CN103436670A

CN103436670A - 钢板淬火装置的水冷***

Info

Publication number: CN103436670A
Application number: CN2013102905422A
Authority: CN
Inventors: 徐永义; 杨三堂; 胡文超; 张省现; 王珂
Original assignee: BEIJING JINGCHENG FENGHUANG INDUSTRIAL FURNACE ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd; Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: BEIJING JINGCHENG FENGHUANG INDUSTRIAL FURNACE ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd; MCC Capital Engineering and Research Incorporation Ltd; Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明为一种钢板淬火装置的水冷***；该水冷***由设置在淬火槽内的第一喷水装置、第二喷水装置和第三喷水装置构成；第一喷水装置设置在倾斜淬火位置的钢板上表面的顶部上方；第一喷水装置由沿钢板上表面的顶部边缘间隔设置的多个第一喷头构成；第二喷水装置设置在倾斜淬火位置的钢板上表面的底部上方；第二喷水装置由沿钢板上表面的底部边缘间隔设置的多个第二喷头构成；第三喷水装置设置在倾斜淬火位置的钢板下表面的下方；第三喷水装置由沿钢板下表面横向或纵向间隔设置的多个第三喷头构成。该水冷***能在短时间内冲刷带走钢板表面产生的大量气泡，从而可以使得钢板淬火更加均匀，避免由于局部冷却速率的不同而产生的淬火钢板质量缺陷。

Description

钢板淬火装置的水冷***

技术领域

本发明是关于一种冶金机械设备，尤其涉及一种用于特宽、特厚钢板热处理淬火用的钢板淬火装置的水冷***。

背景技术

进入二十一世纪后，特别是最近几年，随着我国核能、军工、造船业、火力发电、桥梁建设、油气开发输送、汽车和工程机械等行业的迅猛发展，对各种不同规格、高性能的中厚板、特厚板需求日益旺盛；特别是特宽、特厚的淬火板需求量越来越大。基于目前市场对特种热处理板材的巨大需求，开发全自动、高效的钢板淬火装置迫在眉睫。近年来，国内不少钢铁企业开始投资建设中厚板及特厚板热处理生产线。

现有的中厚板淬火热处理设备大致有两类：

一类是采用一套简易的钢制料筐用于接受来自加热炉加热好的钢板，车间的通用行车将料筐及钢板一同吊起，放入水中进行淬火处理。该类方案受料筐规格、行车起重量的限制，只能处理小规格的钢板；同时需要长时间占用吊车，不能实现自动化生产；此外，这种方式从钢板出炉到入水的时间过长，导致产品质量不够稳定。只适合于小型企业、小批量生产。

另一类是摆动台架结构，吊车将加热好的钢板放置于淬火槽上部呈水平状态的摆动台架上，由摆动台架围绕其一端转动，使摆动台架带动钢板向淬火槽内下方摆动到45°左右停止，此时钢板完全浸没到水槽中，由此完成钢板入水、出水的淬火热处理工艺；该装置可以实现自动化生产，完全满足中厚板及特厚板的淬火热处理要求；但是，采用这种淬火方式，当摆动台架带动钢板浸入淬火槽中时，钢板的上、下表面会产生大量气泡，这些气泡很难靠浮力自行脱离钢板，由于这些气泡贴附在钢板的局部表面，阻止了钢板局部表面与冷却水的接触，使这些局部表面与其它没有贴附气泡的表面的冷却速度产生差异，进而会影响淬火钢板的整体质量。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种钢板淬火装置的水冷***，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢板淬火装置的水冷***，能够在短时间内冲刷带走钢板表面沸腾换热产生的大量气泡，从而可以使得钢板淬火更加均匀，避免由于局部冷却速率的不同而产生的淬火钢板质量缺陷。

本发明的目的是这样实现的，一种钢板淬火装置的水冷***；所述钢板淬火装置为摆动式淬火装置，其包括有淬火槽和摆动台架；所述水冷***由设置在淬火槽内的第一喷水装置、第二喷水装置和第三喷水装置构成；

