用于钢丝的受控索氏体化的方法和设备技术

一种直径大于2.8mm并且具有奥氏体微结构的经加热的多个钢丝的连续受控地冷却并且转变为钢丝的珠光体微结构的方法。该方法包括以下步骤：a)提供包括第一冷却液第一冷却剂浴。第一冷却液包括水和稳定添加剂。b)沿穿过被包含在第一冷却剂浴中的第一冷却液的单独的路径，彼此平行地引导被预先加热的多个钢丝；并且将浸入第一冷却剂浴内部的冲击液朝向钢丝中的每个钢丝导引一定长度L。冲击液降低多个钢丝中每个钢丝周围的蒸汽膜的厚度或使蒸汽膜不稳定，从而增加上述长度L上的冷却速度。对于每个单独的钢丝或对于多个钢丝的子集，冲击液的强度被单独设置和/或控制。c)彼此平行地引导多个钢丝通过空气以用于进一步冷却。

Method and equipment for controlled sorbitization of steel wire

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钢丝的受控索氏体化的方法和设备
本专利技术涉及用于钢丝的索氏体化的方法和设备，其中使用包含水作为冷却液的冷却剂浴。
技术介绍
钢丝的索氏体化涉及将钢丝在炉中或经由其它加热装置转变为奥氏体；并以受控方式将奥氏体钢丝冷却至珠光体结构。优选地，所获得的珠光体结构是细珠光体结构，也被称为索氏体。优选地，珠光体结构在钢丝的横截面上是均匀的。优选珠光体结构不含贝氏体或马氏体。珠光体结构允许将钢丝拉拔成更细的直径。传统上，钢丝的索氏体化中的冷却步骤在熔融铅浴中进行，这允许奥氏体等温转变成细珠光体。由于环境和健康问题，铅浴淬火越来越多地被替代冷却技术所取代；使用水基冷却剂浴就是其中的一个例子。EP0524689A1公开了一种对直径小于2.8mm的至少一种钢丝进行索氏体化的过程。冷却通过一个或多个水冷却阶段期间水中的膜态沸腾和一个或多个空气冷却阶段期间空气中的膜态沸腾交替进行。水冷却阶段紧接在空气冷却阶段之后，并且反之亦然。水中的冷却速度很快，而空气中的冷却速度要慢得多。水中的高速冷却对直径小于2.8mm的金属丝造成严重风险。在水冷却部分之间进行空气冷却以减缓钢丝的冷却。水冷却阶段的数目、空气冷却阶段的数目和每个水冷却阶段的长度被选择为使得避免形成马氏体或贝氏体。名称为“粗钢丝的强制水冷”的WO2014/118089A1公开了一种对直径大于5mm的直钢丝的强制冷却过程。浸入冷却剂浴内部的冲击液被导引至钢丝，以加快经加热的钢丝的冷却速度。冷却剂浴中的该“强制”冷却区之后是其中未受干扰的(这意味着金属丝周围的沸腾膜上没有冲击液)沸腾膜进一步冷却金属丝的冷却区。
技术实现思路
本专利技术的第一方面是一种经加热的多个钢丝的连续受控地冷却并且转变至钢丝的珠光体微结构的方法，该经加热的多个钢丝具有奥氏体微结构。多个钢丝包括直径大于2.8mm的钢丝，并且优选由直径大于2.8mm的钢丝组成。该方法包括以下步骤：a)提供第一冷却剂浴。第一冷却剂浴包括第一冷却液。第一冷却液包括水和稳定添加剂。优选地，第一冷却剂浴中的第一冷却液的温度高于80℃；b)沿穿过被包含在第一冷却剂浴中的第一冷却液的单独的路径，彼此平行地引导被预先加热的多个钢丝；并且将浸入第一冷却剂浴内部的冲击液朝向钢丝中的每个钢丝导引一定长度L。冲击液降低多个钢丝中每个钢丝周围的蒸汽膜的厚度或使蒸汽膜不稳定，从而增加上述长度L上的冷却速度。对于每个单独钢丝或对于多个钢丝的子集，冲击液的强度被单独设置和/或控制；c)彼此平行地引导多个钢丝通过空气以用于进一步冷却。在索氏体化过程中，冷却所需参数取决于钢丝的直径和钢合金。当使用铅浴冷却时，参数并不是那么关键，因为由于铅浴的特性，从奥氏体到珠光体的转变是等温的。当使用水基冷却介质时，情况就不再如此了。因此，当同时处理不同直径和/或不同钢合金的钢丝时，为了获得适当的到细珠光体的转变，参数设置变得更加关键。本专利技术的一个益处在于，不同直径和/或不同钢合金的钢丝可以被同时索氏体化；每个都达到最佳微结构。另一个益处在于，钢丝中的每个钢丝的微结构在丝的长度上更加恒定。