钢丝韧化处理方法和设备技术

使至少一根钢丝韧化的方法，该方法包括：将所述至少一根钢丝的温度提高到钢材的奥氏体化的温度（２５）；通过所述至少一根钢丝穿过至少一个冷却液幕使达到所述奥氏体化温度的所述至少一根钢丝在液体介质（３０）中急速冷却，冷却液在冷却液幕中具有与至少一根钢丝的行进方向基本垂直的湍流，得到一个在奥氏体温度以下和马氏体转化温度以上的冷却温度；使所述至少一根钢丝等热保持在珠光体转化温度下（３１），该方法的特征在于另外包括：调节上述一系列冷却液幕的数量，以便通过所述液体介质的冷却得到要在等温保持阶段保持的珠光体转化温度，该温度作为冷却温度，并且液体介质冷却后直接进行所述等温保持。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种至少一根钢丝的韧化处理方法和设备，这种方法和设备包括—将所述至少一根钢丝的温度提高到钢材的奥氏体化的温度，—通过使所述至少一根钢丝穿过至少一个冷却液幕——所述冷却液在所述冷却液幕中具有与至少一根钢丝的行进方向基本垂直的湍流，使达到所述奥氏体化温度的所述至少一根钢丝在液体介质中急速冷却，并得到一个在奥氏体温度以下和马氏体转化温度以上的冷却温度；—使所述至少一根钢丝等热保持在珠光体(perlitique)转化温度下，直到转化结束。
技术介绍
人们长时间以来就知道用于使钢丝淬火以便得到这种转化的钢丝冷却液。例如可以举出包括等温淬火的钢丝韧化处理，也就是使被带到奥氏体温度的钢丝快速冷却到一个形成珠光体的区域，钢丝或多或少等温地保持在这个区域，以便保证奥氏体基本完全转化。人们知道使用铅浴液或熔盐浴液的方法，要冷却的钢丝浸在这些浴液中。由于有毒和对环境危险的原因，这些非常有效的方法目前被禁止。人们还知道使用水淬火液的方法。在浸入一个这样的具有层流而不是湍流的水浴液的过程中，要冷却的钢丝周围形成一个蒸汽薄膜(例如见EP-A-0216 434)。这个蒸汽膜是绝热的，因此延缓了冷却。为了合理控制冷却的强度和速度并尽可能使钢丝在它们的珠光体转化过程中保持等温，已经提出使钢丝穿过几个层流的水槽，每次都在要冷却的钢丝周围形成一个蒸汽膜，并且在不同水浴之间在蒸汽膜消失的过程中交替使用一次空气冷却(例如见EP-B-0 524 689)。这种方法具有技术上非常难以实施并且难以计算以便正确确定钢丝什么时候达到所需的温度以及珠光体转化期间如何近似保持在同一个温度的缺点。也已经考虑到使要韧化处理的钢丝在一个冷却槽中通过，然后一旦达到所需的温度，就将钢丝从槽中取出，并放在一个在冷却槽以上的活动温度保持室中(见BE-A-838796)。钢丝就在这个室中发生珠光体转化。这里钢丝也浸在一个层流浴液中，这就需要使用昂贵的或有毒的液体，如熔化盐。用水作为冷却液在这种方法中是不适用的，因为在穿过浴液的过程中不能避免在要冷却的钢丝周围形成蒸汽膜。需要指出的是，所有这些符合现有技术的液体浴都需要一个消耗许多能量的液体泵送系统。最后人们了解一种分三个连续阶段冷却的钢丝韧化方法。在第一阶段，将一种高压液体喷射在钢丝上，在第二阶段，进行带有外来能量的轻微气相加热，最后，在第三阶段，将钢丝等温保持在通过再加热进行调节的温度下(见BE-A-832391)。这种方法特别适用于截面非常大的钢丝，因此需要一个复杂的设备，并需要消耗能量，以便能够调节进行珠光体转化的保持温度，以及进行高压水的喷射。
技术实现思路
本专利技术的目的是建立一种可以克服上述缺点并且严格控制钢丝韧化的简单便宜的方法和设备。通过一种开始时描述的至少一根钢丝的韧化方法解决本专利技术的问题，这种方法另外包括—调节上述一系列冷却液幕的数量，所述冷却液幕的数量被确定用于通过所述液体介质的冷却得到要在等温保持阶段保持的珠光体转化温度，该转化温度作为上述冷却温度，—直接在液体介质中冷却之后，进行所述等温保持。这种方法的优点是冷却液与钢丝之间的接触是直接的，不会在钢丝周围形成一个显然对热交换不利的蒸汽膜。由于钢丝行进速度与每个冷却液幕每个与钢丝行进方向垂直的的流动速度相结合，冷却液没有时间在钢丝周围形成一个蒸汽膜，因此液体-钢丝的热交换仍然非常好。同时该方法还具有可以通过简单地确定所需冷却液幕的数量而在任何需要的温度下停止冷却的优点。在钢丝韧化的情况下，这一点特别重要，在这种情况下，需要避免淬火太快，淬火太快会在钢材中出现马氏体，这在大多数情况下是需要避免的。因此，根据钢丝行进的速度和冷却液的流动速度以及要冷却的钢丝的直径简单调节穿过的冷却液幕的数量就足够了。这种调节很简单，因为只需停止多余的冷却液幕或使需要的冷却液幕投入运行以便达到所需的温度即可。