所述第一喷水装置设置在倾斜淬火位置的钢板上表面的顶部上方；所述第一喷水装置由沿钢板上表面的顶部边缘间隔设置的多个第一喷头构成；

所述第二喷水装置设置在倾斜淬火位置的钢板上表面的底部上方；所述第二喷水装置由沿钢板上表面的底部边缘间隔设置的多个第二喷头构成；

所述第三喷水装置设置在倾斜淬火位置的钢板下表面的下方；所述第三喷水装置由沿钢板下表面横向或纵向间隔设置的多个第三喷头构成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一喷水装置、第二喷水装置和第三喷水装置分别通过相应管路与水泵连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述摆动台架由多条间隔设置的纵梁和多条间隔设置的横梁组接构成；所述多个第一喷头分别设置在所述多条纵梁之间的间隔处。

在本发明的一较佳实施方式中，所述每个第一喷头由一第一弯折管和与该第一弯折管一端连通的一第一喷淋管构成；所述第一喷淋管的轴向与摆动台架的横向边缘平行设置；所述第一喷淋管上设有多个喷射方向朝向钢板上表面的第一喷嘴；所述第一弯折管的另一端连接相应管路；所述第一喷淋管的长度应小于摆动台架上纵梁之间的间隔宽度。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一弯折管的一端连通于第一喷淋管的中部；第一喷淋管两端为封闭端；所述第一喷嘴设置在第一喷淋管的管壁上；所述第一喷嘴为圆形喷嘴。

在本发明的一较佳实施方式中，所述每个第二喷头由一第二弯折管和与该第二弯折管一端连通的一第二喷淋管构成；所述第二喷淋管的轴向与摆动台架的横向边缘平行设置；所述第二喷淋管上设有多个喷射方向朝向钢板上表面的第二喷嘴；所述第二弯折管的另一端连接相应管路。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二弯折管的一端连通于第二喷淋管的中部；第二喷淋管两端为封闭端；所述第二喷嘴设置在第二喷淋管的管壁上；所述第二喷嘴为圆形喷嘴。

在本发明的一较佳实施方式中，所述每个第三喷头由一第三弯折管和与该第三弯折管一端连通的一第三喷淋管构成；所述第三喷淋管的管壁上设有两排喷射方向朝向钢板下表面的第三喷嘴；所述第三弯折管的另一端连接相应管路。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第三喷淋管的倾斜方向与钢板的倾斜方向相同。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第三喷淋管沿着钢板的横向方向设置。

由上所述，本发明钢板淬火装置的水冷***，通过阀门控制淬火槽内的三路喷水装置，对淬火水槽内的水进行水循环搅拌，各喷水装置通过合理的喷嘴喷射距离和喷射角度设计，使得淬火槽内水流呈流线状态，避免了淬火过程中产生的局部水温过高，使厚板的上、下表面均匀冷却，从而获得淬火质量较好的钢板；钢板淬火时，钢板下表面与第三喷水装置的圆形喷嘴保持一定距离，大量冷却水从圆形喷嘴喷出，能够在短时间内冲刷或击碎钢板下表面淬火产生的大量气泡；第一喷水装置和第二喷水装置的圆形喷嘴与钢板上表面形成一定夹角，用于击碎、冲刷钢板上表面淬火产生的大量气泡；从而可以使得钢板淬火更加均匀，避免了由于局部冷却速率的不同而产生的淬火钢板质量缺陷。该水冷***操作简单、冷却速度快、冷却均匀性好，其合理的水冷流量和喷水压力提高了淬火钢板质量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明钢板淬火装置的水冷***的俯视结构示意图。

图2：为本发明钢板淬火装置的水冷***的侧面剖视结构示意图。

图3：为本发明中淬火槽内水流线状态示意图。

图4A：为本发明中第一喷水装置的结构示意图。

图4B：为图4A的侧视结构示意图。

图5A：为本发明中第二喷水装置的结构示意图。

图5B：为图5A的侧视结构示意图。

图6A：为本发明中第三喷水装置的结构示意图。

图6B：为图6A的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2和图3所示，本发明提出一种钢板淬火装置的水冷***100；所述钢板淬火装置为摆动式淬火装置，该摆动式淬火装置包括有淬火槽9和与淬火槽一侧壁转动连接的摆动台架8，所述摆动台架8由多条间隔设置的纵梁和多条间隔设置的横梁组接构成；所述水冷***100由设置在淬火槽9内的第一喷水装置1、第二喷水装置2和第三喷水装置3构成；所述第一喷水装置1、第二喷水装置2和第三喷水装置3分别通过相应管路与水泵41或42连接；所述三个喷水装置的位置根据摆动台架8将矩形钢板H摆动至倾斜淬火的位置而确定；

