专利名称：钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备的制作方法
技术领域：
本发明属于钢丝热处理设备技术领域，具体是涉及一种钢丝明火加热水淬保温 组合式等温淬火设备。
背景技术：
现有技术中，为了提高钢丝的综合性能，通常需要对钢丝进行各种热处理。其 中，将钢丝转化为索氏体组织可以使钢丝具有良好的综合机械性能。索氏体组织属于珠 光体类型的组织，但其组织比珠光体组织更细，拉拔性等机械性能更优秀。目前，常用的对钢丝进行索氏体化热处理的设备主要由铅锅以及与铅锅配套的 加热器、冷却器和电控设备构成。铅锅内盛满500°C 600°C熔融铅液，加热到900°C的 钢丝进入到铅锅内的铅液中，钢丝被迅速冷却至与铅液相同的温度。由于铅锅具有一定 的长度，钢丝在铅锅内移动时就相当于在500°C 600°C下保温，钢丝在这段时间内实现 索氏体组织转变，直至钢丝离开铅锅完成索氏体转变过程。但这种处理设备需要始终将 铅液维持在500°C 600°C，需要耗费大量的能源，而且熔融状态的铅液会形成铅蒸汽， 污染环境和危害身体健康，而且容易给操作人员造成烫伤、烧伤等伤害，危险性极高。另外，也有采用风冷、水冷等处理形式，但在此类设备中，温度的控制及保持 非常困难，往往是钢丝表面的温度已经降下来，但内部的温度仍然很高，导致索氏体组 织转化不完善，钢丝质量不稳定，在拉丝过程中容易断裂。而且这类设备的制造、使用 及维护成本高，难以推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种钢丝明火加热水淬保 温组合式的等温淬火设备，该等温淬火设备将水淬火装置和保温炉结合应用，用于对明 火炉加热处理后的钢丝进行等温淬火处理，经该设备淬火处理后的钢丝的索氏体组织转 化完善，机械性能优良。按照本发明提供的技术方案钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其 特征在于包括沿钢丝传输方向顺次设置的水淬火装置和保温炉，所述水淬火装置设置 在明火炉的后方，明火炉出口处设有用于支撑钢丝的托丝分线砖，钢丝经由托丝分线砖 进入水淬火装置内；所述保温炉设置在水淬火装置的后方，从水淬火装置内出来的钢丝 直接进入保温炉内部。作为本发明的进一步改进，所述水淬火装置包括工作槽体、槽体托架、水淬进 线托辊、固定挡板、调节挡板、移动伸缩机构、水淬出线托辊、淬火液循环系统和水淬 出线盖板；所述工作槽体依靠槽体托架支撑；所述水淬进线托辊安装在工作槽体前部； 所述固定挡板竖直设置在工作槽体内的前部，调节挡板竖直设置在工作槽体内的后部， 固定挡板与调节挡板之间构成一个用于盛放淬火液的淬火室，淬火室上设置有用于通入 淬火液的进水口；所述调节挡板与移动伸缩机构相连，依靠移动伸缩机构带动在工作槽体内移动，以调节淬火室的长度；所述水淬出线托辊安装在调节挡板后部；所述固定挡 板与工作槽体前端壁之间设置有回流管，所述调节挡板与工作槽体后端壁之间设置有溢 流管，回流管和溢流管分别与淬火液循环系统相连通；所述水淬出线盖板可移动地设置 在工作槽体的后部，水淬出线盖板用于防止从淬火液中出来的钢丝直接暴露在空气中。作为本发明的进一步改进，所述淬火液循环系统包括上位储液槽、进水管、出 水管、下位储液槽和循环泵，所述上位储液槽的出口通过进水管与淬火室内部相连通； 所述回流管、溢流管通过出水管与下位储液槽相连通，下位储液槽内设置有保持温度稳 定的换热器；下位储液槽的出口经由循环泵与上位储液槽的进口相连通，循环泵用于将 淬火液由下位储液槽泵入上位储液槽。作为本发明的进一步改进，所述淬火室的进水口设置在淬火室的前部，在进水 口的上方设置有保持淬火液平稳上升的进水稳流板。作为本发明的进一步改进，所述进水管由工作槽体侧壁伸入淬火室内，进水管 内端头封闭，在进水管内端管壁上开设有一定数量的开口向下的出水小孔。作为本发明的进一步改进，所述移动伸缩机构包括调节轴、齿轮和齿条，所述 调节轴可转动地安装在工作槽体上，所述齿轮安装在调节轴两端，所述齿条与所述调节 挡板相连接，齿条与齿轮相啮合，齿轮转动带动齿条移动；所述调节轴的两端安装有用 于旋转调节轴的调节手柄。作为本发明的进一步改进，所述溢流管在工作槽体内的部分具有一定高度，以 使调节挡板与工作槽体前部之间能够贮存一定液位高度的淬火液。作为本发明的进一步改进，所述保温炉包括依靠托架支撑的炉体，在炉体的进 出口端设置有进炉封口砖和出炉封口砖，所述炉体内部为炉膛，炉膛内设有盖砖和加热 砖，所述炉体顶部设有盖板。作为本发明的进一步改进，所述炉体内设有防止热量散失的保温层。本发明与现有技术相比，优点在于(1)、以水淬火形式来实现索氏体组织 的形成，与传统的铅锅等温淬火形式相比，更加健康环保，危险性低；(2)、采用水 淬火装置，既不需要耗费铅材料，也不需要耗费大量的能源来保持高温度，生产成本节 约，能源耗费量低；(3)、将水淬火装置和保温炉结合应用，经淬火处理后的钢丝的 索氏体组织转化完善，机械性能优良，而且操作相对简单。
