專利名稱：鋼絲和/或鋼帶的冷卻和/或沖洗設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及至少一鋼絲和/或鋼帶的冷卻和/或沖洗設(shè)備。
背景技術(shù)：
鋼絲的冷卻液早已公知，所述冷卻液用于淬火鋼絲，以實(shí)現(xiàn)對所述鋼絲的轉(zhuǎn)換。
例如，包括等溫淬火的鋼絲韌化處理，即把鋼絲快速冷卻至奧氏體溫度下，恰好在珠光體形成區(qū)內(nèi)，鋼絲以差不多等溫的方式，被放置在所述區(qū)域內(nèi)，以保證奧氏體大致完全分解，鋼應(yīng)力消除。
已知使用鉛或鹽熔液的淬火法，其中，需冷卻鋼絲浸泡在所述液中。所述方法盡管非常有效，但由于有毒性，會危害環(huán)境，因而目前已被禁用。
還已知使用水質(zhì)浴液(bains aqueux)的淬火法。浸泡在所述層流式、無紊流的水浴液中，需冷卻的鋼絲周圍會形成一蒸汽膜，這減慢了冷卻(例如，參見EP-A-0 216 434)。
為有效控制冷卻速度的強(qiáng)度，及使鋼絲在其珠光體轉(zhuǎn)換過程中，盡可能維持等溫，還提出使鋼絲穿過多個(gè)層流式水浴液，每次需冷卻的鋼絲周圍都會形成一蒸汽膜，而不同水浴液之間，則通過空氣冷卻，這時(shí)，蒸汽膜消失(例如，參見EP-B-0 524 689)。所述方法的缺點(diǎn)在于技術(shù)上實(shí)施這種方法相當(dāng)困難，也很難正確計(jì)算出何時(shí)鋼絲會達(dá)到所需溫度。
還已知一些鋼絲冷卻設(shè)備，所述設(shè)備包括噴嘴，從所述噴嘴中噴射出的一股高壓水流，可粘貼在需處理鋼絲上(參見BE-A-832391)。所述設(shè)備比較復(fù)雜，無法準(zhǔn)確調(diào)節(jié)冷卻溫度，還必須使用一高壓循環(huán)泵、一水管、多個(gè)容器及噴嘴，而這些裝置可能會出現(xiàn)被堵塞的問題。
還已知一些水質(zhì)浴液，所述浴液例如可在酸洗液之前和/或之后沖洗鋼絲。
還可看出，根據(jù)以前技術(shù)狀況的所有這些液態(tài)浴液，都必需一流體泵系統(tǒng)，所述泵系統(tǒng)會消耗大量能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于實(shí)施一種簡單、成本低廉、并可克服上述缺陷的設(shè)備。
上述問題的解決在于提出了根據(jù)本發(fā)明的至少一鋼絲和/或鋼帶的冷卻和/或沖洗設(shè)備，所述設(shè)備包括—至少一鋼絲和/或鋼帶的行進(jìn)驅(qū)動裝置，所述裝置還包括—一槽，所述槽裝有冷卻和/或沖洗液，并設(shè)有出口，一定數(shù)量的連續(xù)液幕以紊流方式從所述出口中流出，而所述液幕中穿行有所述至少一鋼絲和/或鋼帶，及—調(diào)節(jié)裝置，其可根據(jù)所需實(shí)現(xiàn)的沖洗和/或冷卻，調(diào)節(jié)由所述至少一鋼絲和/或鋼帶穿過的連續(xù)液幕的數(shù)量。
所述設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于冷卻流體和鋼絲或鋼帶之間是直接接觸，鋼絲或鋼帶周圍不會形成一層蒸汽膜，而在所述膜處進(jìn)行熱交換是相當(dāng)不利的。由于鋼絲的行進(jìn)速度需配合各液幕朝鋼絲行進(jìn)方向的橫向流動速度，因此，冷卻液沒有時(shí)間在鋼絲周圍形成一層蒸汽膜，因而，流體和鋼絲之間的熱交換仍保持良好。同時(shí)，本方法的優(yōu)點(diǎn)還在于只需確定必需的液幕數(shù)量，即可在達(dá)到任何所需溫度時(shí)，中止冷卻。