金属线材感应加热退火装置

摘要

本发明公开了一种金属线材感应加热退火装置，包括依次前后设置的张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构，张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构上分别设有至少一个输送金属线材的走向导轮。本发明采用电磁感应的加热退火方式，能效高、无污染、使用方便、速度快，可以快速启动和关闭，无需预热，收放线恒张力，工作效率也比传统的加热退火方式提高很多，加工出来的金属线材质量大大提高，氧化层薄(过热时间短)，实用性更强，易于推广应用。

权利要求

1.金属线材感应加热退火装置，其特征在于：包括依次前后设置的张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构，张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构上分别设有至少一个输送金属线材的走向导轮；

所述感应加热退火机构包括加热电源、感应加热炉、控制面板和退火水槽，加热电源通过控制面板与感应加热炉电连接；

所述感应加热炉内设有初级加热感应器、二级加热感应器、无极谐振电热电容、五个走向导轮，五个走向导轮包括一个主转轮和四个次转轮，初级加热感应器和二级加热感应器当中分别设有一根石英管，无极谐振电热电容与初级加热感应器当中的石英管连接，主转轮圆周上设有可形成金属线材加热联接闭合回路的两个环形槽，金属线材依次通过主转轮的一个环形槽、一个次转轮、初级加热感应器的石英管、三个次转轮、二级加热感应器的石英管、主转轮的另一个环形槽、退火水槽与绕丝动力机构传动连接；

所述张紧输送机构包括并排设置的放线盘和支座，支座位于放线盘后侧，支座上设有走向导轮固定架，张紧输送机构上的走向导轮设在走向导轮固定架上，放线盘的转轴上设有托盘，托盘圆周设有圆环形的托盘凹槽，托盘凹槽内穿设有水平链条，水平链条一端直接固定连接在放线盘上，另一端通过拉伸弹簧固定连接在放线盘上；

所述张紧输送机构上的走向导轮设有三个，中间走向导轮与走向导轮固定架上下滑动连接，中间走向导轮位置低于两侧两个走向导轮，中间走向导轮圆周上设有外径不同的圆环形的走向导轮凹槽，较大走向导轮凹槽内穿设有竖直链条，竖直链条两端均竖直向下设置，其中一端直接固定连接在支座上，另一端通过竖直拉伸弹簧固定连接在支座上；

所述绕丝动力机构包括绕线架，绕线架上设有电机、绕线盘，电机通过变速器与绕线盘传动连接，电机连接有变频器，变频器设置在控制面板后方，金属线材通过绕丝动力机构上的走向导轮缠绕在绕线盘上。

2.根据权利要求1所述的金属线材感应加热退火装置，其特征在于：所述退火水槽后侧设有后压垫，金属线材依次通过退火水槽、后压垫与绕丝动力机构传动连接。

3.根据权利要求1或2所述的金属线材感应加热退火装置，其特征在于：所述支座上设有前压垫和中压垫，前压垫和中压垫位于走向导轮固定架前方和后方。

4.根据权利要求1或2所述的金属线材感应加热退火装置，其特征在于：所述退火水槽通过管道连接有使水循环流动的水泵。

说明书

金属线材感应加热退火装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金属线材热处理设备，尤其涉及一种金属线材感应加热退火装置。

背景技术

[0002] 目前，对诸如不锈钢丝、铜丝、铝丝等金属线材进行热处理时，一般利用煤炭、天然气、油料等为燃料的箱体式加热炉进行加热，此方式加热效率低，污染大，而且开启及关闭都需大量的燃料进行长时间预热，造成大量能源浪费，而且加热设备体积大，占空间，收放金属线材不均匀、不利于控制而造成加热后的金属线材氧化层厚，不利于退火处理工艺。这种落后的加热退火方式与国家如今倡导的节能减排政策极不适应，亟需进行改善。

发明内容

[0003] 本发明的目的是解决现有技术中的不足之处，提供一种能效高、无污染、使用方便、易于控制、工作效率高、加热退火质量高的加热退火的金属线材感应加热退火装置。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：金属线材感应加热退火装置，包括依次前后设置的张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构，张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构上分别设有至少一个输送金属线材的走向导轮。

[0005] 所述感应加热退火机构包括加热电源、感应加热炉、控制面板和退火水槽，加热电源通过控制面板与感应加热炉电连接。

[0006] 所述感应加热炉内设有初级加热感应器、二级加热感应器、无极谐振电热电容、五个走向导轮，五个走向导轮包括一个主转轮和四个次转轮，初级加热感应器和二级加热感应器当中分别设有一根石英管，无极谐振电热电容与初级加热感应器当中的石英管连接，主转轮圆周上设有可形成金属线材加热联接闭合回路的两个环形槽，金属线材依次通过主转轮、一个次转轮、初级加热感应器的石英管、三个次转轮、二级加热感应器的石英管、主转轮、退火水槽与绕丝动力机构传动连接。

[0007] 所述张紧输送机构包括并排设置的放线盘和支座，支座位于放线盘后侧，支座上设有走向导轮固定架，张紧输送机构上的走向导轮设在走向导轮固定架上，放线盘的转轴上设有托盘，托盘圆周设有圆环形的托盘凹槽，托盘凹槽内穿设有水平链条，水平链条一端直接固定连接在放线盘上，另一端通过拉伸弹簧固定连接在放线盘上。

[0008] 所述张紧输送机构上的走向导轮设有三个，中间走向导轮与走向导轮固定架上下滑动连接，中间走向导轮位置低于两侧两个走向导轮，中间走向导轮圆周上设有外径不同的圆环形的走向导轮凹槽，较大走向导轮凹槽内穿设有竖直链条，竖直链条两端均竖直向下设置，其中一端直接固定连接在支座上，另一端通过竖直拉伸弹簧固定连接在支座上。

[0009] 所述绕丝动力机构包括绕线架，绕线架上设有电机、绕线盘，电机通过变速器与绕线盘传动连接，电机连接有变频器，变频器设置在控制面板后方，金属线材通过绕丝动力机构上的走向导轮缠绕在绕线盘上。

[0010] 所述退火水槽后侧设有后压垫，金属线材依次通过退火水槽、后压垫与绕丝动力机构传动连接。

[0011] 所述支座上设有前压垫和中压垫，前压垫和中压垫位于走向导轮固定架前方和后方。

[0012] 所述退火水槽通过管道连接有使水循环流动的水泵。

[0013] 采用上述技术方案，对金属线材这种磁性材料进行加热，居里点前后相对磁导率变化非常大。如中碳钢的居里点为760℃，因此，加热过程应采用双频加热方式，以此分为两个阶段：(1).在加热初始阶段，即在双筒加热感应器的初级加热感应器中金属线材仍保持磁性材料特性，这时采用低频加热；(2).材料加热到居里点以上温度的时候，到二级加热感应器时，金属线材已经变为非磁性材料，使用高频加热达到金属线材退火所需温度。

[0014] 电机通过变速器带动绕线盘转动，金属线材受到拉力，金属线材依次穿过前压垫、三个走向导轮、中压垫后进入到感应加热退火机构内，再依次通过主转轮、一个次转轮、初级加热感应器的石英管、三个次转轮、二级加热感应器的石英管、主转轮、退火水槽、后压垫、一个走向导轮最后缠绕到绕线盘上，实现放线、加热、退火、收线的一体化作业；在金属线材输送过程中，金属线材盘和托盘结合为一体转动，中间走向导轮也转动，水平链条和竖直链条分别在水平拉伸弹簧和竖直拉伸弹簧的作用下，使金属线材达到恒张力运行的目的；即使当动力装置拉力突变时，整个装置通过中间走向导轮的上下移动从而给前端放线部分一个缓冲过程，使其磨擦力不致于突变，进而实现金属线材的恒张力运行；前压垫、中压垫和后压垫起到消除金属线材在行进中振动的作用；主转轮由特殊合金制成，在整个金属线材加热过程中起着联接闭合回路的作用；四个次转轮、张紧输送机构的三个走向导轮、绕丝动力机构的一个走向导轮在整个装置中均起导向和顺丝的作用；水泵起到降低退火水槽内水温的作用。

[0015] 本发明采用电磁感应的加热退火方式，能效高、无污染、使用方便、速度快，可以快速启动和关闭，无需预热，收放线恒张力，工作效率也比传统的加热退火方式提高很多，加工出来的金属线材质量大大提高，氧化层薄(过热时间短)，实用性更强，易于推广应用。

附图说明

[0016] 图1是本发明的结构示意图；

[0017] 图2是本发明当中托盘和水平链条处的俯视图；

[0018] 图3是本发明当中的中间走向导轮和竖直链条处的左视图。

具体实施方式

[0019] 如图1～图3所示，本发明的金属线材感应加热退火装置，包括依次前后设置的张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构，张紧输送机构、感应加热退火机构和绕丝动力机构上分别设有至少一个输送金属线材的走向导轮。张紧输送机构上设有缠绕有金属线材1的金属线材盘2，金属线材1一端通过这些若干个走向导轮缠绕在绕丝动力机构上。

[0020] 感应加热退火机构包括加热电源41、感应加热炉3、控制面板4和退火水槽17，加热电源41通过控制面板4与感应加热炉3电连接，控制面板起到控制感应加热炉的作用。感应加热炉3内设有初级加热感应器6、二级加热感应器7、无极谐振电热电容8、主转轮9、次转轮10、次转轮11、次转轮12和次转轮13(感应加热退火机构当中的五个走向导轮)，初级加热感应器6和二级加热感应器7当中分别设有石英管14和石英管15，无极谐振电热电容8与初级加热感应器7当中的石英管15连接，主转轮圆周上设有可形成金属线材1加热联接闭合回路的两个环形槽，金属线材1依次通过主转轮9的一个环形槽、次转轮10、初级加热感应器6的石英管14、次转轮11、次转轮12、次转轮13、二级加热感应器7的石英管
15、主转轮9的另一个环形槽、退火水槽17、后压垫16与绕丝动力机构传动连接，退火水槽
17通过管道42连接有使水循环流动的水泵43。

[0021] 张紧输送机构包括并排设置的放线盘18和支座19，支座19位于放线盘18后侧，支座19上设有走向导轮固定架20，支座19上设有前压垫40和中压垫50，前压垫40和中压垫50分别位于走向导轮固定架20前方和后方，走向导轮固定架20上设有左走向导轮21、中间走向导轮22和右走向导轮23(张紧输送机构当中的三个走向导轮)，放线盘18的转轴24上设有托盘25，托盘25圆周设有圆环形的托盘凹槽26，托盘凹槽26内穿设有水平链条27，水平链条27一端直接固定连接在放线盘18上，另一端通过水平拉伸弹簧28固定连接在放线盘18上。中间走向导轮22的轮轴位于走向导轮固定架20上开设的竖直滑槽
29中，使中间走向导轮22可以上下滑动，中间走向导轮22位置高度低于左走向导轮21和右走向导轮23，中间走向导轮22圆周上设有外径不同的圆环形的大走向导轮凹槽30和小走向导轮凹槽31，大走向导轮凹槽30内穿设有竖直链条32，小走向导轮凹槽31内穿设金属线材1，竖直链条32两端均竖直向下设置，其中一端直接固定连接在支座19上，另一端通过竖直拉伸弹簧33固定连接在支座19上。

[0022] 绕丝动力机构包括绕线架34，绕线架34上设有电机35、绕线盘36和一个走向导轮37，电机35通过变速器38与绕线盘34传动连接，电机35连接有变频器39，变频器39设置在控制面板4下方，金属线材1通过后压垫16、走向导轮37缠绕在绕线盘36上。

[0023] 工作使用时，操作控制面板4，开启加热电源41，电机35通过变速器38带动绕线盘36转动，金属线材1受到拉力，缠绕在金属线材盘2上的金属线材1受到拉力，依次穿过前压垫40、右走向导轮23、中间走向导轮22、左走向导轮21、中压垫后进入到感应加热退火机构内，再依次通过主转轮9的一个环形槽、次转轮10、初级加热感应器6的石英管14，先经过无极谐振电热电容8控制加热频率的石英管14的初级加热，然后经过次转轮11、次转轮12、次转轮13进入二次加热感应器7中的石英管15，进行二次加热，操作控制板4控制加热电源41的输出功率使金属线材1达到所需温度，再经主转轮9的另一个环形槽进入退火水槽17进行冷却退火(金属线材1经主转轮9形成闭环回路，这是加热所必须的条件，也是整体加热的关键)。冷却退火后的金属线材1通过后压垫16、由走向导轮37导入到绕丝动力机构中的绕线盘36上，将加热退火后的金属线材1缠绕后收起。

[0024] 在工作当中，可以根据实际情况操作控制面板4来调控变频器39控制电机35的转速，进而控制金属线材1的行进速度。在金属线材1输送过程中，由于金属线材盘2和托盘25结合为一体转动，中间走向导轮22也转动，水平链条27和竖直链条32分别在水平拉伸弹簧28和竖直拉伸弹簧33的作用下，使金属线材1达到恒张力运行的目的；即使当金属线材1所受拉力突变时，整个装置通过中间走向导轮22的上下移动从而给前端放线部分一个缓冲过程，前压垫40和后压垫16也起到缓冲作用，使其磨擦力不致于突变，从而实现金属线材1的恒张力运行。