钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺与循环系统的制作方法

本发明涉及钢丝制作技术领域，特别涉及为一种钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺与循环系统。

背景技术：

在一些碳钢钢丝、薄板带材的冷变形加工过程中，由于冷变形达到一定程度后加工硬化导致其不能进一步变形，需要对其进行组织调整，进行重新索氏体化处理，以获得单一的、均匀的、细小的珠光体(索氏体)组织，满足其使用组织的要求或是满足进一步进行加工的要求。

但其制造工艺相对难以控制，为了获得较小的珠光体团尺寸，往往还要求其奥氏体化温度不能过高、奥氏体化保温时间不能过长等，同时铅等温介质往往对环境及职业健康具有较高的危害。

目前有现有技术专利申请号为cn201510150991.6所公开的一种对钢丝或钢带材进行重新索氏体化的热处理方法，其方法为：将钢丝或钢带先加热到奥氏体温度，将奥氏体化等温后的钢丝或钢带快速冷却到材料的马氏体相变点以上温度区域或200-450℃温度范围，随后将钢丝或钢带送入保温套筒静置保温，完成索氏体相变；套筒温度控制在室温到500℃范围内任何温度点。现有技术中的工艺方法对钢丝、带材进行索氏体化的工艺，不需要铅浴、盐浴等等温设备，不要需要特殊的等温装置。可通过改变冷速实现对冷却温度的控制，从而实现对索氏体组织尺寸的控制。

而在实际的钢丝或钢带制作中，如采用上述现有技术，会存在如下弊端：

采用压缩空气冷却到索氏体化转变温度实际是很困难的事情，因为福建有台资企业用液氮冷却才实现这个过程，压缩空气只能对很薄钢带或很细钢丝实现所需冷速，专利所引用的试验例子钢带只有0.75mm厚；这也是为什么需要用到盐浴淬火，可以实现较大尺寸范围的有效索氏体化转变。

技术实现要素：

本发明旨在实现钢丝的有效热轧同时保证钢丝上的索氏体化组织稳定的技术效果，提供一种钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺与循环系统。

本发明为解决技术问题采用如下技术手段：

一种钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺，包括：

放线，将钢丝展放于生产线设备中；

奥氏体化，采用中高频高速感应加热技术对所述钢丝进行加热，将所述钢丝升温至860℃-1000℃，然后，将所述钢丝通过于电热保温管中，完成所述钢丝的奥氏体化；

热轧钢丝，对出所述电热保温管的钢丝进行热轧，减面率10％～90％，轧后通过所述电热保温管中恒温保持在850℃-960℃，并且所述热轧后的钢丝表面形成氧化膜；

盐浴淬火，将所述钢丝导入至盐浴槽中进行盐浴淬火，所述盐浴槽中具有熔解硝酸盐，且盐温度在500℃-600℃之间，所述钢丝热量交换给流动的盐浴，实现淬火冷却过程，从而在钢丝中产生索氏体化组织；

脱盐冷却，将所述钢丝导入至水冷槽中，洗去所述钢丝表面盐分并冷却至80℃以下；

去氧化皮，将所述钢丝导入至水封系统、带抽风和酸雾塔的系统任一项中的盐酸酸洗槽中，所述盐酸酸洗槽中盐酸浓度为10％-20％，所述钢丝穿过泵送热酸液形成的溢流层，以洗去氧化皮；

清水漂洗去除钢丝表面的残酸；

电解磷化，在钢丝表面形成一层磷化膜；

清水漂洗去除钢丝表面的残留化学品，然后通过溢流式的热皂化槽，再热风吹干；

收线，将成品的钢丝从所述生产线设备上取出。

进一步地，所述放线的过程中，包括：

所述钢丝的直径大小采用5.0mm-16mm之间；所述钢丝水平或立式的放入所述生产线设备，并所述生产线设备使用60-600米/分之间的输送速度传导所述钢丝；盘条高速放线采用上抽式，低速可用水平放线，钢丝放线采用工字轮。

进一步地，在所述放线与奥氏体化的工艺过程中，还包括：

表面除磷，采用弯曲剥壳技术去除所述钢丝表面的氧化皮，并轻压所述钢丝，然后，采用钢刷除锈机、砂带机或抛丸机中的任一项对所述钢丝进行除磷，最终采用环形气吹技术对所述钢丝表面进行气吹。