這在對鋼絲作韌化處理時(shí)尤其重要，此時(shí)必須避免淬火太快，因?yàn)檫@會使鋼內(nèi)出現(xiàn)馬丁體，這是在大多數(shù)情況下都應(yīng)避免的。為此，只需簡單調(diào)節(jié)鋼絲的行進(jìn)速度、冷卻液的流動速度，以及需冷卻絲的直徑，就足夠了。所述調(diào)節(jié)非常簡單，因?yàn)樗恍柰Ｖ惯\(yùn)行多余的液幕，或只運(yùn)行為達(dá)到所需溫度而必需的液幕。所述相同調(diào)節(jié)還適用于沖洗，可以相同方式非常簡單地確定運(yùn)行的液幕數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一實(shí)施方式，槽安裝在所述行進(jìn)著的至少一鋼絲和/或鋼帶的下方，所述設(shè)備還包括上述上升紊流式液幕的噴射裝置。冷卻液以持續(xù)間歇泉方式、因此即以紊流方式，在壓力下被噴射出來。有利地是，上升紊流式液幕有一頂點(diǎn)，從各上升紊流式液幕的所述頂點(diǎn)及其至少一邊開始，紊流式液體落下，至少有一鋼絲和/或鋼帶穿行在所述下落流體中。實(shí)施所述類型的間歇噴射液流時(shí)，因此，鋼絲可穿過連續(xù)三道紊流式液流，一道上升，其余兩道下降，這使得以后的冷卻或沖洗相當(dāng)有效。
當(dāng)然，還可在行進(jìn)鋼絲上方安裝一槽，則液幕的噴射或落下則從上方開始。
根據(jù)本發(fā)明的一改進(jìn)實(shí)施方式，所述設(shè)備的噴射裝置，包括在槽下部的壓力下氣泡供給裝置，及強(qiáng)迫把氣泡導(dǎo)向所述出口的裝置，所述氣泡驅(qū)動流體以上升紊流的液幕方式，向上噴射。最好使用一對鋼無反應(yīng)的惰性氣體，尤其是空氣。壓力下氣泡驅(qū)動冷卻液，同時(shí)使其以紊流方式流動，這有利于所需的直接熱交換。另外，氣泡向上冒，不必消耗昂貴的能量，因此可不必使用任何冷卻液泵系統(tǒng)。
冷卻和/或沖洗液可為任何相應(yīng)流體，如水、鉛、液體鹽、聚合體、油，尤其是水，因?yàn)橐郧凹夹g(shù)中使用水會產(chǎn)生的所有問題，都已被根據(jù)本發(fā)明的方法解決。
因此，所述設(shè)備為一種簡單的、方便控制及調(diào)節(jié)的設(shè)備，它只消耗無污染的、價(jià)格低廉的材料，即壓縮空氣及冷卻液。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的其它特征，將在后文的權(quán)利要求中說明。


本發(fā)明的細(xì)節(jié)將在下文中參照附圖、以非限制性方式進(jìn)行描述。附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的鋼絲和/或鋼帶的冷卻和/或沖洗設(shè)備的一縱剖面圖。
圖2為圖1的一俯視平面圖。
具體實(shí)施例方式
相同、相似部件在不同圖中仍用相同標(biāo)號。
現(xiàn)參照一水冷卻裝描述各圖。所述描述仍適用于用沖洗液沖洗鋼絲，或用任何其它冷卻液冷卻鋼絲。
圖1、2中示出了裝有冷卻水2的槽1。在所述槽上方，沿箭頭4表示的行進(jìn)方向拉有一條或多條鋼絲3。圖中簡略示出了常見的行進(jìn)驅(qū)動裝置，用標(biāo)號23、24表示。水由入口5流入，從溢流口6流出。在圖中所示的槽內(nèi)，水柱高度約為水的750毫米(7350帕)。溢流口6可通過圖中未示出的一熱交換器，連通低入口5’，以使冷卻水循環(huán)流動。
因此，槽包括上升水幕噴射裝置。所述噴射裝置包括空氣管7至9，所述三管與鋼絲和/或鋼帶行進(jìn)方向成橫向地且彼此平行地安放在槽底。所述各管通過槽內(nèi)的相應(yīng)開口及通過管接頭10至12，連接分配管13，壓力下空氣通過通風(fēng)機(jī)14進(jìn)入所述分配管內(nèi)。所述管接頭10至12上裝有一關(guān)閉閥22，所述閥可調(diào)節(jié)供給管7至9的壓力下空氣，并根據(jù)需要運(yùn)行或停止所述管。
在圖中所示實(shí)施例中，空氣管7至9穿有孔，因此，槽內(nèi)的水中可形成壓力下氣泡。在各管7至9上方，槽的縱向壁38、39支承著兩導(dǎo)板15、16，以使其穿過所述槽兩側(cè)。在所述導(dǎo)板在水位上方的頂端處，兩導(dǎo)板間的間隔很小，因而形成一極小的輸出口。而其低端處——比空氣管還低些，導(dǎo)板15、16間的間隔明顯比頂部的大得多。因此，導(dǎo)板在兩斜面之間，形成一屋頂式空間，氣泡在所述空間的兩斜面之間，被迫向上冒。由于空氣壓力比水柱壓力只略大，在圖中所示情況下，例如，壓力約為1000毫米(9806帕)水柱，氣泡在上升過程中，驅(qū)動槽中的水，使其向上方噴射出一紊流式水幕17。水幕在頂端，可分為兩部分，形成兩道紊流式下降水流18、19，需冷卻鋼絲必須穿在所述下降水流中。
多對導(dǎo)板15、16可相當(dāng)緊湊地連續(xù)安放，以使兩相鄰水幕的下降水流可相交。采用這種方式，鋼絲在水中連續(xù)行進(jìn)，而鋼絲周圍絕不會形成蒸汽膜。
在某些情況下，尤其在沖洗槽中，還可考慮裝上一蓋20，所述蓋可從上方封閉槽，并安裝有可導(dǎo)引下降水流18、19方向的導(dǎo)流器21。
需韌化處理的鋼絲冷卻時(shí)，非常重要的是，希望快速達(dá)到所需產(chǎn)品質(zhì)量的相應(yīng)溫度，并且這發(fā)生在進(jìn)入鋼的S型轉(zhuǎn)換曲線之前——所述曲線當(dāng)然已知，稱為TTT曲線(轉(zhuǎn)換，溫度，時(shí)間)，以使所述曲線可在等溫條件下被穿過。當(dāng)采用如圖所示的冷卻裝置對鋼絲韌化處理時(shí)(所述裝置可包括20道水幕，其中只用了10道)，利用所述前10道水幕，鋼絲可被快速冷卻至低于奧氏體溫度、高于馬氏體溫度的一溫度，尤其介于500至680℃之間，例如約580℃。
在所述溫度上，鋼絲位于S形曲線的前端，即對應(yīng)最少保溫時(shí)間的一溫度上，要穿過所述曲線，這可避免可能影響鋼結(jié)構(gòu)的干擾。
采用這種方式，可在達(dá)到所需溫度時(shí)，中止利用水幕實(shí)現(xiàn)的快速冷卻，所述所需溫度可根據(jù)使用的水幕數(shù)量達(dá)到。
利用所述設(shè)備，若想用馬氏體法淬火鋼，只需增加可穿過的水幕數(shù)量。在淬火過程中，無論出于什么原因，可減少或增加使用的水幕數(shù)量，例如，如果需處理鋼絲的直徑更小或更大，或如果行進(jìn)速度更慢或更快。
當(dāng)然，本發(fā)明并非只局限于前面描述的實(shí)施方式中，可作相當(dāng)多的改動而沒有超出后面權(quán)利要求描述的范圍。
權(quán)利要求
1.至少一鋼絲和/或鋼帶的冷卻和/或沖洗設(shè)備，所述設(shè)備包括—至少一鋼絲和/或鋼帶(3)的行進(jìn)驅(qū)動裝置(23，24)，其特征在于，它還包括—一槽(1)，所述槽裝有冷卻和/或沖洗液，并設(shè)有出口，一定數(shù)量的連續(xù)液幕(17)以紊流方式從所述出口中流出，而所述液幕中穿行有所述至少一鋼絲和/或鋼帶，及—調(diào)節(jié)裝置(22)，其可根據(jù)所需實(shí)現(xiàn)的沖洗和/或冷卻，調(diào)節(jié)由所述至少一鋼絲和/或鋼帶穿過的連續(xù)液幕的數(shù)量。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述槽(1)安裝在所述行進(jìn)著的至少一鋼絲和/或鋼帶(3)的下方；并且，所述設(shè)備還包括—沿上升紊流從所述槽中噴射所述液幕的噴射裝置(7-9，13，16)。