在该方法中，钢丝可以包括彼此平行的多个子集。金属丝的每个子集可以由特定直径和特定合金的金属丝组成。通过针对多个钢丝的每个子集设置和/或控制冲击液的强度；每个子集中的钢丝可以被最佳地索氏体化。甚至可以针对每个单独的钢丝设置和控制冲击液的强度。此类实施例使得该方法具有高度灵活性，因为不同直径和/或合金的更多钢丝可以被同时索氏体化。此外，考虑到金属丝在设备中和之前工艺步骤中(例如，在加热炉中、酸洗中......)的位置差异，每个钢丝(甚至是相同直径和相同合金的钢丝)都可以被最佳地索氏体化。提供稳定添加剂以提高钢丝周围蒸汽/水蒸气膜的稳定性。稳定添加剂可包括诸如肥皂的表面活性剂、诸如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的稳定聚合物和/或，诸如烷基二丙烯酸酯或聚丙烯酸钠的聚合物淬火剂。添加剂用于增加钢丝周围的蒸汽膜的厚度和稳定性。优选地，冲击液具有与第一冷却剂浴的冷却液相同的成分。优选地，冲击液取自第一冷却剂浴。更优选地，冲击液通过泵和流速控制系统而被连续地再循环和控制。优选地，钢丝中的每个钢丝的直径在2.8mm至20mm之间。作为示例，冲击液可以经由水平设置的并且在第一冷却剂浴中的钢丝下方的板中的喷嘴开口而被提供。优选地，在借助冲击液冷却第一冷却剂浴中的多个钢丝之后，该方法包括以下附加步骤：沿穿过第二冷却剂浴的彼此平行的单独的路径引导多个钢丝。第二冷却剂浴包括第二冷却液。第二冷却液包括水和稳定添加剂。优选地，第二冷却剂浴中不存在湍流。优选地，在第二冷却剂浴中在每个钢丝周围产生的蒸汽膜不受干扰。优选地，第一冷却剂浴中第一冷却液的温度与第二冷却剂浴中第二冷却液的温度大体相同。优选地，第一冷却液的成分与第二冷却液的成分相同。优选地，第二冷却剂浴中存在第二冷却液的层流。第二冷却液例如可以通过溢流并经由层流供应新的第二冷却液来更新。更优选地，第二冷却液被连续地再循环。在优选实施例中，在第一冷却剂浴和第二冷却剂浴之间提供气隙，从而使多个钢丝由在第一冷却剂浴和第二冷却剂浴之间的空气冷却。在优选实施例中，第一冷却剂浴和第二冷却剂浴是相同的冷却浴。这意味着钢丝不通过第一冷却剂浴和第二冷却剂浴之间的气隙，而是在从第一冷却剂浴移动至第二冷却剂浴(相同的冷却浴)中时被连续浸没在冷却液中。优选地，对于每个单独的钢丝或对于多个钢丝的子集，冲击液的强度借助于设置和/或控制产生冲击液的液体流的流速而被单独设置和/或控制。这例如可以通过控制产生冲击液的液体流的一个或多个泵的流速实现；或者通过控制或设置一个或多个阀或孔口实现。更优选地，提供一个或多个传感器。通过借助于由用于每个单独的钢丝或在每个单独的钢丝处的一个或多个传感器的测量、或借助于由用于多个钢丝的子集或在多个钢丝的子集处的一个或多个传感器的测量，来针对每个单独的钢丝或多个钢丝的子集提供冲击液的强度的控制。使用经测量的信号和控制器来对产生冲击液的液体流的流速进行设置或反馈控制。甚至更优选地，一个或多个传感器包括压力传感器或由压力传感器组成。压力传感器被提供用于测量在产生冲击液的喷嘴处的液体压力；并且传感器测量被用于对产生冲击液的液体流的流速进行设置或反馈控制。作为压力传感器的替代(或补充)，一个或多个传感器包括流量传感器或由流量传感器组成。流量传感器被提供用于测量在产生冲击液的喷嘴处的流量；并且传感器测量被用于对产生冲击液的液体流的流速进行设置或反馈控制。优选地，提供一个或多个磁传感器以测量钢丝中的一个钢丝或钢丝的子集的磁响应；并提供反馈以在闭环控制中调节第一冷却剂浴中的冲击液。优选地，第一冷却剂浴设置有分隔壁，该分隔壁将第一冷却剂浴中的钢丝或钢丝的子集沿钢丝的全长分离，钢丝周围的蒸气膜沿钢丝的全长受到冲击液的影响。这样，第一钢丝上的冲击液不会影响第二钢丝周围的蒸气膜。这样，对冲击液的设置或控制更有效，因为钢丝的冷却不会受到来自相邻钢丝或钢丝的相邻子集上的冲击液的影响。作为示例，冲击液可以通过水平设置的、并且在第一冷却剂浴中的钢丝下方的板中的喷嘴开口提供；并且分隔壁被竖直地设置、并被定位到板上、并且优选被附接到板上。