图1为本发明的结构主视图。图2为本发明的结构俯视图。附图标记说明A-钢丝、1-明火炉、1.1-托丝分线砖、1.2-出丝口炉门架、 1.3-观察门、1.4-炉门、2-水淬火装置、2.1-工作槽体、2.2-固定挡板、2.3-进水稳 流板、2.4-移动伸缩机构、2.4.1-齿条、2.4.2-齿轮、2.4.3-调节轴、2.4.4-调节手柄、 2.5-调节挡板、2.6-水淬出线托辊、2.7-水淬出线盖板、2.8-回流管、2.9-进水管、 2.9.1-出水小孔、2.10-出水管、2.11-槽体托架、2.12-淬火室、2.13-溢流管、2.14-上位 储液槽、2.15-下位储液槽、2.16-循环泵、2.17-换热器、2.18-水淬进线托辊、3-保温 炉、3.1-炉体、3.2-进炉封口砖、3.3-炉膛、3.4-盖砖、3.5-加热砖、3.6-盖板、3.7-保温层、3.8-出炉封口砖、3.9-托架。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。如图所示本发明提供了一种水淬保温组合式等温淬火设备，其主要用于对明 火炉1加热处理后的钢丝A进行淬火处理，所述明火炉1可以采用天然气、油、煤等作 为加热能源。所述水淬保温组合式等温淬火设备主要由水淬火装置2和保温炉3组成， 水淬火装置2和保温炉3沿钢丝A传输方向顺次设置，所述水淬火装置2设置在明火炉1 的后方，明火炉1出口处设有用于支撑钢丝A的托丝分线砖1.1，钢丝A经由托丝分线砖 1.1进入水淬火装置2内；所述保温炉3设置在水淬火装置2的后方，从水淬火装置2内 出来的钢丝A直接进入保温炉3内部。所述明火炉1的出丝口处装有出丝口炉门架1.2， 出丝口炉门架1.2上安装有炉门1.4，炉门1.4用于防止外界空气进入炉内，避免钢丝A被 氧化。另外，所述明火炉1上还设有用于观察钢丝A情况的观察门1.3。如图1、图2所示，所述水淬火装置2主要由工作槽体2.1、槽体托架2.11、水 淬进线托辊2.18、固定挡板2.2、调节挡板2.5、移动伸缩机构2.4、水淬出线托辊2.6、淬 火液循环系统和水淬出线盖板2.7组成；所述工作槽体2.1依靠槽体托架2.11支撑；所述 水淬进线托辊2.18安装在工作槽体2.1前部；所述固定挡板2.2竖直设置在工作槽体2.1 内的前部，调节挡板2.5竖直设置在工作槽体2.1内的后部，固定挡板2.2与调节挡板2.5 之间构成一个用于盛放淬火液的淬火室2.12，淬火室2.12上设置有用于通入淬火液的进 水口；所述调节挡板2.5与移动伸缩机构2.4相连，依靠移动伸缩机构2.4带动在工作槽 体2.1内移动，以调节淬火室2.12的长度；所述水淬出线托辊2.6安装在调节挡板2.5后 部；所述固定挡板2.2与工作槽体2.1前端壁之间设置有回流管2.8，所述调节挡板2.5与 工作槽体2.1后端壁之间设置有溢流管2.13，回流管2.8和溢流管2.13分别与淬火液循环 系统相连通；所述水淬出线盖板2.7可移动地设置在工作槽体2.1的后部，水淬出线盖板 2.7用于防止从淬火液中出来的钢丝A直接暴露在空气中。如图1、图2所示，所述淬火液循环系统主要由上位储液槽2.14、进水管2.9、出 水管2.10、下位储液槽2.15和循环泵2.16组成，所述上位储液槽2.14的出口通过进水管 2.9与淬火室2.12内部相连通；进水管2.9由工作槽体2.1侧壁伸入淬火室2.12内，进水管 2.9内端头封闭，在进水管2.9内端管壁上开设有一定数量的开口向下的出水小孔2.9.1， 淬火液从出水小孔2.9.1向下流出；所述回流管2.8、溢流管2.13通过出水管2.10与下位 储液槽2.15相连通，下位储液槽2.15内设置有保持温度稳定的换热器2.17 ；下位储液槽 2.15的出口经由循环泵2.16与上位储液槽2.14的进口相连通，循环泵2.16用于将淬火液 由下位储液槽2.15泵入上位储液槽2.14。如图1所示，所述淬火室2.12的进水口设置在淬火室2.12的前部。由于刚进入 淬火室2.12内的淬火液温度低，而刚进入淬火室2.12的钢丝A温度高，进水口设置在淬 火室2.12前部可以使温度低的淬火液冷却温度高的钢丝A，提高了冷却效率。在进水口 的上方设置有保持淬火液平稳上升的进水稳流板2.3。进水稳流板2.3可以使淬火液平稳 上升，不会破坏钢丝A表面的保护膜，避免了由于保护膜破裂而导致的钢丝A急剧降温 现象，确保钢丝A的索氏体组织转化完善彻底。另外，所述进水管2.9内端管壁上的出水小孔2.9.1开口向下的目的也是为了使淬火液平稳上升。本发明中的移动伸缩机构2.4可以选用多种形式，只要具有带动调节挡板2.5移 动的功能即可。图1、图2所示的移动伸缩机构2.4主要由调节轴2.4.3、齿轮2.4.2和齿 条2.4.1组成，所述调节轴2.4.3可转动地安装在工作槽体2.1上，所述齿轮2.4.2安装在调 节轴2.4.3两端，所述齿条2.4.1与所述调节挡板2.5相连接，齿条2.4.1与齿轮2.4.2相啮 合，齿轮2.4.2转动带动齿条2.4.1移动；所述调节轴2.4.3的两端安装有用于旋转调节轴 2.4.3的调节手柄2.4.4。如图1所示，本发明中的溢流管2.13在工作槽体2.1内的部分具有一定高度，这 样可以使淬火室2.12内溢出的淬火液部分贮存在调节挡板2.5与工作槽体2.1前部之间， 直至达到一定的液位高度才能从溢流管2.13流出，贮存的淬火液可以给调节挡板2.5提供 一定的支撑力，防止因调节挡板2.5密封不严而导致淬火液渗漏。如图1、图2所示，所述保温炉3包括依靠托架3.9支撑的炉体3.1，在炉体3.1 的进出口端设置有进炉封口砖3.2和出炉封口砖3.8，所述炉体3.1内部为炉膛3.3，炉膛 3.3内设有盖砖3.4和加热砖3.5，所述炉体3.1顶部设有盖板3.6。另外，所述炉体3.1内 还设有防止热量散失的保温层3.7。本发明的具体应用情况如下
经明火炉1加热处理至900°C的钢丝A经由托丝分线砖1.1进入水淬火装置2的工作 槽体2.1内，钢丝A依靠水淬进线托辊2.18和水淬出线托辊2.6支撑，在固定挡板2.2和 调节挡板2.5之间的淬火液中行进，所述淬火液是添加有水基淬火剂的水；900°C的钢丝 A进入淬火液中，通过低温的淬火液冷却，高温钢丝A的表面会形成保护膜，该保护膜 可以防止钢丝A温度急剧降低。所述钢丝A在淬火液中行走一段时间，在此时间段内， 钢丝A的温度从900°C降至550°C 630°C之间，即索氏体组织转变的温度区间。当钢丝 A从淬火液中出来后，即直接进入保温炉3内，保温炉3内的温度控制在500°C 600°C之 间，钢丝A在保温炉3内继续穿行，从而使索氏体组织的转换得更加完善。
权利要求
1.钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于包括沿钢丝(A)传 输方向顺次设置的水淬火装置(2)和保温炉(3)，所述水淬火装置(2)设置在明火 炉(1)的后方，明火炉(1)出口处设有用于支撑钢丝(A)的托丝分线砖(1.1)，钢 丝(A)经由托丝分线砖(1.1)进入水淬火装置(2)内；所述保温炉(3)设置在水 淬火装置(2)的后方，从水淬火装置(2)内出来的钢丝(A)直接进入保温炉(3) 内部。
2.如权利要求1所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在 于所述水淬火装置(2)包括工作槽体(2.1)、槽体托架(2.11)、水淬进线托辊(2.18)、固定挡板(2.2)、调节挡板(2.5)、移动伸缩机构(2.4)、水淬出线托辊(2.6)、淬火液循环系统和水淬出线盖板(2.7)；所述工作槽体(2.1)依靠槽体托 架(2.11)支撑；所述水淬进线托辊(2.18)安装在工作槽体(2.1)前部；所述固定 挡板(2.2)竖直设置在工作槽体(2.1)内的前部，调节挡板(2.5)竖直设置在工作 槽体(2.1)内的后部，固定挡板(2.2)与调节挡板(2.5)之间构成一个用于盛放淬 火液的淬火室(2.12)，淬火室(2.12)上设置有用于通入淬火液的进水口；所述调节 挡板(2.5)与移动伸缩机构(2.4)相连，依靠移动伸缩机构(2.4)带动在工作槽体(2.1)内移动，以调节淬火室(2.12)的长度；所述水淬出线托辊(2.6)安装在调节 挡板(2.5)后部；所述固定挡板(2.2)与工作槽体(2.1)前端壁之间设置有回流管(2.8)，所述调节挡板(2.5)与工作槽体(2.1)后端壁之间设置有溢流管(2.13)， 回流管(2.8)和溢流管(2.13)分别与淬火液循环系统相连通；所述水淬出线盖板(2.7)可移动地设置在工作槽体(2.1)的后部，水淬出线盖板(2.7)用于防止从淬火 液中出来的钢丝(A)直接暴露在空气中。