3.按照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述液幕噴射裝置安裝成在所述各液幕上升后，朝向各液幕至少一側(cè)，有一液體瀑布(18，19)，所述液體瀑布穿過所述行進(jìn)著的至少一鋼絲和/或鋼帶。
4.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述液幕噴射裝置一個(gè)接一個(gè)地安放，以使來自至少兩相鄰液幕的瀑布相交。
5.按照權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述行進(jìn)著的至少一鋼絲和/或鋼帶上方，它還包括導(dǎo)流裝置(20，21)，所述導(dǎo)流裝置(20，21)使上述液幕的上升式紊流朝各液幕的至少一側(cè)轉(zhuǎn)向，從而形成紊流式液體瀑布，穿過所述液體瀑布行進(jìn)著所述至少一鋼絲和/或鋼帶。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述噴射裝置包括在所述槽(1)下部的壓力氣泡供給裝置(7-9，13，14)，及強(qiáng)制導(dǎo)向裝置(15，16)——其迫使氣泡導(dǎo)向所述出口，所述氣泡驅(qū)動所述液體以上升紊流的液幕形式向上噴射。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述強(qiáng)制導(dǎo)向裝置由支承在所述槽(1)兩側(cè)的兩板(15，16)構(gòu)成，以便在所述兩板之間，在冷卻和/或沖洗液面上方的頂端處，形成第一窄間隔——所述間隔均勻且垂直于所述需處理的至少一鋼絲和/或鋼帶，且在朝向所述槽底的第二低端處，形成比第一間隔寬的第二間隔，所述氣泡供給裝置(7-9，13，14)使所述氣泡冒向兩板之間(15，16)朝向所述板低端。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其特征在于，各冷卻液和/或沖洗液幕的噴射裝置包括各自的氣泡供給裝置(7-9)；并且，與調(diào)節(jié)裝置一樣，它還包括裝置(22)，所述裝置(22)可按選擇打開或關(guān)閉各噴射裝置的氣泡供給裝置。
全文摘要
至少一鋼絲和/或鋼帶的冷卻和/或沖洗設(shè)備，所述設(shè)備包括至少一鋼絲和/或鋼帶(3)的行進(jìn)驅(qū)動裝置(23，24)、一槽(1)及調(diào)節(jié)裝置，所述槽中裝有沖洗液和/或冷卻液，并設(shè)有出口，一定數(shù)量的連續(xù)液幕(17)以紊流方式從所述出口中流出，而所述液幕中穿行有至少有一條鋼絲和/或鋼帶，所述調(diào)節(jié)裝置可根據(jù)所需的沖洗和/或冷卻功能，調(diào)節(jié)穿行有所述至少一條鋼絲和/或鋼帶的連續(xù)液幕的數(shù)量。
文檔編號C21D9/573GK1659291SQ03812986
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者J·博登 申請人:比利時(shí)工業(yè)爐公司