优选地，冲击液沿每个单独的路径而被浸入每个钢丝本身下方；或者，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经加热的多个钢丝的连续受控地冷却并且转变至所述钢丝的珠光体微结构的方法，所述经加热的多个钢丝具有奥氏体微结构，其中所述多个钢丝包括直径大于2.8mm的钢丝，并且优选由直径大于2.8mm的钢丝组成；所述方法包括以下步骤：a)提供第一冷却剂浴，其中所述第一冷却剂浴包括第一冷却液，其中所述第一冷却液包括水和稳定添加剂，b)沿穿过被包含在所述第一冷却剂浴中的所述第一冷却液的单独的路径，彼此平行地引导被预先加热的所述多个钢丝，并且将被浸入第一冷却剂浴内部的冲击液朝向所述钢丝中的每个钢丝导引一定长度L；其中所述冲击液降低所述多个钢丝中的每个钢丝周围的蒸汽膜的厚度或使所述蒸汽膜不稳定，由此增加所述长度L上的冷却速度；其中对于每个单独的钢丝或对于所述多个钢丝的子集，所述冲击液的强度被单独地设置和/或控制；c)彼此平行地引导所述多个钢丝通过空气以用于进一步冷却。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.12 EP 17151117.31.一种经加热的多个钢丝的连续受控地冷却并且转变至所述钢丝的珠光体微结构的方法，所述经加热的多个钢丝具有奥氏体微结构，其中所述多个钢丝包括直径大于2.8mm的钢丝，并且优选由直径大于2.8mm的钢丝组成；所述方法包括以下步骤：a)提供第一冷却剂浴，其中所述第一冷却剂浴包括第一冷却液，其中所述第一冷却液包括水和稳定添加剂，b)沿穿过被包含在所述第一冷却剂浴中的所述第一冷却液的单独的路径，彼此平行地引导被预先加热的所述多个钢丝，并且将被浸入第一冷却剂浴内部的冲击液朝向所述钢丝中的每个钢丝导引一定长度L；其中所述冲击液降低所述多个钢丝中的每个钢丝周围的蒸汽膜的厚度或使所述蒸汽膜不稳定，由此增加所述长度L上的冷却速度；其中对于每个单独的钢丝或对于所述多个钢丝的子集，所述冲击液的强度被单独地设置和/或控制；c)彼此平行地引导所述多个钢丝通过空气以用于进一步冷却。2.根据权利要求1所述的方法，在借助所述冲击液冷却所述第一冷却剂浴中的所述多个钢丝之后，包括以下附加步骤：沿穿过第二冷却剂浴的彼此平行的单独的路径引导所述多个钢丝；其中所述第二冷却剂浴包括第二冷却液，其中所述第二冷却液包括水和稳定添加剂。3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述第一冷却剂浴和所述第二冷却剂浴之间提供气隙，从而使得所述多个钢丝由在所述第一冷却剂浴和所述第二冷却剂浴之间的空气冷却。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一冷却剂浴和所述第二冷却剂浴是相同的冷却剂浴。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中对于每个单独的钢丝或对于所述多个钢丝的子集，所述冲击液的强度借助于下述方式而被单独地设置和/或控制：设置和/或控制产生所述冲击液的液体流的流速；例如，通过控制产生用于所述冲击液的液体流的一个或多个泵的流速；或者例如，通过控制或设置一个或多个阀或孔口。6.根据权利要求5所述的方法，其中提供一个或多个传感器，其中借助于由用于每个单独的钢丝或在每个单独的钢丝处的所述一个或多个传感器的测量、或借助于由用于所述多个钢丝的子集或在所述多个钢丝的子集处的所述一个或多个传感器的测量，来针对每个单独的钢丝或所述多个钢丝的子集，提供所述冲击液的强度的控制；并且使用经测...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·梅斯普隆，T·布鲁格曼，F·拜延斯，J·霍尔沃伊特，G·拉佩雷，
申请(专利权)人：贝卡尔特公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE