一种环保型油淬火回火钢丝生产线及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种使用加热空气介质替代传统铅介质的油淬火回火钢丝生产线及其生产工艺，生产线整体结构为张力放线装置、加热炉、油淬火槽、空气回火炉和收线机五部分组成，其中空气回火炉主要由回火炉、炉内不锈钢管、加热电炉丝、热电偶等组成，制造方法主要通过回火炉温度、钢丝运行速度、线道排布、微调方法、机械性能控制方法等构成。本发明专利技术结合节能减排环保高效的宗旨，提出以中高温加热管式加热，钢丝在热空气介质中回火的设计思想，完成了油淬火回火钢丝的在线淬火回火生产调试并投放市场，经对比确认该工艺方法下可制成与传统铅介质回火工艺同样优良的油淬火回火钢丝产品。介质回火工艺同样优良的油淬火回火钢丝产品。介质回火工艺同样优良的油淬火回火钢丝产品。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型油淬火回火钢丝生产线及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及油淬火回火钢丝生产领域，具体涉及一种环保型油淬火回火钢丝生产线及其生产工艺。

技术介绍

[0002]随着科学技术的进步和人类社会的发展，机械制造业特别是汽车产业、航空航天业和军工产业对于产品的可靠性和安全性要求越来越高，同时随着能源的消耗和逐渐枯竭，节能减排和环境保护的需求也在不断提高，因此如何在机械制造过程中减少或者停止使用对环境有害的物质也成为了全社会的共同诉求。
[0003]油淬火回火钢丝在生产过程中一般需要经过冷拉、油淬火和回火等过程：
[0004]1)冷拉是指将盘条通过冷拉拔达到一定尺寸，尺寸稳定和符合技术工艺要求；
[0005]2)油淬火是指将拉拔到尺寸的钢丝在连续生产线上加热达到奥氏体化条件温度以上并保温一段时间使钢丝充分完成奥氏体化，然后在大于临界冷却速度的冷速条件下快速进入油槽内(Ms以下温度)进行马氏体转变并使钢丝获得马氏体组织；
[0006]3)回火是指将上述在连续生产线上已经获得马氏体组织的钢丝出油槽后立即进入连续回火炉，在350℃～500℃条件下进行中温回火，使钢丝获得回火托氏体组织。
[0007]其中淬火和回火由于涉及金属相变热处理，所以为该生产线的核心部分。
[0008]目前对于淬火的可选工艺和生产线比较多，最主要的一类为管式加热炉，另一类为感应加热设备。
[0009]1)管式加热炉的好处是能耗小、整体易于控制、稳定性较高，但是炉膛升温降温周期较长、占地面积较大；
[0010]2)感应加热设备集成度较高、占地面积小、加热速度较快，但是能耗高、相对产量低、单套投入和运行维护成本较高。
[0011]而在传统回火工艺和生产线方面，由于冷却速度、回火温度及介质导热性等方面各有需要，铅由于是一种耐腐蚀的重金属，熔点327℃，沸点1740℃，在连续生产线上一般将铅加热后呈液态，方便钢丝浸入和通过，液态铅的金属特性又提供了较高热传导效率，可将生产线设备控制温度传递至钢丝上，同时由于液态铅具有一定流动性，相对钢丝各个方向上的温度稳定性也较高，所以目前油淬火回火钢丝生产所采用的回火介质基本为铅。
[0012]但是由于铅属于三大重金属污染物之一，是一种严重危害人体健康的重金属元素，铅会蓄积性的中毒，只有当人体中铅含量达到一定程度时，才会引发身体的不适，在长期摄入铅后，会对机体的血液系统、神经系统产生严重的损害，尤其对儿童健康和智能的危害产生难以逆转的影响。同时铅可以直接形成铅蒸汽和多种化合物，生产过程中通过土壤、空气、水等途径导致铅污染所以如何直接有效的减少和消除铅的使用是当前必须考虑的问题之一。
[0013]目前国际上采用其他物质来替代铅充当热处理介质的尝试已经纷纷展开，例如新日铁住金株式会社的DLP(Direct in
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line patenting)盘条就是使用的熔盐介质替代铅介
