鋼絲生產用爐設計(design of furnace for steel wire production)

對成品或半成品鋼絲進行各種熱處理、干燥和表面鍍層等過程所需用爐。有鋼絲韌化處理爐、鋼絲淬火回火爐、馬弗退火爐、鍍鋅爐、鋼絲罩式爐、罐式爐和鋼絲干燥爐等。

鋼絲韌化處理爐也稱索氏體化處理爐或焙鈍爐，爐子用于鋼絲冷拔前或成品鋼絲的索氏體化處理。由加熱段和淬火段兩部分組成(見圖)。鋼絲呈展開形態(tài)通過加熱段加熱到880～920℃，經過適當保溫后立即進入保持460～540℃溫度的淬火段，使鋼絲等溫轉變成索氏體組織。爐子可多頭處理鋼絲，一般同時處理20～40根。

爐子加熱段部分有兩種結構型式，一種是間接加熱，爐內鋪設帶孔馬弗磚，鋼絲在孔內通過，燃料燃燒的火焰和煙氣不與鋼絲接觸，這種結構習慣上稱作馬弗爐；也可用輻射管進行間接加熱。另一種是明火直接加熱，靠燃料不完全燃燒形成的少氧化氣氛來減少鋼絲氧化。直接加熱可大大縮短加熱時間，并提高熱效率。

鋼絲韌化處理爐結構

韌化處理爐的淬火段由淬火鍋、供熱設施、冷卻及循環(huán)設施、環(huán)保設施等組成。淬火鍋中淬火介質一般為液態(tài)鉛。供熱設施可用各種燃料或電能，供熱能力以能在16～24h內將鉛熔化來配備。冷卻設施用于散去鋼絲帶入鉛鍋多余的熱量，循環(huán)設施通常用鉛液泵，使鉛液循環(huán)達到溫度均勻。環(huán)保設施用于去除鉛鍋散發(fā)出的鉛蒸氣。

鋼絲韌化處理爐的主要技術指標見表。

鋼絲韌化處理爐主要技術指標

鋼絲韌化處理還可以采用電接觸加熱裝置或散卷韌化處理爐。

電接觸加熱。利用鋼絲本身電阻，通過電流進行加熱。靠調整電壓和導電段長度來控制鋼絲加熱溫度。該裝置由接觸槽、淬火槽、鋼絲導電加熱段和調壓變壓器等組成。接觸槽內盛低熔點合金，作為無火花接觸導電介質。淬火槽內盛液態(tài)鉛，既可接觸導電，又可用于鋼絲等溫處理。接觸槽位置可以移動，以改變導電加熱段長度。這種裝置處理的鋼絲質量較好，一般用于較細鋼絲的成品或半成品韌化熱處理。

散卷韌化處理。可將鋼絲卷仍保持圈狀，圈與圈之間拉開一段距離，依次連續(xù)通過爐子。用爐輥或輸送帶運送。淬火方式用氣流噴吹或流化床冷卻。這種韌化處理方式爐子較短，熱效率較高，取消了鉛鍋，避免了鉛的污染。但由于鋼絲圈與圈之間互相搭接，冷卻速度不一致，一般用于較粗鋼絲的半成品韌化處理。

鋼絲淬火回火爐用于高碳鋼絲及某些合金鋼絲的油淬火和回火處理，以得到馬氏體或回火索氏體組織。淬火爐與韌化處理爐的加熱段相同，但應通入可控氣氛，以避免脫碳和氧化。回火爐采用直通式。

馬弗退火爐用于低碳鋼絲鍍鋅前再結晶退火。爐子構造與馬弗爐相同，但加熱溫度較低，為670～740℃。也可用輻射管加熱，爐內通可控氣氛進行光亮退火。鋼絲出爐后直接進入鋅鍋進行熱鍍鋅而不經酸洗處理。

鍍鋅爐用于鋼絲表面熱鍍鋅處理，由鋅鍋和供熱設施組成。鋅鍋有金屬鋅鍋和耐火材料鋅鍋兩種。由于金屬鋅鍋易受侵蝕損壞，壽命較短，中國從70年代開始逐步采用耐火材料鋅鍋代替金屬鋅鍋。爐子用煤氣或油作燃料，金屬鋅鍋在鍋側面加熱，也可以燒煤。耐火材料鋅鍋從鋅液的上表面加熱，也可以用電感應加熱。爐子生產能力由鋼絲浸鋅時間確定，常溫鋼絲浸鋅時間一般為每毫米直徑2.5～3s。熱鋼絲浸鋅時間很短，隨鋼絲溫度不同而異。

鋼絲罩式爐用于高碳鋼絲、合金鋼絲、滾珠鋼絲的球化退火或全退火。由內罩、冷卻罩，爐臺及外罩組成。內罩中通可控氣氛，爐臺上設強對流循環(huán)風扇。根據生產批量大小選擇爐子規(guī)格尺寸，不同規(guī)格爐子的尺寸范圍大致是：爐臺直徑1～4.2m，裝料高度1.6～3.2m，裝料量1～50t，爐子通常成圓柱形。爐臺與外罩數(shù)量比約為2：1。爐子可用煤氣或電作熱源，用煤氣加熱時在外罩下部布置切向燒嘴，外罩上帶空氣換熱器可以將空氣預熱到400℃左右。由于循環(huán)風扇的作用，退火周期縮短且溫度均勻。再結晶退火約為8～13h(外罩時間)，球化退火大約為16～24h(外罩時間)。

罐式爐用途與罩式爐相同，由密封罐、加熱坑、預熱坑和冷卻坑組成。預熱坑用于罐和鋼絲的預熱，以回收加熱坑的煙氣余熱。罐的直徑0.95～1.3m，高1.8～2.5m，鋼絲卷通過托盤吊掛在罐蓋上，每罐裝料量0.5～2.0t，適宜于小批量多品種的鋼絲熱處理。

鋼絲干燥爐用于鋼絲酸洗后的干燥。干燥溫度為80～120℃。爐子有隧道式，鏈條輸送式及箱式等。一般采用間接加熱方式，也可以采用其他爐子出爐煙氣的余熱來進行干燥。