3.如权利要求2所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于 所述淬火液循环系统包括上位储液槽(2.14)、进水管(2.9)、出水管(2.10)、下位 储液槽(2.15)和循环泵(2.16)，所述上位储液槽(2.14)的出口通过进水管(2.9) 与淬火室(2.12)内部相连通；所述回流管(2.8)、溢流管(2.13)通过出水管(2.10)与下位储液槽(2.15)相连通，下位储液槽(2.15)内设置有保持温度稳定的 换热器(2.17)；下位储液槽(2.15)的出口经由循环泵(2.16)与上位储液槽(2.14) 的进口相连通，循环泵(2.16)用于将淬火液由下位储液槽(2.15)泵入上位储液槽(2.14)。
4.如权利要求2所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于 所述淬火室(2.12)的进水口设置在淬火室(2.12)的前部，在进水口的上方设置有保 持淬火液平稳上升的进水稳流板(2.3)。
5.如权利要求2所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于 所述进水管(2.9)由工作槽体(2.1)侧壁伸入淬火室(2.12)内，进水管(2.9)内端 头封闭，在进水管(2.9)内端管壁上开设有一定数量的开口向下的出水小孔(2.9.1)。
6.如权利要求2所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于 所述移动伸缩机构(2.4)包括调节轴(2.4.3)、齿轮(2.4.2)和齿条(2.4.1)，所述 调节轴(2.4.3)可转动地安装在工作槽体(2.1)上，所述齿轮(2.4.2)安装在调节轴(2.4.3)两端，所述齿条(2.4.1)与所述调节挡板(2.5)相连接，齿条(2.4.1)与齿轮(2.4.2)相啮合，齿轮(2.4.2)转动带动齿条(2.4.1)移动；所述调节轴(2.4.3) 的两端安装有用于旋转调节轴(2.4.3)的调节手柄(2.4.4)。
7.如权利要求2所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于 所述溢流管(2.13)在工作槽体(2.1)内的部分具有一定高度，以使调节挡板(2.5)与 工作槽体(2.1)前部之间能够贮存一定液位高度的淬火液。
8.如权利要求1所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于 所述保温炉(3)包括依靠托架(3.9)支撑的炉体(3.1)，在炉体(3.1)的进出口端 设置有进炉封口砖(3.2)和出炉封口砖(3.8)，所述炉体(3.1)内部为炉膛(3.3)， 炉膛(3.3)内设有盖砖(3.4)和加热砖(3.5)，所述炉体(3.1)顶部设有盖板(3.6)。
9.如权利要求8所述的钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于 所述炉体(3.1)内设有防止热量散失的保温层(3.7)。
全文摘要
本发明涉及一种钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备。按照本发明提供的技术方案钢丝明火加热水淬保温组合式等温淬火设备，其特征在于包括沿钢丝传输方向顺次设置的水淬火装置和保温炉，所述水淬火装置设置在明火炉的后方，明火炉出口处设有用于支撑钢丝的托丝分线砖，钢丝经由托丝分线砖进入水淬火装置内；所述保温炉设置在水淬火装置的后方，从水淬火装置内出来的钢丝直接进入保温炉内部。本发明将水淬火装置和保温炉结合应用，用于对明火炉加热处理后的钢丝进行等温淬火处理，经该设备淬火处理后的钢丝的索氏体组织转化完善，机械性能优良。
文档编号C21D1/63GK102010980SQ20101061567
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者曹宇航, 胡建平, 蔡宁军 申请人:无锡市新科冶金设备有限公司