專利名稱：制造細線的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造細線，特別是制造針布鋼絲的方法，利用該方法，將已經(jīng)經(jīng)過選擇加工尤其是拉伸處理的線坯通過熱處理變?yōu)榭衫鞝顟B(tài)，然后進行拉伸，逐漸硬化和平整處理，從而獲得預(yù)定的設(shè)計機械性能；還涉及一種使用該方法的設(shè)備；包括一個加熱爐以及冷卻裝置。
前面提到的方法可以用于制造非合金鋼的和合金鋼的針布鋼絲，例如，把紡織纖維加工成帶狀導(dǎo)線。為此，采用這種方法獲得的細線被進一步加工成鋸齒形細線和放置在卡式導(dǎo)線扁平板上，為了將紡織纖維進行加工，利用一種適用于卡式扁平線的線架，它帶有一個能夠圍繞圓柱形軸旋轉(zhuǎn)的裝置，所述裝置可以通過被加工的紡織纖維材料，從而對其進行清潔凈化，上述的扁平板裝置是靜止的或被相對驅(qū)動的，使其平板裝置可以與所述的線架相互作用。在這種情況下，必須保障相應(yīng)于卡式線的所有平板的卡式扁平導(dǎo)線都具有均勻的機械性能，才能獲得滿意的加工質(zhì)量?？墒牵ㄊ奖馄綄?dǎo)線的機械性能必須維持在一個不變的水平上，是指放置在所述平板上的鋸齒形線條的整個長度上而言的，因為卡式扁平導(dǎo)線的局部損壞將導(dǎo)致形成在平板上的所有鋸齒形鋼導(dǎo)線的損壞，這將需要全部替換。對于現(xiàn)代高性能卡式扁平導(dǎo)線來說，使機器停機和更換材料，將會造成成本過高。換句話說，現(xiàn)代高性能卡式扁平導(dǎo)線，它的繞在圓柱形線架上的螺旋形導(dǎo)線和放置在平板上的鋸齒形導(dǎo)線條的總長大約為幾百米長。當采用一種方法制造卡式導(dǎo)線時，必須保證在所述的幾百米長的整個長度上的導(dǎo)線都具有不變的機械性能。下面我們將說明已有的制造卡式導(dǎo)線的方法和應(yīng)當滿足的要求首先將制造出的導(dǎo)線棒拉伸至其伸張極限，但是，被拉伸后的導(dǎo)線在垂直于軸線方向的截面上一般不具有令人滿足的最小橫截面。接著，根據(jù)常規(guī)方法，將經(jīng)過第一拉伸工藝處理后的線坯進行熱處理，獲得顯微構(gòu)造，如此使線坯再次變得能夠加工，即可拉伸。
在上述熱處理工藝期間，根據(jù)常規(guī)方法，將線坯初始加溫到800-1000℃，在這種溫度下，用作線坯的鋼材的顯微構(gòu)造變換成奧氏體構(gòu)造，然后，將線坯淬冷到溫度400-600℃，并且在此溫度下維持一定的時間。當使用鋼材作為細線或卡式導(dǎo)線的材料時，淬冷降溫可使顯微構(gòu)造變換成珠光體構(gòu)造，這種構(gòu)造具有特別優(yōu)良的冷成型性能。在完成這種變換之后，將線坯再次冷卻到室溫，進行硬化和平整處理，從而得到預(yù)定的機械性能。
關(guān)于加熱線坯到800-1000℃所用的方式，可以采用導(dǎo)熱方法和感應(yīng)加熱方法。但是，利用導(dǎo)熱方法和感應(yīng)加熱方法實現(xiàn)的加熱爐要消耗大量能源和需要高額基本建設(shè)費用，才能加熱到800-1000℃的溫度。所以一般常用電加熱方法或氣體加熱爐，線坯被穿入導(dǎo)管中，導(dǎo)管則嵌入加熱爐內(nèi)，這種加熱爐的附帶的優(yōu)點是穿入爐內(nèi)的線坯部分的溫度與導(dǎo)熱方法和感應(yīng)加熱方法相比，能夠很好的維持在一個不變的水平上，而且，采用這種加熱爐的另一個優(yōu)點是能夠有利于獲得均勻性能好的奧氏體構(gòu)造。
將線坯淬冷到溫度400-600℃，使顯微構(gòu)造變換成珠光體構(gòu)造，并且在此溫度下維持一定的時間，這里一般需要借助于液態(tài)鉛實現(xiàn)。可是，使用液態(tài)鉛過程中容易在與液態(tài)鉛-空氣的接觸面上的線坯出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象無法阻止，而且當線坯經(jīng)過液態(tài)鉛進行液態(tài)鉛浴時也會吸入鉛，所帶入的鉛必須從線坯上被清除掉，但是要求從線坯上完全清除掉鉛幾乎是不可能的。那些依然殘留在線坯上的鉛會對之后的拉伸工藝和對卡式導(dǎo)線的表面質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。
針對使用液態(tài)鉛將線坯淬冷到溫度400-600℃，并且在此溫度下維持一定的時間過程中所出現(xiàn)的問題，目前的解決辦法是使用流化床實現(xiàn)這個工藝過程。在這種流化床上流動的物質(zhì)例如是沙，流動的沙在來自流化床的流化腔底部產(chǎn)生的壓縮空氣中沸騰。當所述線坯經(jīng)過所產(chǎn)生的流動物質(zhì)的沸騰層時，線坯被快速降溫到流動物質(zhì)的溫度，所述流動物質(zhì)的特性在流動狀態(tài)類似于液體，因此它們可以快速將線坯上的熱量散失掉。
可是，當所述線坯經(jīng)過所產(chǎn)生的流動物質(zhì)的沸騰層時，一個不希望的氧化層也形成在線坯上，盡管由于用作流動物質(zhì)的沙存在研磨效應(yīng)可以部分地除掉氧化層，然而仍然有部分殘留在流化床的流化腔內(nèi)，這些所謂的屑狀顆粒對于淬冷工藝特性會產(chǎn)生負面影響，因此應(yīng)當定期清除掉和定期更換所使用的流動物質(zhì)。采用這種方法，還有必要用化學(xué)方法清除掉或腐蝕掉仍然殘留在線坯上的所謂殘留垢的氧化顆粒。
上述問題涉及到在使用流化床時發(fā)生的氧化問題，此時流動物質(zhì)被加熱到溫度400-600℃，以便保證可使顯微構(gòu)造變換成珠光體構(gòu)造，這個問題是值得重視的，因為在這個溫度容易形成氧化層，此外，采用常規(guī)方法實現(xiàn)的氣體爐在加熱流動物質(zhì)時產(chǎn)生的燃燒氧化物也會沉積在線坯上。
為了除去由于使用鉛浴以及使用流化床而殘留在線坯上的外來物質(zhì)即稱為結(jié)垢層的氧化層以及額外的鉛剩余物(取決于所采用的方法)，通常人們采用一種蝕刻設(shè)備，它一般包括蝕刻箱，在箱內(nèi)放入鹽酸或硫酸，以及若干漂洗箱，線坯以逐段階式依次通過所述箱進行處理，然后進入布置在下游的干燥設(shè)備。
導(dǎo)線于是回復(fù)到可加工即可拉伸狀態(tài)，接著，將導(dǎo)線按常規(guī)方法拉伸處理，從而獲得所需的導(dǎo)線形狀，然后，卡式導(dǎo)線必須經(jīng)過硬化和平整處理，才能獲得所需的機械性能。
硬化和平整處理尤其是為了使已經(jīng)被拉伸的導(dǎo)線的強度盡可能高，同時獲得良好的抗斷強度和拉伸率。為此，一般使用一種連續(xù)的硬化和平整設(shè)備，被拉伸的導(dǎo)線在該設(shè)備中首先被加熱到溫度800-1000℃，從而獲得所需的奧氏體結(jié)構(gòu)，接著淬火從而獲得馬氏體，再加熱到溫度400-600℃，由馬氏體顯微結(jié)構(gòu)形成沉淀，最后冷卻到低于60℃的溫度，在這種情況下，為了將被拉伸導(dǎo)線加熱到溫度800-1000℃，一般需要采用一種非直接加熱方法，例如電加熱方法或氣體加熱方法，導(dǎo)線放入加熱爐中的管子內(nèi)，利用一種例如氮氣的惰性氣體對導(dǎo)線進行沖洗，以避免導(dǎo)線被氧化。在硬化和平整處理工藝過程的第一階段中，需要特別注意仔細觀察在整個爐長上的導(dǎo)線的溫度保持在預(yù)定的溫度，因為只有這樣才能確保在整個導(dǎo)線長度上都具有均勻的機械性能。
淬火步驟的目的是使顯微結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)完全的馬氏體變換，為此，一般使用油作為淬冷介質(zhì)。為了確?？ㄊ綄?dǎo)線能夠具有所需的機械性能，必須不惜一切代價防止導(dǎo)線上形成一個氧化層或結(jié)垢層。為此，公知的硬化和淬火設(shè)備的淬火區(qū)被以氣密方式連接到奧氏體爐上，目前已經(jīng)使用其他介質(zhì)代替油作為淬火介質(zhì)，或者采用氣或水進行間接淬火工藝過程?？墒?，如果這樣處理，所獲得的馬氏體結(jié)構(gòu)的均勻程度和光潔度是不能令人滿意的。
如上所述，在硬化和平整處理方法的下一個步驟中，將導(dǎo)線加熱到溫度400-600℃，用于從淬火工藝獲得的馬氏體顯微結(jié)構(gòu)形成沉淀，這個工藝過程也稱為退火，所采用的爐具設(shè)備稱為退火爐。當變換完成之后，顯微結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)狀鐵素體和埋入的沉淀物。上述加熱過程也可以采用電或氣體加熱爐進行間接加熱。在這種情況下，如上所述，導(dǎo)線也是被引導(dǎo)放入加熱爐中的管子內(nèi)，被加熱到溫度800-1000℃，利用一種例如氮氣的惰性氣體對導(dǎo)線進行沖洗，以避免導(dǎo)線被氧化。在硬化和平整處理步驟中，也是要求確保出色的溫度一致性，從而在整個導(dǎo)線長度上獲得良好的均勻的機械性能。
使水流過導(dǎo)線管，將導(dǎo)線連續(xù)冷卻到60℃或更低的溫度。
根據(jù)如上所述的對公知方法的說明，我們可以得知，這些公知方法需要很高的設(shè)備投入，并且還產(chǎn)生很多有害環(huán)境的物質(zhì)，例如液態(tài)鉛，包含屑垢顆粒的沙，用于蝕刻設(shè)備的酸和在硬化和平整處理時用于淬火的油等。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的這些問題，本發(fā)明的目的是提供一種對如上所述的現(xiàn)有技術(shù)方法的改進方法，能夠保障所獲得的卡式導(dǎo)線的均勻的機械性能，而且用于實現(xiàn)這個方法的設(shè)備的基本建設(shè)投入能夠降低，同時在實現(xiàn)這個方法時所產(chǎn)生的有害環(huán)境的物質(zhì)的量可以減少；本發(fā)明還包括一種實現(xiàn)這個方法的設(shè)備；一個用于這個設(shè)備的爐子和一個冷卻裝置。
本發(fā)明的目的是通過采用所述的生產(chǎn)細線、尤其是卡式導(dǎo)線的改進方法實現(xiàn)的，其特征是已經(jīng)拉伸的導(dǎo)線通過至少一個爐子和／或冷卻裝置進行硬化和平整處理，所述的爐子和／或冷卻裝置也用在前面的熱處理工藝。
這個改進方法是基于眾所周知的非常簡單的原理，導(dǎo)線在熱處理過程中受到一個非常類似于連續(xù)進行的硬化和平整處理過程的溫度分布，從而獲得可拉伸的顯微結(jié)構(gòu)，通過相應(yīng)調(diào)節(jié)用于兩個工藝過程(即熱處理工藝過程及硬化和平整處理工藝過程)的爐子和／或冷卻裝置，可以實現(xiàn)溫度分布與其他特定方法條件的差，在本發(fā)明的情況下，尤其是應(yīng)當指出的是雙重使用設(shè)備組件的相應(yīng)調(diào)節(jié)的作用，可以減少設(shè)備停機的費用，至少能夠節(jié)約一個設(shè)備組件，提高了生產(chǎn)效率。通過節(jié)約至少一個設(shè)備組件，與常規(guī)設(shè)備相比，可以減少設(shè)備所需的空間，也進一步降低了成本。最后，通過雙重使用至少一個設(shè)備組件，能夠顯著減少根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的方法所產(chǎn)生的有害環(huán)境的物質(zhì)，當在熱處理工藝和硬化及平整工藝中使用至少一個冷卻裝置的情況下，上述效益特別顯著。
上面已經(jīng)結(jié)合公知方法進行了說明，我們發(fā)現(xiàn)，值得推薦的是，在熱處理工藝過程期間，將在第一爐內(nèi)的線坯首先加熱到溫度800-1000℃，然后在第一冷卻裝置內(nèi)冷卻到第二溫度，這個溫度最好在第一溫度和室溫之間，尤其是在溫度400-600℃之間，在第二溫度下維持一個預(yù)定的時間，接著在第二冷卻裝置中冷卻到室溫或略高于室溫。在這種情況下，冷卻到大約400-600℃的第二溫度的冷卻導(dǎo)線也可以在相應(yīng)的冷卻裝置內(nèi)維持預(yù)定的時間，以便獲得線坯的可拉伸的顯微結(jié)構(gòu)。關(guān)于用于熱處理和硬化及平整處理兩個工藝過程的單個設(shè)備組件的雙重使用，我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過第一冷卻裝置處理的導(dǎo)線如果能夠在第二爐內(nèi)維持在第二溫度是可取的，可以使用第一冷卻裝置將導(dǎo)線冷卻到第二溫度，以及在硬化和平整處理期間冷卻導(dǎo)線，因為在硬化和平整處理期間需要再次加熱線坯，這可以通過第二爐實現(xiàn)。
采用本發(fā)明方法的優(yōu)點是僅需要一個設(shè)備組件即第一爐裝置，第一冷卻裝置，第二爐裝置，或第二冷卻裝置實現(xiàn)熱處理，所述的第一爐裝置，第一冷卻裝置，第二爐裝置，或第二冷卻裝置也用于硬化和平整處理工藝。采用本發(fā)明的方法，當導(dǎo)線被硬化和平整加工時，可以通過第一爐裝置以及第一冷卻裝置以及第二爐裝置以及第二冷卻裝置進行，這樣能夠尤其是大大節(jié)約設(shè)備的基本建設(shè)投資。
在這種情況下，還應(yīng)該指出的是，本發(fā)明推薦的方法的實施例不允許連續(xù)不斷地制造卡式導(dǎo)線，因為在熱處理和硬化及平整處理工藝之間必須對各裝置部件進行必要的調(diào)整。不過，這一缺點尤其對于制造卡式導(dǎo)線是可以接受的，因為所需卡式導(dǎo)線的量一般低于相應(yīng)設(shè)備的最大生產(chǎn)能力，于是卡式導(dǎo)線的基本生產(chǎn)要求滿足的情況下隨時可能出現(xiàn)機器停機，此時能夠?qū)Ω餮b置部件進行必要的調(diào)整。如果按照本發(fā)明特別推薦的方法進行生產(chǎn)，無需增加招致停機的設(shè)備，因此不必增加額外的費用。
前面我們已經(jīng)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的方法進行了說明，我們發(fā)現(xiàn)特別有利的是，在硬化和平整處理工藝期間，當導(dǎo)線首先被加熱到溫度800-1000℃，然后冷卻到室溫或略高于室溫。在這種情況下，所用的第一爐裝置在熱處理工藝期間將線坯加熱到溫度800-1000℃，如果對第一冷卻裝置加以調(diào)整，也可以使用。在進一步硬化和平整處理階段，線坯一般被加熱到大約在溫度400-600℃之間，接著逐漸冷卻到室溫或略高于室溫，即低于100℃，最好是在60℃左右。為此目的，可以采用第二爐裝置和第二冷卻裝置，并且無需任何調(diào)整。
前面我們已經(jīng)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的方法進行了說明，我們發(fā)現(xiàn)特別重要的是，在硬化和平整處理工藝期間，所用的爐的爐溫是固定不變的，使在爐內(nèi)的導(dǎo)線部分的全長出于恒溫下。為此目的，我們發(fā)現(xiàn)特別有利的是，在第一和／或第二爐裝置內(nèi)的導(dǎo)線部分通過一個平行多管形的散熱塊，導(dǎo)線穿過相應(yīng)的通道和可選擇的穿過其中布置的通道管。這種散熱塊的結(jié)構(gòu)比常規(guī)的管道具有更高的導(dǎo)熱質(zhì)量和出色的熱存儲特性，能夠緩解在爐裝置內(nèi)部的溫度波動，使爐內(nèi)的導(dǎo)線溫度或者導(dǎo)線溫度進程不再受溫度波動的影響。可是，使用散熱塊，使導(dǎo)線穿過該散熱塊，這種方案可以使用具有很小爐腔的燃氣加熱爐，以利于確保恒定的溫度分布。當導(dǎo)線穿過該散熱塊時，一般由燃氣爐引起的局部溫峰能夠均勻分布在由高質(zhì)量散熱塊構(gòu)成的很小的爐腔中，在導(dǎo)線部分上不再存在溫峰。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明方法的推薦實施例，采用本發(fā)明的爐裝置實現(xiàn)所述的方法，這種爐裝置具有至少一個爐腔，用于容納至少一個導(dǎo)線部分，其特征在于所述爐腔內(nèi)在要放置導(dǎo)線部分的區(qū)域上安置有一個散熱塊，用于使容納在爐腔內(nèi)的導(dǎo)線部分均勻受熱。在這種情況下，所述爐腔最好包括至少一個相互分立的導(dǎo)線入口和導(dǎo)線出口，使導(dǎo)線能夠在連續(xù)操作過程中被處理。
為了使容納在爐腔內(nèi)的導(dǎo)線部分均勻受熱，進一步建議所述散熱塊由至少一個使導(dǎo)線穿過其中的通道或環(huán)繞所述導(dǎo)線的帶有密配合的通道管構(gòu)成，在本發(fā)明的這個推薦的實施例中，本發(fā)明的爐子設(shè)計成能夠同時加熱多個導(dǎo)線部分，其中所述散熱塊由多個平行延伸的通道形成，每一個通道內(nèi)可容納一個導(dǎo)線部分。在這種情況下，穿過所述散熱塊的導(dǎo)線部分可以通過從外部加熱所述散熱塊得到加熱，在限定爐腔的一個爐壁上最好安置至少一個氣體燃燒裝置。如果采用上述爐子，至少一個內(nèi)部容納導(dǎo)線部分的通道相對于加熱腔內(nèi)的被加熱的散熱塊外圓周以氣密方式被密封，這樣能夠防止在爐腔內(nèi)加熱的導(dǎo)線部分的縮放和燃燒物質(zhì)沉積在導(dǎo)線表面上，并且最好利用一種惰性氣體如氮氣進行沖洗。
我們認為特別有利的是，散熱塊的制造最好包括部分半導(dǎo)體材料，因為這些材料在400-1000℃的溫度范圍內(nèi)具有良好的導(dǎo)熱性能，而且此時，具有最小重量。在這種情況下，如果采用碳化硅作為半導(dǎo)體材料是非常有利的，因為它們不僅重量特別小，而且具有非常好的導(dǎo)熱性能。
結(jié)合前面關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)線制造工藝的說明，第一和／或第二冷卻裝置可以用作液態(tài)腔，腔內(nèi)具有至少一層液態(tài)流動的物質(zhì)，例如沙子，導(dǎo)熱通過所述的液態(tài)腔進行冷卻。為了防止在通過液態(tài)腔的導(dǎo)線上形成殘留垢層，當液態(tài)流動材料流動時，最好將惰性氣體引入液態(tài)腔，所述的惰性氣體例如是氮氣或稀有氣體等，采用這種方法，結(jié)合本發(fā)明的方法，將惰性氣體反復(fù)引入液態(tài)腔和排出液態(tài)腔，工藝操作成本可以特別低。