进一步地，在所述奥氏体化与热轧钢丝的步骤中，包括：

所述将钢丝升温至860℃-1000℃，以及所述电热保温管中的恒温保持在850℃-960℃，的温度波动不超过±5℃；采用红外测温仪对温度进行监测，并且，所述热轧钢丝的步骤中热轧所述钢丝后，用激光测径仪对钢丝直径大小进行监测。

进一步地，所述去氧化皮的过程中，包括：

采用水幕封闭或气吹封闭两种方式中的任一项减少钢丝表面携带的酸液。

本发明还提出一种基于钢丝热轧与索氏体化处理组合工艺的循环系统，包括生产线设备、控制器、主盐浴槽、淬火溢流槽、水冷槽、盐酸酸洗槽、水箱、电解磷化槽和废水收集坑，其中：

所述生产线设备用于传输钢材，串通所述淬火溢流槽、水冷槽、盐酸酸洗槽、漂洗槽、电解磷化槽、漂洗槽、皂化和烘干，实现一体化；

所述控制器用于控制生产线设备、主盐浴槽、淬火溢流槽、水冷槽、盐酸酸洗槽、水箱和电解磷化槽；

所述主盐浴槽用于对淬火盐进行熔解、保温、送熔盐到淬火溢流槽并接受溢流槽流下的熔盐，通过热交换回收多余热量，通过所述控制器控制淬火烈度；

所述淬火溢流槽用于对钢丝进行淬火；

所述水冷槽用于冷却淬火后的钢丝，并对钢丝进行脱盐，所述水冷槽内安装有盐分检测装置和脱盐装置，通过所述盐分检测装置和脱盐装置将盐与水进行分离；

所述盐酸酸洗槽用于去除钢丝表面氧化皮；

所述主盐浴槽、淬火溢流槽、水冷槽、电解磷化槽、盐酸酸洗槽均连接有水箱、泵及送水口，其中各水箱之间溢流口联通，所述废水收集坑设于生产线设备的钢丝出口处；

所述电解磷化槽，其包括溢流槽与母槽，采用法拉第定律在钢丝表面沉积一层磷酸盐。

进一步地，基于钢丝热轧与索氏体化处理组合工艺的循环系统，各水箱之间具有高差。

进一步地，基于钢丝热轧与索氏体化处理组合工艺的循环系统，所述生产线设备运输钢丝依次经过主盐浴槽、淬火溢流槽、水冷槽、盐酸酸洗槽、漂洗槽、电解磷化槽、漂洗槽、皂化和烘干，完成组合工艺。

本发明提供了一种钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺与循环系统，具有以下有益效果：

其工艺流程为：放线、奥氏体化、热轧钢丝、盐浴淬火、脱盐冷却、去氧化皮和收线，将钢丝展放于生产线设备中；采用中高频高速感应加热技术对钢丝进行加热，将钢丝升温至860℃-1000℃，然后，将钢丝通过于电热保温管中，完成钢丝的奥氏体化；对出电热保温管的钢丝进行热轧，轧后电热保温管中的恒温保持在850℃-960℃，并且热轧后的钢丝表面形成氧化膜；将钢丝导入至盐浴槽中进行盐浴淬火，盐浴槽中具有熔解硝酸盐，且盐温度在500℃-600℃之间，钢丝热量交换给流动的盐浴，实现淬火冷却过程，从而在钢丝中产生索氏体化组织；将钢丝导入至水冷槽中，洗去钢丝表面盐分并冷却至80℃以下；将钢丝导入至水封系统、带抽风和酸雾塔的系统任一项中的盐酸酸洗槽中，盐酸酸洗槽中盐酸浓度为10％-20％，钢丝穿过泵送热酸液形成的溢流层，以洗去氧化皮；将成品的钢丝从生产线设备上取出，有效解决实现钢丝的有效热轧同时保证钢丝上的索氏体化组织稳定的技术效果。

附图说明

图1为本发明钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺一个实施例的流程示意图；

图2为本发明就钢丝热轧与索氏体化处理组合工艺的循环系统一个实施例的结构框图。

本发明为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考附图1，为本发明一实施例中的钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺的流程示意图；

实施例1，

一种钢丝热轧与索氏体化处理组合的工艺，包括：

s1，放线，将钢丝展放于生产线设备1中；

其放线的过程中，钢丝的直径大小采用5.0mm-16mm之间；钢丝水平或立式的放入生产线设备1，并生产线设备1使用60-600米/分之间的输送速度传导钢丝；盘条高速放线采用上抽式，低速可用水平放线，钢丝放线采用工字轮。

展放圆形截面的钢材在生产线设备1中，一次一根，放线技术采用已有成熟技术，满足不停机生产要求，水平或立式放出材料进入生产线。

s2，奥氏体化，采用中频和高频高速感应加热技术对钢丝进行加热，将钢丝升温至860℃-1000℃，然后，将钢丝通过于电热保温管中，完成钢丝的奥氏体化；

采用感应加热技术，在钢丝上形成较细的晶粒组织，有利于提高强韧性及耐疲劳性，并且加热钢丝之后，采用红外测温仪对钢丝温度进行监视，其中感应加热技术为：中频+高频两段模式的高温感应加热炉2对钢丝进行加热，能够得到ac1以上的奥氏体化组织，以形成在钢丝上。

具体的，上述钢丝温度处于860℃-1000℃中的任一温度值，且温度浮动不超过±5℃。

感应加热后的钢丝进入一个电热保温管中，以提供足够完成奥氏体化所需时间。

s3，热轧钢丝，对出电热保温管的钢丝进行热轧，轧后电热保温管中的恒温保持在850℃-960℃，并且热轧后的钢丝表面形成氧化膜；

轧机的设计与钢厂盘条轧机相似，轧后温度稳定在850℃-960℃，温度波动不超过±5℃，成品直径误差满足±0.03mm的要求，表面会残留一层薄的氧化膜。热轧后需要用红外测温仪监测温度，用激光测径仪监测轧后直径。

s4，盐浴淬火，采用一个水平溢流的盐浴溢流槽让高温的直线盘条或钢丝进入，槽中有流动的熔解硝酸盐，盐温度在500-600℃之间，钢丝热量交换给流动的盐浴，实现淬火冷却过程，从而钢丝中产生所需的索氏体化组织。

主盐浴槽通过加热、保温及热交换技术将盐温度保持在500℃-600℃之间所需特定温度，用泵将熔盐送到盐浴溢流槽，并接收溢流槽落下的熔盐；

s5，去盐冷却，将钢丝导入至水冷槽103中，洗去钢丝表面盐分并冷却至80℃以下；

采用一个循环溢流的水冷槽103，将从盐浴出来的热钢丝冷却到80℃以下，并洗去钢丝表面残留的盐分；此时可以理解，水冷槽103中具有初步脱盐后的钢丝与含盐的水液，在水冷槽103中配置有盐分检测装置，脱盐水抽入脱盐装置水与盐分离，回收淬火盐，净化水回到水冷槽103中。

s6，去氧化皮，将钢丝导入至水封系统、带抽风和酸雾塔的系统任一项中的盐酸酸洗槽104中，盐酸酸洗槽104中盐酸浓度为10％-20％，钢丝穿过泵送热酸液形成的溢流层，以洗去氧化皮；

采用水幕封闭或气吹封闭两种方式中的任一项减少钢丝表面携带的酸液，目的是去除氧化皮，因为通过盐酸酸洗槽104对表面具有氧化皮的钢丝进行酸洗，这样会使钢丝的表面含酸液；因此，采用水幕封闭、气吹封闭或喷射水与沙的方式减少钢丝表面携带的酸液。

多级溢流式水漂洗、电解磷化、多级溢流式水漂洗、皂化、热风干燥。

s7，收线，将成品的钢丝从生产线设备1上取出。

实施例2，

s1，放线，将钢丝展放于生产线设备1中；

其放线的过程中，钢丝的直径大小采用5.0mm-16mm之间；钢丝水平或立式的放入生产线设备1，并生产线设备1使用60-600米/分之间的输送速度传导钢丝；盘条高速放线采用上抽式，低速可用水平放线，钢丝放线采用工字轮。