如图1、图2所示，所述第一喷水装置1设置在倾斜淬火位置的矩形钢板H上表面的顶部上方；所述第一喷水装置1由沿钢板上表面的顶部边缘间隔设置的多个第一喷头11构成；所述多个第一喷头11分别设置在所述摆动台架8的多条纵梁之间的间隔处；如图4A、图4B所示，在本实施方式中，所述每个第一喷头11由一第一弯折管111和与该第一弯折管111一端连通的一第一喷淋管112构成；所述第一喷淋管112的轴向与摆动台架的横向边缘（即：矩形钢板上表面的顶部边缘）平行设置；所述第一喷淋管112上设有多个喷射方向朝向钢板上表面的第一喷嘴1121；所述第一弯折管111的另一端连接相应管路；所述第一喷淋管112的长度应小于摆动台架8上纵梁之间的间隔宽度；

进一步，在本实施方式中，所述第一弯折管111的一端连通于第一喷淋管112的中部；第一喷淋管112两端为封闭端；所述第一喷嘴1121设置在第一喷淋管112的管壁上；所述第一喷嘴1121为圆形喷嘴。

如图1、图2所示，所述第二喷水装置2设置在倾斜淬火位置的钢板H上表面的底部上方；所述第二喷水装置2由沿钢板上表面的底部边缘间隔设置的多个第二喷头21构成；如图5A、图5B所示，在本实施方式中，所述每个第二喷头21由一第二弯折管211和与该第二弯折管一端连通的一第二喷淋管212构成；所述第二喷淋管212的轴向与摆动台架8的横向边缘（即：钢板上表面的底部边缘）平行设置；所述第二喷淋管212上设有多个喷射方向朝向钢板上表面的第二喷嘴2121；所述第二弯折管211的另一端连接相应管路；

在本实施方式中，所述第二弯折管211的一端连通于第二喷淋管212的中部；第二喷淋管212两端为封闭端；所述第二喷嘴2121设置在第二喷淋管的管壁上；所述第二喷嘴2121为圆形喷嘴。

如图1、图2所示，所述第三喷水装置3设置在倾斜淬火位置的钢板H下表面的下方；所述第三喷水装置3由沿钢板下表面横向或纵向间隔设置的多个第三喷头31构成。如图6A、图6B所示，在本实施方式中，所述每个第三喷头31由一第三弯折管311和与该第三弯折管一端连通的一第三喷淋管312构成；所述第三喷淋管312的管壁上设有两排喷射方向朝向钢板下表面的第三喷嘴3121，第三喷嘴3121也为圆形喷嘴；所述第三弯折管311的另一端连接相应管路。如图2所示，在本实施方式的一实施例中，所述第三喷淋管312的倾斜方向与钢板的倾斜方向相同。在本实施方式的另一实施例中，所述第三喷淋管312还可以沿着钢板的横向方向设置（图中未示出）。

由上所述，本发明钢板淬火装置的水冷***，通过阀门控制淬火槽内的三路喷水装置，对淬火水槽内的水进行水循环搅拌，各喷水装置通过合理的喷嘴喷射距离和喷射角度设计，使得淬火槽内水流呈如图3所示的流线状态，避免了淬火过程中产生的局部水温过高，使厚板的上、下表面均匀冷却，从而获得淬火质量较好的钢板；钢板淬火时，钢板下表面与第三喷水装置的圆形喷嘴保持一定距离，大量冷却水从圆形喷嘴喷出，能够在短时间内冲刷或击碎钢板下表面淬火产生的大量气泡；第一喷水装置和第二喷水装置的圆形喷嘴与钢板上表面形成一定夹角，用于击碎、冲刷钢板上表面淬火产生的大量气泡；从而可以使得钢板淬火更加均匀，避免了由于局部冷却速率的不同而产生的淬火钢板质量缺陷。该水冷***操作简单、冷却速度快、冷却均匀性好，其合理的水冷流量和喷水压力提高了淬火钢板质量。