另外，使用惰性氣體沖洗在液態(tài)腔內(nèi)流動的可流動材料也能夠使在制造導(dǎo)線工藝中產(chǎn)生的有害于環(huán)境的物質(zhì)的量顯著減少，因為防止了有害的殘留垢的產(chǎn)生，于是無需頻繁的更換流動材料。而且，使用惰性氣體沖洗在液態(tài)腔內(nèi)流動的流動材料，還能完全省去所述的刻蝕裝置，不再需要通過熱處理將導(dǎo)線加工成可拉伸狀態(tài)，因為在導(dǎo)線被冷卻到第二溫度的過程中，在導(dǎo)線表面上不會形成氧化層。采用本發(fā)明的方法，能夠減少有害環(huán)境的物質(zhì)產(chǎn)生，不再需要在常規(guī)的刻蝕裝置中利用酸進行腐蝕。所述的液態(tài)腔中在采用惰性氣體沖洗流動材料時，也可以用于淬冷，進行硬化和平整處理，以此方式，防止導(dǎo)線發(fā)生縮放，這種現(xiàn)象是在硬化和平整處理過程中必須嚴格禁止的，這是導(dǎo)線質(zhì)量的要求。采用本發(fā)明的方法，可以進一步減少有害環(huán)境的物質(zhì)產(chǎn)生，因為在硬化和平整處理導(dǎo)線的淬冷工藝中，不再需要使用油作為媒介。
根據(jù)本發(fā)明的一個推薦的實施例，在熱處理以便獲得可拉伸的顯微結(jié)構(gòu)的工藝中和在氧化及平整加工的工藝中，可以使用同一個流體腔，在這種情況下，在熱處理工藝期間，如果使用流體腔冷卻所述的可流動材料，當加熱可流動材料時，所述可流動材料被加熱到第二預(yù)定溫度，一般在400-600℃的溫度范圍內(nèi)，這樣處理是有利的。在現(xiàn)有技術(shù)中，這種加熱是借助于一個氣體燃燒器直接加熱所述的流動材料而加熱的，并且所述氣體用于沸騰加熱。我們發(fā)現(xiàn)，非常有利的是，向加熱流動材料的流體腔發(fā)射電磁波，因為使用氣體燃燒器會在導(dǎo)線的表面上產(chǎn)生燃燒物質(zhì)的沉積，如果發(fā)射電磁波可以防止這種有害物質(zhì)的沉積，因此可以完全省去通過熱處理中使用刻蝕裝置處理導(dǎo)線的過程，導(dǎo)線可以處于可拉伸狀態(tài)。
在這種情況下，電磁波例如可以采用由一個安置在流體腔內(nèi)的加熱管發(fā)射的熱輻射形式，并且最好是能夠穿透的熱輻射。本發(fā)明的這個實施例的優(yōu)點是利用加熱管發(fā)射電磁波進行加熱，使流動材料直接接觸所述的加熱管而被加熱，所述的加熱管放置在沸騰的流體腔內(nèi)的流動材料層所在的區(qū)域上。加熱管例如可以是電加熱管。為了獲得令人滿意的高效率，建議將加熱管制成一個中空管，在管道內(nèi)由一個氣體燃燒器從內(nèi)部加熱，加熱管以氣密方式相對于流體腔的其他部分是分離的。
此外，所述的流動材料也可以通過向加熱腔發(fā)射微波形式的電磁波被加熱，在這種情況下，一個微波發(fā)射裝置例如電子調(diào)速管用于微波發(fā)射，它可以安裝在限定流體腔的一個壁上，并且，以此方式，由微波產(chǎn)生的余熱仍然可以用于流動材料的輔助加熱，這種熱交換的同時實現(xiàn)微波產(chǎn)生元件的冷卻。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過使用兩個爐子裝置，在它們之間安裝有一個冷卻裝置，本發(fā)明提供使用本發(fā)明的方法的一個設(shè)備，該設(shè)備用于進行熱處理和硬化及平整加工，并且不需采用或產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)。在這種情況下，當執(zhí)行熱處理方法以及硬化和平整加工方法時，可以使用一個常規(guī)的第二冷卻裝置對在第二爐裝置中的被加工導(dǎo)線進行冷卻，此時，所述的導(dǎo)線被引入管道內(nèi)，冷卻水圍繞管道流動，用于直接冷卻。
下面，將參照附圖進一步說明本發(fā)明，附圖展示了所有在說明書文字上沒有說明或不便說清的細節(jié)，這些細節(jié)對于本發(fā)明來說是非常重要的。
圖1是采用本發(fā)明所述的方法實現(xiàn)的設(shè)備的示意圖；圖2是圖1所述的設(shè)備中的爐裝置之一的剖視圖3是圖1所述的設(shè)備中的冷卻裝置的剖視圖。