展放圆形截面的钢材在生产线设备1中，一次一根，放线技术采用已有成熟技术，满足不停机生产要求，水平或立式放出材料进入生产线。

s1.5，表面除磷，采用弯曲剥壳技术去除钢丝表面的氧化皮，并轻压钢丝，然后，采用钢刷除锈机、砂带机或抛丸机中的任一项对钢丝进行除磷，最终采用环形气吹技术对钢丝表面进行气吹。

s2，奥氏体化，采用中高频高速感应加热技术对钢丝进行加热，将钢丝升温至860℃-1000℃，然后，将钢丝通过于电热保温管中，完成钢丝的奥氏体化；

采用感应加热技术，在钢丝上形成较细的晶粒组织，有利于提高强韧性及耐疲劳性，并且加热钢丝之后，采用红外测温仪对钢丝温度进行监视，其中感应加热技术为：中频+高频两段模式的高温感应加热炉2对钢丝进行加热，能够得到ac1以上的奥氏体化组织，以形成在钢丝上。

具体的，上述钢丝温度处于860℃-1000℃中的任一温度值，且温度浮动不超过±5℃。

参考附图2，为一种基于钢丝热轧与索氏体化处理组合工艺的循环系统的结构框图，基于钢丝热轧与索氏体化处理组合工艺的循环系统包括生产线设备1、控制器3、主盐浴槽101、淬火溢流槽102、水冷槽103、盐酸酸洗槽104、水箱5、电解磷化槽105和废水收集坑4，其中：

生产线设备1用于传输钢材，串通主盐浴槽101、淬火溢流槽102、水冷槽103、盐酸酸洗槽104、水箱5、电解磷化槽105和废水收集坑4，实现一体化；

控制器3用于控制生产线设备1、主盐浴槽101、淬火溢流槽102、水冷槽103、盐酸酸洗槽104、水箱5和电解磷化槽105；

淬火溢流槽102用于对钢丝进行淬火，通过控制器3控制淬火烈度；

主盐浴槽101用于对维持盐浴参数，提供流动熔盐，回收热量；

水冷槽103用于冷却淬火后的钢丝，并对钢丝进行去盐，水冷槽103内安装有盐分检测装置，脱盐水抽入脱盐装置水与盐分离，回收淬火盐，净化水回到水冷槽103中；

盐酸酸洗槽104用于去除钢丝表面氧化皮；

主盐浴槽101、淬火溢流槽102、水冷槽103、电解磷化槽105、盐酸酸洗槽104均连接有水箱5、泵及送水口，其中各水箱5之间溢流口联通，废水收集坑4设于生产线设备1的钢丝出口处；

电解磷化槽105，其包括溢流槽与母槽，采用法拉第定律在钢丝表面沉积一层磷酸盐，在另一实施例中，采用溢流热水洗钢丝表面，去除其表面残留的磷化液，然后进入热的溢流皂化液，再通过热风吹干，从而得到成品的钢丝。

在一个实施例中，各水箱5之间具有高差。

各水箱5之间的高差为高低差距，通过高差与泵，能够实现水液循环。

在一个实施例中，生产线设备1运输钢丝依次经过主盐浴槽101、淬火溢流槽102、水冷槽103、盐酸酸洗槽104和电解磷化槽105，完成组合工艺。

综上所述，通过放线、奥氏体化、热轧钢丝、盐浴淬火、脱盐冷却、去氧化皮和收线，将钢丝展放于生产线设备1中；采用中高频高速感应加热技术对钢丝进行加热，将钢丝升温至860℃-1000℃，然后，将钢丝通过于电热保温管中，完成钢丝的奥氏体化；对出电热保温管的钢丝进行热轧，轧后电热保温管中的恒温保持在850℃-960℃，并且热轧后的钢丝表面形成氧化膜；将钢丝导入至盐浴槽中进行盐浴淬火，盐浴槽中具有熔解硝酸盐，且盐温度在500℃-600℃之间，钢丝热量交换给流动的盐浴，实现淬火冷却过程，从而在钢丝中产生索氏体化组织；将钢丝导入至水冷槽103中，洗去钢丝表面盐分并冷却至80℃以下；将钢丝导入至水封系统、带抽风和酸雾塔的系统任一项中的盐酸酸洗槽104中，盐酸酸洗槽104中盐酸浓度为10％-20％，钢丝穿过泵送热酸液形成的溢流层，以洗去氧化皮；将成品的钢丝从生产线设备1上取出，有效解决实现钢丝的有效热轧同时保证钢丝上的索氏体化组织稳定的技术效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。