉前和炉内的中后段设有热电偶金属测温计。

不锈钢固溶加热温度主要是依据碳化物的固溶速度而确定的，固溶化处理的温度不宜过低，过低会使碳化物不能充分溶于固溶体中，如304钢的碳化物在1065℃固溶需要3分钟，在1176℃需要1.5分钟，在1000℃则需要长达10分钟。从这个角度而言，固溶加热温度越高越好，但加热温度偏高同时又可能引起晶粒过分长大，氧化铁皮增厚，冲击韧性的降低及增加钢的晶间腐蚀倾向等缺陷。因此对于不同钢种不同粗细的线材需要把握好固溶温度和固溶时间，本申请在固溶前根据不同钢种及粗细对固溶炉的炉温以及辊速进行调整，从而以实现各类线材的最佳固溶效果。

前后轧的线条连续从入炉口进入再从出炉口出来，生产周期短，生产成本低，且直线传送出来的盘卷形状好便于后期的整理。

所述炉箱内的炉膛由所述炉内辊道分为上炉膛21和下炉膛22，所述烧嘴分布于所述上炉膛和下炉膛的侧膛壁上，且上、下炉膛上的的烧嘴到水平面上的投影之间呈错位排布。

所述炉膛包括多个依次排布的炉区，每个炉区的上、下炉膛膛壁上都设有烧嘴。每个炉区的上炉膛中相对的两炉壁上至少各设有两个水平方向依次排布设置的烧嘴，且两炉壁上的烧嘴错位设置；每个炉区的上下炉膛中相对的两炉壁上至少各设有一个烧嘴，且两炉壁上的烧嘴错位设置。所有所述炉区中至少靠近出炉口的两个炉区的下炉膛的烧嘴的个数多于其他炉区的下炉膛的烧嘴的个数。炉膛内前部为加热段，而后部为均热段需要更高的温度，故多设烧嘴，且后部要求的温度相较于前部高20度，而后部离出炉口近温降多，也更需要多加热以保证均温。

上述方式的烧嘴布置保证整个炉膛各区域温度均匀，线材受热均匀，且烧嘴分布合理，最后出炉口的烧嘴分布多于前面的炉区的烧嘴，从而使得线材最后高温固溶巩固。上述烧嘴的布置配合在线固溶炉的特性使得炉内温度可控性更好，炉温均匀度更好，不同轧次的线材之间炉内温度调控方便。

所述炉后水冷传送装罩包括传送辊道和罩设于传送辊道上的内具有喷淋器的水冷罩61，所述炉后水冷传送装罩与所述在线固溶炉之间还设有连接于炉后水冷装置前端的罩设于所述炉后传送辊道上的除尘罩5，所述喷淋器为穿过所述水冷罩进入罩内的喷淋管62，所述喷淋管设于所述水冷罩内的传送辊道上方且均布有多个出水口，所述传送辊道下方对应所述水冷罩设有集水斗63，所述炉箱的出炉口两外侧对应传送辊道的高度设有挡尘板64。

本实施例中具体的设计了5个炉区，其中每个炉区的上炉膛两炉壁上各设置两个烧嘴，前三个炉区的下炉膛上两炉壁中一炉壁上设一个烧嘴、另一炉壁上设两个烧嘴，而位于后面的两个炉区的下炉膛上两炉壁上各设置两个烧嘴。由于出炉口较近地连接有用于抽吸走出来的盘线上的氧化铁粉末，顺带着也会抽走热空气，故出炉口的区域炉温相对进炉口易降温，在靠近出炉口的两个炉区进行多设烧嘴，也利于保证炉膛温度均匀。

实施例二：

与上述实施例不同处在于每个所述炉区的顶部各开了一个炉顶口，所述炉顶口上可拆卸地设有炉盖23，所述炉顶口的外顶部边缘设有立设的对位针24，所述对位针所述炉盖上立设上向上延伸超出所述炉盖顶部的对位套管25，所述对位套管穿套于所述炉顶的对位针上对炉盖进行精准对位，且对位针上端超出所述对位套管，所述对位套管超出所述炉盖顶的高度大于40厘米，所述炉盖顶上均布有吊勾件26。

由于在线固溶炉长度较长，而长期使用的辊道以及炉内其他部件需要维护，为保证炉箱的可靠性和密封性，厚重的炉箱一般不进行拆装，本申请对炉顶进行特定的设置，炉盖可与炉箱主体可拆装地连接，便于炉内设备的维修。且炉盖采用较高的对位针以及对拉套管配合的定位方式，保证了炉腔的炉顶的密封位和安全性，炉盖也不易移位。

实施例三：

与上述实施例不同处在于所述炉前传送辊道两侧立设有侧保温板45，且一侧侧保温板的外侧设有保温罩座4，所述保温罩通过铰接架44铰接于所述保温罩座上，所述保温罩由上至下依次包括金属罩层41、覆于金属罩层的罩内表面上的保温棉层42和用于将保温棉层固定在金属罩层上的金属网层43。金属网层覆压在保温棉层后通过较大的垫片以及穿设于垫片上的与金属罩层螺接的螺栓将三层进行固定。金属罩层边缘向内翻折包护于保温棉层和金属网层边缘。

所述保温罩从纵向看过去包括位于中间的高位水平段11和位于两侧的倾斜支撑段所述倾斜支撑段12，所述侧保温板包括立设的侧护板、一体连接于侧板板顶部的水平撑板，所述水平撑板下部以及所述侧护板的外侧设有支撑架，所述倾斜支撑段下端沿抵于所述水平撑板上，所述铰接架上端通过铰接轴与所述保温罩的高位水平段顶部的中部铰接，下端通过丝杆与所述保温罩座可定位地铰接，所述铰接架下端外侧且位于丝杆的侧边固连有配重块441。由于保温罩较重，在放下保温罩时采用航车进行操作，为确保安全，防止铰接架过力扭折，故设置配重块确保转动时以及保温罩在立高非盖状态下的稳定性。

上述保温罩的结构与侧保温板配合从而更好地对入炉前的线材进行保温，使得入炉时的线材温度几乎均在850度以上，固溶后的成品不锈钢线材晶粒度及力学性能的稳定性及均匀性优于以往离线固溶。

实施例四：

与上述实施例不同处在于所述步骤三中当炉口线材温度大于800度且小于或等于850度时根据钢种以及盘条规格将炉内的辊速调整到低速，当炉口线材温度大于850度时根据钢种以及盘条规格将炉内的辊速调整到高速；在线固溶的方法中当相邻轧号的盘线固溶温度不同时：当从高温过渡到低温时根据前后轧号温度差提前进行降温，可在炉内还有料进出状况下提前降温；当从低温过渡到高温时，待上一轧号盘条全部通过炉膛后再进行升温。

由于保温罩的设置使得线材入炉温度较高，从而提高了固溶后的成品品质。不同型号的线材，其固溶温度和时间要求不同，可根据入炉温度来调整辊道的速度从而制得较好品质的成品。

如φ5~φ16的304系列钢种当入炉温度大于800度且小于或等于850度时，辊速调整到9.8cm/s；当入炉温度＞850℃时，辊速调整到10cm/s，炉温控制在1090度，固溶后的线材横截面区域不存在晶粒未充分长大的现象，晶粒度评级在4.5-6级，并且晶粒度均匀性好。图8、9为经在线固溶炉的φ6.5mm的304hc1放大200倍后的固溶前后对比图，由图中可看出盘条横截面区域不存在晶粒未充分长大的现象，晶粒度评级在4.5-6级，并且晶粒度均匀性好。

又如按照这一工艺设计思路，对于φ5~φ16的316系列钢种当入炉温度大于800度且小于或等于850度时，辊速调整到9.5cm/s；当入炉温度＞850℃时，辊速调整到9.8cm/s，炉温控制在1130度。固溶后其晶粒度也充分得到了长大，评级在4~6级之间。