圖1A展示了一個連續(xù)工作的本發(fā)明的設(shè)備，該設(shè)備主要包括第一爐裝置10，第一冷卻裝置20，第二爐裝置30和第二冷卻裝置40，它們沿著圖中箭頭P所示的方向先后順序連接，這些裝置用于實現(xiàn)熱處理工藝，使導(dǎo)線獲得可拉伸的顯微結(jié)構(gòu)，以及用于硬化和平整加工工藝，使導(dǎo)線獲得設(shè)計要求的機械性能，即高強度和具有優(yōu)秀的抗斷強度及拉伸率。圖1B是導(dǎo)線經(jīng)受熱處理工藝時的溫度分布圖。導(dǎo)線首先被在第一爐裝置中加熱到大約900℃，接著在第一冷卻裝置20內(nèi)被冷卻到大約500℃，以及在第二爐裝置30內(nèi)被維持在這個溫度，然后在第二冷卻裝置40內(nèi)被冷卻到室溫。
圖1C表示使用同一個設(shè)備實現(xiàn)硬化及平整加工工藝的情況下導(dǎo)線經(jīng)受的溫度分布圖。在硬化和平整加工過程中，導(dǎo)線首先被在第一爐裝置中加熱到大約900℃，接著在第一冷卻裝置20內(nèi)被冷卻到室溫，然后在第二爐裝置30內(nèi)再次被被加熱到溫度大約500℃，然后在第二冷卻裝置40內(nèi)再次被冷卻到室溫或略高于室溫的一個溫度，例如60℃。
如圖1所示，圖1A所示的設(shè)備在硬化和平整加工過程之間必須被調(diào)整，將第一冷卻裝置20調(diào)整到相應(yīng)的溫度分布狀況。
在圖2中，所示的標號100是爐裝置，可以用作第一爐裝置10以及第二爐裝置30。這個爐裝置100包括一個由隔熱爐壁110，120，130，140所圍成的爐腔150，和一個置于爐腔內(nèi)的由碳化硅制成的散熱塊160，這個散熱塊160是由多個平行的管構(gòu)成，它通過從爐子底部130向上伸出的支撐件162被支撐，它的周圍是空的，由爐腔150的一個環(huán)形空間所環(huán)繞。平行管式碳化硅散熱塊160具有多個穿透的通道160，通道的走向是如圖1所示的箭頭P的方向，其中每個通道用于接收一個導(dǎo)線穿過。所述的導(dǎo)線部分于是穿過所述的散熱塊160，并且也穿過爐腔150，穿過所述散熱塊的導(dǎo)線直接由散熱塊加熱，為此，氣體燃燒器嵌入位于爐子內(nèi)的側(cè)面爐壁120和140上的凹槽142中，如此避免了燃燒物與穿過散熱塊160的通道164的導(dǎo)線直接接觸，因為爐腔150的環(huán)形空間170是以氣密方式與嵌入散熱塊160內(nèi)的通道164相互分離的。
在圖3中，一個流化床式的冷卻裝置用標號200表示，可以用作如圖1A所示的本發(fā)明的設(shè)備的第一冷卻裝置20．這種流化床200包括一個由隔熱壁212圍成的沸騰室210，導(dǎo)線沿著如圖1所示的箭頭P的方向穿過此沸騰室，在沸騰室210的底部區(qū)域上具有一個用于引入惰性氣體到該沸騰室的裝置，由于引入了惰性氣體，放入沸騰室內(nèi)的流動材料，例如沙能夠被加熱沸騰，形成一個液態(tài)層，導(dǎo)線部分被所述的液態(tài)層冷卻和引導(dǎo)。這里惰性氣體例如是氮氣、稀有氣體等，因此此類被引入沸騰室210內(nèi)的惰性氣體又從沸騰室210被排除，并且返回上述引入裝置220。
關(guān)于所述的引入裝置220，一個加熱管240嵌入沸騰室210內(nèi)，這個加熱管沿著垂直于導(dǎo)線部分走向的方向布置，加熱管240是一個中空管，在加熱管的內(nèi)部具有一個氣體燃燒器242，所述的加熱管的內(nèi)部是與沸騰室210的其余部分氣密分離的。以此方式，使沸騰室內(nèi)的流動的沙能夠通過引入裝置所引入的惰性氣體產(chǎn)生流動，在熱處理工藝中，能夠被加熱到大約500℃的預(yù)定溫度，無需通過燃料使沸騰室210內(nèi)的惰性氣體的氣壓保持在一個固定值，同時，可以確保穿過爐腔內(nèi)的沸騰室內(nèi)的導(dǎo)線不發(fā)生氧化，因為所述的沸騰過程是惰性氣體產(chǎn)生的作用。由氣體燃燒器產(chǎn)生的廢氣通過一個抽吸裝置242和排氣道被排除。
本發(fā)明并不局限于上述借助于


的實施例，可以替代的方案例如是，在沸騰室內(nèi)的流動材料也可以由微波輻射加熱，微波發(fā)生器件例如電子調(diào)速管，被布置在沸騰室210的側(cè)壁上，以有利于流動材料的均勻發(fā)熱，另一方面，也有利于流動材料的冷卻。不過，采用本發(fā)明的設(shè)備，對設(shè)備進行調(diào)整是必要的，特別是當溫度曲線偏離如圖1所示的溫度曲線分布時，例如，在采用高合金鋼作為制造導(dǎo)線的材料時。最后，如圖1所示的爐子裝置10和30也可以采用不同的尺寸。
權(quán)利要求