质，生产出了类似铅介质、超过传统斯太尔摩生产线的盘条钢丝。例如比利时贝卡尔特采用高分子水替代铅介质来生产钢帘线母线等，而国内相对铅在热处理中替代性研究相对落后。
[0014]本专利技术在充分考虑了油淬火回火钢丝的淬透性以及回火过程中铅介质的实际作用，从工艺流程及热处理相变要求出发，依照铅介质通过性、流动性、热传导效率相似性及钢丝淬透性、组织均匀性目标，结合节能减排环保高效的宗旨，提出以中高温加热管式加热，钢丝在热空气介质中回火的设计思想，完成了油淬火回火钢丝的在线淬火回火生产调试并投放市场。经对比确认该工艺方法下可制成与传统铅介质回火工艺同样优良的油淬火回火钢丝产品，无论在机械性能、通条稳定性、晶粒度大小、组织均匀性还是脱碳层深度方面均可控制在较好水平。

技术实现思路

[0015]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，使用管式加热炉加热空气作为介质，通过钢丝在热空气管中在线运行完成回火热处理的过程。
[0016]本专利技术提供的一种环保型油淬火回火钢丝生产线及其生产工艺技术方案如下：
[0017]环保型油淬火回火钢丝生产线，包括张力放线装置、加热炉、油淬火槽、回火炉及收线装置，所述回火炉为空气回火炉；所述空气回火炉主体包括炉顶，四周炉壁及炉底；所述空气回火炉炉顶，四周炉壁及炉底具有足够厚度并通过保温砖和隔热棉使炉膛内外温度隔绝；所述空气回火炉内在横向方向布置多根线道，每根所述线道可以至少运行一根钢丝；所述空气回火炉加热单元为电炉丝；所述空气回火炉在纵向方向为分段式控温，分段数大于等于三段，每段温度使用温度控制器单独设定，所述电炉丝单独连接电压表集中监控运行情况，所述空气回火炉内各区各段均使用热电偶进行温度监控和调整。
[0018]作为本专利技术生产线进一步的方案：
[0019]所述线道为不锈钢管；
[0020]所述空气回火炉四周炉壁厚度在130mm以上，保温砖砌实加装保温棉；所述空气回火炉炉底厚度在300mm以上保温砖砌实加装保温棉；所述空气回火炉炉顶厚度在130mm以上保温砖砌实加装保温棉；升温到工艺温度后炉外壁触感无散逸热；
[0021]所述空气回火炉有效长度为15600mm～18000mm；
[0022]所述空气回火炉横向不锈钢管间隔距离控制在10mm以上；不锈钢管管壁厚度控制在 2mm～3mm之间；不锈钢管内径控制在20mm以上；所述不锈钢管长度长于所述空气回火炉体长度，进线端管口露出炉体300mm以上；
[0023]依照所述空气回火炉设计加热控温段数，每个控温段沿回火炉横向方向依次设置三组热电偶，每组热电偶务必保证2根或2根以上；每个控温段沿所述空气回火炉纵向方向细分为三个小段，每个小段沿回火炉横向方向依次设置三组热电偶，提高温度监控精度，每组热电偶需单独连接至温度控制器，通过温度控制器预设温度范围自动启停加热电源，并集中至总控台，实时显示测定温度，每组所述热电偶还需连接打点计时器，将各组热电偶测定的连续温度记录下来；
[0024]所述空气回火炉回火温度总体控制在350℃～500℃之间，根据原料碳元素质量百分比不同，空气回火炉温度细化为：含碳量≥0.50％～0.60％，控制温度为：460
±
20℃，含
碳量≥0.60％～0.75％，控制温度为：480
±
20℃；根据各标准及油淬丝品种代号抗拉强度范围不同，所述空气回火炉回火温度可在上述温度范围内适当微调，一般微调变化比约为升降1℃空气回火温度等于钢丝增减10mpa抗拉强度。
[0025]作为本专利技术生产线进一步的方案：
[0026]所述电炉丝缠绕为加热管状，并且所述电炉丝与所述不锈钢管呈垂直方向排布于所述不锈钢管下端所述炉底，单根加热管与加热管之间间隔不得小于200mm，务必使加热单元完全覆盖所述炉底。
[0027]作为本专利技术生产线进一步的方案：
[0028]所述电炉丝预埋入所述空气加热炉炉顶，四周炉壁及炉底，将所有不锈钢管缠绕包裹。