最后，由于可以根据本专利技术调节液体介质冷却的温度，该方法可以避免任何气体介质的冷却和加热，气体介质的冷却和加热具有使钢丝的温度失去控制的固有危险。根据本专利技术的一个实施例，该方法包括从上述冷却液幕的底部沿按照上升湍流进行的喷射。以一个连续喷泉的方式带压喷射冷却液，因此非常湍流。另外，带有向上湍流的冷却液幕有一个顶部，因此该方法另外包括一个从所述顶部和每个带有向上湍流的冷却液幕的至少一侧的带有湍流的液体瀑布，所述至少一根钢丝穿过这个瀑布。因此，当实现这种喷泉时，钢丝可以穿过三个连续的带有湍流的液体流，一个上升的液流和二个下降的液流，这就使随之进行的冷却非常有效。根据本专利技术的一个改进实施例，该方法包括在冷却液中向上喷射带压气泡，所述气泡带动所述液体形成所述沿所述上升湍流的喷射冷却液幕。最好使用对钢惰性的气体，特别是空气。带压气泡带动冷却液，并同时使冷却液的流动成为湍流，这有利于需要的直接热交换。另外，通过气泡进行的向上喷射不需要消耗昂贵的能量，并且避免任何冷却液泵送系统。冷却液可以是任何适当的液体，水、液体盐、聚合物、油，特别是水，因为符合本专利技术的方法可以克服现有技术中使用水遇到的所有缺点。因此该方法是一种简单并且便于控制和调节的方法，该方法可以只消耗无污染并且便宜的材料，即压缩空气和冷却水。与符合本专利技术的方法有关的其它特征在后面所附的权利要求中给出。本专利技术还涉及一种实施符合本专利技术的方法的设备。这种设备包括—所述至少一根钢丝的奥氏体化炉，—所述至少一根钢丝的行进驱动装置， —至少一个冷却液幕的喷射装置，所述冷却液在所述冷却液幕中具有基本与至少一根行进着的钢丝垂直的湍流，用于在液体介质中将至少一根钢丝冷却到所述位于奥氏体温度以下和马氏体转化温度以上的冷却温度，—一温度保持室，用于已经达到珠光体转化温度的钢丝，根据本专利技术，该设备另外包括—连续的冷却液幕数量的调节装置，用于调节所述至少一根行进钢丝穿过的连续的冷却液幕数量，以便达到作为冷却温度的珠光体转化温度，—温度保持室直接设置在相对于所述至少一根钢丝行进方向的最下游的冷却液幕的出口处。根据符合本专利技术的设备的一个实施例，该设备包括一个位于所述至少一根行进钢丝下面的装有冷却液的槽和按照上升湍流喷射所述液体冷却液幕的装置。当然也可以设置一个位于行进钢丝上面的槽，因此冷却液的瀑布或喷射从上面进行。根据本专利技术的一个改进实施例，温度保持室的安装使其能够根据投入使用的液幕的数量在槽的上面水平移动。与符合本专利技术的设备有关的其它特征示于后面所附的权利要求中。附图说明通过下面参照附图进行的非限定描述可以了解本专利技术的其它细节。图1表示一台在符合本专利技术的韧化方法中使用的钢丝冷却设备的纵向剖面图。图2表示图1的俯视平面图。图3表示一台使用本专利技术所述方法的钢丝韧化设备的示意图。具体实施例方式为了描述不同的图，参照一台水冷却设备。这个描述也适用于通过其它冷却液进行冷却。图1、2中有一个装冷却水2的槽1。一根或几根钢丝3沿箭头4指示的方向在槽1的上面行进，这些钢丝的直径最好小于15mm。参考数字23和24示意性地表示行进驱动设备。水通过一个入口5提供，通过一个溢出管6从上面排出。所示槽中水柱的高度大约等于750mm(7350Pa)水柱。溢出管6可以通过一个未示的热交换器与一个下入口5’连通，使冷却水循环。水槽还包括上升水幕的喷射装置。这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
使至少一根钢丝韧化的方法，该方法包括：－将所述至少一根钢丝的温度提高到钢材的奥氏体化的温度，－通过使所述至少一根钢丝穿过至少一个冷却液幕－－所述冷却液在所述冷却液幕中具有与至少一根钢丝的行进方向基本垂直的湍流，使达到所述奥氏 体化温度的所述至少一根钢丝在液体介质中急速冷却，并得到一个在奥氏体温度以下和马氏体转化温度以上的冷却温度，－使所述至少一根钢丝等热保持在珠光体转化温度下，直到转化结束，该方法的特征在于另外包括－调节上述一系列冷却液幕 的数量，所述冷却液幕的数量被确定用于通过所述液体介质的冷却得到要在等温保持阶段保持的珠光体转化温度，该转化温度作为上述冷却温度，－直接在液体介质中冷却之后，进行所述等温保持。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雅克博登，
申请(专利权)人：比利时工业炉公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]