1．一種制造細導(dǎo)線的方法，特別是卡式導(dǎo)線帶，將已經(jīng)經(jīng)過部分加工的，特別是被拉伸過的線坯通過熱處理轉(zhuǎn)變成可拉伸狀態(tài)，接著進行拉伸，然后進行硬化和平整處理，使線坯獲得預(yù)定的機械性能，其特征在于硬化和平整處理的被拉伸導(dǎo)線穿過至少一個爐裝置和／或冷卻裝置，所述的裝置在前面的熱處理工藝過程中已經(jīng)被使用。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于線坯在所述的熱處理工藝過程中在第一爐裝置中首先被加熱到大約為800-1000℃的第一溫度，接著在第一冷卻裝置內(nèi)被冷卻到第二溫度，所述第二溫度是在第一溫度和室溫之間，最好是大約400-600℃，以及在第二溫度下維持預(yù)定的時間，然后在第二冷卻裝置內(nèi)被冷卻到接近室溫。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述線坯是在第二爐裝置內(nèi)維持在所述的第二溫度。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于所述線坯穿過第一爐裝置，第一冷卻裝置，第二爐裝置和／或第二冷卻裝置，實現(xiàn)硬化和平整處理。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述線坯被第一爐裝置加熱到硬化和平整處理的第三預(yù)定溫度，也是最好大約為800-1000℃，并且在第一冷卻裝置內(nèi)被冷卻到第四預(yù)定溫度，最好是接近室溫的溫度。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于進行硬化和平整處理的線坯在由第二爐裝置冷卻到第四預(yù)定溫度之后，被加熱到第五預(yù)定溫度，最好是大約400-600℃，接著在第二冷卻裝置內(nèi)被冷卻到接近室溫或低于100℃且略高于室溫的溫度，最好是60℃。
7．根據(jù)前述任一個權(quán)利要求的方法，其特征在于所述導(dǎo)線穿過位于第一和／或第二爐裝置內(nèi)的散熱塊。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述的散熱塊被從外部由至少一個氣體燃燒器加熱。
9．根據(jù)前述任一個權(quán)利要求的方法，其特征在于所述導(dǎo)線穿過第一和／或第二冷卻裝置內(nèi)的一個液態(tài)腔，在所述的液態(tài)腔內(nèi)具有至少一層液態(tài)的可流動的流動材料，例如沙子。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于所述的流動材料通過一種惰性氣體加熱，例如氮氣、稀有氣體等惰性氣體被充入所述的液態(tài)腔內(nèi)。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述的被充入所述的液態(tài)腔內(nèi)的惰性氣體被從液態(tài)腔引出，并且再次回引入所述的液態(tài)腔內(nèi)。
12．根據(jù)權(quán)利要求9-11之一的方法，其特征在于所述的流動材料在第一冷卻裝置中被加熱到大約第二預(yù)定溫度，用于將導(dǎo)線冷卻到預(yù)定溫度。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于采用電磁波輻射加熱在液態(tài)腔內(nèi)的流動材料。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于電磁波的發(fā)射是由一個安置在液態(tài)腔內(nèi)的發(fā)熱管實現(xiàn)的，并且發(fā)熱管最好嵌入液態(tài)腔上。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于所述的發(fā)熱管是一個中空管，它通過一個氣體燃燒器從內(nèi)部加熱。
16．根據(jù)權(quán)利要求13-15之一的方法，其特征在于輻射加熱所述的加熱腔的電磁波是微波。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于用于產(chǎn)生微波的元件例如是電子調(diào)速管，它布置在限定所述的液態(tài)腔的腔壁上，利用由微波產(chǎn)生的余熱進行對流動材料的輔助加熱。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于微波產(chǎn)生元件是由液態(tài)的流動材料所冷卻的。