[0029]作为本专利技术生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型油淬火回火钢丝生产线，包括张力放线装置(1)、加热炉(2)、油淬火槽(3)、回火炉及收线装置(5)，其特征在于：所述回火炉为空气回火炉(4)；所述空气回火炉(4)主体包括炉顶，四周炉壁及炉底；所述空气回火炉(4)炉顶，四周炉壁及炉底具有足够厚度并通过保温砖和隔热棉使炉膛内外温度隔绝；所述空气回火炉(4)内在横向方向布置多根线道，每根所述线道可以至少运行一根钢丝；所述空气回火炉(4)加热单元为电炉丝(41)；所述空气回火炉(4)在纵向方向为分段式控温，分段数大于等于三段，每段温度使用温度控制器单独设定，所述电炉丝(41)单独连接电压表集中监控运行情况，所述空气回火炉(4)内各区各段均使用热电偶进行温度监控和调整。2.根据权利要求1所述的一种环保型油淬火回火钢丝生产线，其特征在于：所述线道为不锈钢管(42)；所述空气回火炉(4)四周炉壁厚度在130mm以上，保温砖砌实加装保温棉；所述空气回火炉(4)炉底厚度在300mm以上保温砖砌实加装保温棉；所述空气回火炉(4)炉顶厚度在130mm以上保温砖砌实加装保温棉；升温到工艺温度后炉外壁触感无散逸热；所述空气回火炉(4)有效长度为15600mm～18000mm；所述空气回火炉(4)横向不锈钢管(42)间隔距离控制在10mm以上；不锈钢管(42)管壁厚度控制在2mm～3mm之间；不锈钢管(42)内径控制在20mm以上；所述不锈钢管(42)长度长于所述空气回火炉(4)体长度，进线端管口露出炉体300mm以上；依照所述空气回火炉(4)设计加热控温段数，每个控温段沿回火炉横向方向依次设置三组热电偶，每组热电偶务必保证2根或2根以上；每个控温段沿所述空气回火炉(4)纵向方向细分为三个小段，每个小段沿回火炉横向方向依次设置三组热电偶，提高温度监控精度，每组热电偶需单独连接至温度控制器，通过温度控制器预设温度范围自动启停加热电源，并集中至总控台，实时显示测定温度，每组所述热电偶还需连接打点计时器，将各组热电偶测定的连续温度记录下来；所述空气回火炉(4)回火温度总体控制在350℃～500℃之间，根据原料碳元素质量百分比不同，空气回火炉(4)温度细化为：含碳量≥0.50％～0.60％，控制温度为：460
±
20℃，含碳量≥0.60％～0.75％，控制温度为：480
±
20℃；根据各标准及油淬丝品种代号抗拉强度范围不同，所述空气回火炉(4)回火温度可在上述温度范围内适当微调，一般微调变化比约为升降1℃空气回火温度等于钢丝增减10mpa抗拉强度。3.根据权利要求2所述的一种环保型油淬火回火钢丝生产线，其特征在于：所述电炉丝(41)缠绕为加热管状，并且所述电炉丝(41)与所述不锈钢管(42)呈垂直方向排布于所述不锈钢管(42)下端所述炉底，单根加热管与加热管之间间隔不得小于200mm，务必使加热单元完全覆盖所述炉底。4.根据权利要求2所述的一种环保型油淬火回火钢丝生产线，其特征在于：所述电炉丝(41)预埋入所述空气加热炉(2)炉顶，四周炉壁及炉底，将所有不锈钢管(42)缠绕包裹。5.根据权利要求2所述的一种环保型油淬火回火钢丝生产线，其特征在于：每根所述不锈钢管(42)外部设有绝缘保护后通过单根所述电炉丝(41)缠绕包裹，所述电炉丝(41)之间间隙不得大于100mm，务必使炉膛内各段不锈钢管(42)均匀受热，每根所述电炉丝(41)单独连接一台电压表，电压表集中安置在总控台，进行单管单控。6.一种环保型油淬火回火钢丝生产工艺，其特征在于,步骤如下:
S01、使用原材料盘条经过冷拉拔、中间退火再拉拔，制成相应规格的冷拉钢丝盘料；S02、将上述规格的钢丝盘料放置在所述张力放线装置(1)上，并取出钢丝线头依次通过加热炉(2)、油淬火槽(3)和空气回...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永宝，
申请(专利权)人：启东市海纳精线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：