在本实施方式中，所述三个喷水装置使用的冷却水是钢厂内的浊环水，由钢厂内水循环***进入相应管路，通过不同压力等级的水泵对浊环水进行加压处理，并通过阀门控制三个喷水装置的不同流量，实现对厚板的上、下表面均匀冷却。

在本实施方式中，如图1所示，所述水泵41为20m扬程的水泵，该水泵连接于第二喷水装置2；所述水泵42为10m扬程的水泵，该水泵连接于第一喷水装置1和第三喷水装置3。

具体使用过程如下：

加热好的钢板通过天车放置在摆动台架上；受料时摆动台架呈水平状态，受料后摆动台架带动钢板向下摆动到45°停止，此时钢板完全浸没到淬火槽的冷却水中；当钢板随摆动台架入水时，启动加压水泵，打开各喷水装置的阀门，此时淬火槽内水流开始搅动，冲击钢板上、下表面由于沸腾换热产生的大量气泡（汽膜），并强化钢板冷却；经过一段时间的钢板冷却后，摆动台架向上摆动到原始水平状态，天车将淬火后的钢板运走，完成整个淬火工艺。

进一步，在本实施方式中，所述多个第二喷头21也可以分别设置在所述摆动台架8的多条纵梁之间的间隔处；所述第二喷淋管212的长度也应小于摆动台架8上纵梁之间的间隔宽度；以避免摆动台架8摆动时与第二喷水装置2发生干涉。

在本发明钢板淬火装置的水冷***中，三路喷水装置对整个淬火钢板表面形成立体冲刷，强化钢板表面换热过程，从而在整个淬火过程中，钢板各部分冷却速度达到一致；供入的大量浊环水通过回水管道排出淬火槽，使得淬火槽内水的温升≤5℃，满足淬火工艺要求。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种钢板淬火装置的水冷***；所述钢板淬火装置为摆动式淬火装置，其包括有淬火槽和摆动台架；其特征在于：所述水冷***由设置在淬火槽内的第一喷水装置、第二喷水装置和第三喷水装置构成；

2.如权利要求1所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述第一喷水装置、第二喷水装置和第三喷水装置分别通过相应管路与水泵连接。

3.如权利要求2所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述摆动台架由多条间隔设置的纵梁和多条间隔设置的横梁组接构成；所述多个第一喷头分别设置在所述多条纵梁之间的间隔处。

4.如权利要求3所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述每个第一喷头由一第一弯折管和与该第一弯折管一端连通的一第一喷淋管构成；所述第一喷淋管的轴向与摆动台架的横向边缘平行设置；所述第一喷淋管上设有多个喷射方向朝向钢板上表面的第一喷嘴；所述第一弯折管的另一端连接相应管路；所述第一喷淋管的长度应小于摆动台架上纵梁之间的间隔宽度。

5.如权利要求4所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述第一弯折管的一端连通于第一喷淋管的中部；第一喷淋管两端为封闭端；所述第一喷嘴设置在第一喷淋管的管壁上；所述第一喷嘴为圆形喷嘴。

6.如权利要求2所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述每个第二喷头由一第二弯折管和与该第二弯折管一端连通的一第二喷淋管构成；所述第二喷淋管的轴向与摆动台架的横向边缘平行设置；所述第二喷淋管上设有多个喷射方向朝向钢板上表面的第二喷嘴；所述第二弯折管的另一端连接相应管路。

7.如权利要求6所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述第二弯折管的一端连通于第二喷淋管的中部；第二喷淋管两端为封闭端；所述第二喷嘴设置在第二喷淋管的管壁上；所述第二喷嘴为圆形喷嘴。

8.如权利要求2所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述每个第三喷头由一第三弯折管和与该第三弯折管一端连通的一第三喷淋管构成；所述第三喷淋管的管壁上设有两排喷射方向朝向钢板下表面的第三喷嘴；所述第三弯折管的另一端连接相应管路。

9.如权利要求8所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述第三喷淋管的倾斜方向与钢板的倾斜方向相同。

10.如权利要求8所述的钢板淬火装置的水冷***，其特征在于：所述第三喷淋管沿着钢板的横向方向设置。