19．一種用于完成前述權(quán)利要求之一的方法的爐裝置，具有至少一個能夠加熱的爐腔(150)，其內(nèi)接收至少一個導(dǎo)線部分，其特征在于導(dǎo)線部分被引入在爐裝置內(nèi)的一個散熱塊(160)所在的區(qū)域內(nèi)，散熱塊的結(jié)構(gòu)使被引入在爐裝置(150)內(nèi)的導(dǎo)線部分能夠被均勻加熱。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的爐裝置，其特征在于所述的爐裝置(150)具有至少一個導(dǎo)線入口和至少一個導(dǎo)線出口，它們是分開布置的，并且是相互連通的。
21．根據(jù)權(quán)利要求20的爐裝置，其特征在于散熱塊(160)中包含至少一個供導(dǎo)線部分穿過的通道(164)。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的爐裝置，其特征在于散熱塊(160)中包含多個平行伸展的通道(164)，每一個供一個導(dǎo)線部分穿過。
23．根據(jù)權(quán)利要求19-22中之一的爐裝置，其特征在于散熱塊(160)是從外部加熱的，其加熱源是布置在限定所述的爐裝置(150)的腔壁(120，140)上的至少一個氣體燃燒器。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的爐裝置，其特征在于至少一個供導(dǎo)線部分穿過的通道(164)在加熱腔內(nèi)是與環(huán)繞散熱塊(160)的熱包裹(170)氣密分開的。
25．根據(jù)權(quán)利要求19-24中之一的爐裝置，其特征在于散熱塊至少部分包括半導(dǎo)體材料，最好是碳化硅。
26．一種用于完成前述權(quán)利要求1-18之一的方法的冷卻裝置，包括在所述的液態(tài)腔(210)內(nèi)具有液態(tài)的可流動的流動材料，例如沙子，一個液體引入裝置(220)將所述的流動材料引入液態(tài)腔內(nèi)，和一個加熱流動材料的裝置(240)，其特征在于所述加熱裝置將電磁波發(fā)射到液態(tài)腔內(nèi)。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的冷卻裝置，其特征在于所述的加熱裝置包括至少一個加熱管(240)，該加熱管安置在液態(tài)腔(210)內(nèi)，并且埋置在液態(tài)腔內(nèi)。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的冷卻裝置，其特征在于加熱管(240)是一個中空管，其內(nèi)部相對于液態(tài)腔(210)的其余部分是氣密密封的。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的冷卻裝置，其特征在于產(chǎn)生蒸汽的氣體燃燒器(242)安置在與加熱管(240)相關(guān)聯(lián)的管的內(nèi)部。
30．根據(jù)權(quán)利要求26-29中之一的冷卻裝置，其特征在于所述加熱裝置包括至少一個微波發(fā)射裝置，能夠向液態(tài)腔內(nèi)發(fā)射微波。
31．根據(jù)權(quán)利要求30的冷卻裝置，其特征在于微波發(fā)射裝置的一個能夠發(fā)射微波的元件安置在限定液態(tài)腔的壁的區(qū)域上，它可以起到對流動材料輔助加熱的作用。
32．根據(jù)權(quán)利要求26-31中之一的冷卻裝置，其特征在于所述的液態(tài)腔具有一個相關(guān)聯(lián)的返回裝置，能夠排出、返回和重新引入液體到液態(tài)腔內(nèi)。
33．一種實現(xiàn)權(quán)利要求1-18之一所述的加熱裝置的方法的設(shè)備，采用根據(jù)權(quán)利要求19-25之一的加熱裝置和／或根據(jù)權(quán)利要求26-32之一的冷卻裝置。
全文摘要
一種制造細導(dǎo)線的方法,特別是卡式導(dǎo)線帶,將已經(jīng)經(jīng)過部分加工的,特別是被拉伸過的線坯通過熱處理轉(zhuǎn)變成可拉伸狀態(tài),接著進行拉伸,然后進行硬化和平整處理,使線坯獲得預(yù)定的機械性能,根據(jù)本發(fā)明,此外還建議經(jīng)過硬化和平整處理的被拉伸導(dǎo)線穿過至少一個爐裝置和/或冷卻裝置,所述的裝置在前面的熱處理工藝過程中已經(jīng)被使用。
文檔編號C21D1/34GK1291658SQ00130589
公開日2001年4月18日 申請日期2000年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者R·A·格拉夫 申請人:格拉夫及西有限公司