CN105603164A - 一种辊底式淬火炉 - Google Patents

Abstract

一种辊底式淬火炉，涉及一种辊底式淬火炉。本发明为解决传统的淬火设备效率低，并且浪费人力资源的问题。上料装置设置在加热炉的入口处，卸料装置设置在烘干装置的出料口处，加热炉、淬火装置和烘干装置由左至右依次设置在上料装置与卸料装置之间，加热炉的壳体包括内壳和外壳，内壳悬挂设置在外壳的内壁上，内壳的下部设置有第二输送辊道，内壳的上部设置有多个循环风机，淬火装置内部的下部设置有第三输送辊道，硬沾火区与软沾火区交叠设置，硬沾火区和后冷却区沿着板材的运行方向依次分布，硬沾火区和后冷却区内第三输送辊道的上部和下部均设有多个第一喷嘴，软沾火区内第三输送辊道的上部和下部均设置有多个第二喷嘴。本发明用于板材生产。

Description

一种辊底式淬火炉

技术领域

本发明涉及一种淬火炉，具体涉及一种辊底式淬火炉。

背景技术

淬火工艺是板材生产过程中不可缺少的一个重要环节，它能够改善板材的内部分子应力，使板材达到需要的性能。但淬火工艺在长期的生产中存在以下问题：

1、传统的淬火设备效率低下，在生产任务大时尤为明显；

2、传统的淬火设备需要的生产人员多，大大的浪费人力资源。

发明内容

本发明为解决传统的淬火设备效率低，并且浪费人力资源的问题，进而提出一种辊底式淬火炉。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种辊底式淬火炉包括上料装置、加热炉、淬火装置、烘干装置和卸料装置，上料装置设置在加热炉的入口处，卸料装置设置在烘干装置的出料口处，加热炉、淬火装置和烘干装置由左至右依次设置在上料装置与卸料装置之间，上料装置包括多个齿轮电机、多个链驱动装置和第一输送辊道，第一输送辊道包括多个输送辊，多个输送辊由左至右依次平行设置，多个输送辊的两端均由多个链驱动装置驱动，每个链驱动装置与相应的一个齿轮电机的输出轴连接，卸料装置的结构与上料装置的结构相同，加热炉的壳体包括内壳和外壳，内壳悬挂设置在外壳的内壁上，内壳的下部设置有第二输送辊道，内壳的上部设置有多个循环风机，

淬火装置内部包括硬沾火区、软沾火区和后冷却区，淬火装置内部的下部设置有第三输送辊道，硬沾火区与软沾火区交叠设置，硬沾火区和后冷却区沿着板材的运行方向依次分布，硬沾火区和后冷却区内第三输送辊道的上部和下部均设置有多个第一喷嘴，硬沾火区内的第三输送辊道的上部和下部的每个第一喷嘴的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°～30°，后冷却区内第三输送辊道的上部的每个第一喷嘴均竖直设置，后冷却区内第三输送辊道的下部的每个第一喷嘴的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°～30°，软沾火区内第三输送辊道的上部和下部均设置有多个第二喷嘴，多个第二喷嘴均竖直设置，软沾火区内第三输送辊道的上部的每个第二喷嘴的高度上下可调，硬沾火区内的多个第一喷嘴与软沾火区内的多个第二喷嘴交错设置。

本发明的有益效果是：

本发明将传统的高度位移转化为长度位移，通过辊道运行的方式，将加热炉、淬火装置和烘干装置依次排列，通过辊道的旋转运行，将板材依次带入上述工艺部分之中，最终出来的板材就可以吊下并运往下一工序进行处理。整个过程可实现自动化控制，节省了人力资源，使得工作效率提高了40％，本发明维护方便、使用寿命长，适合生产及工艺要求。淬火装置内部包括硬沾火区、软沾火区和后冷却区，与之前的只有一个沾火区域相比，使得沾火效果更加稳定，并且硬沾火区与软沾火区重叠设置，节省了设备的长度，节省淬火炉的占用空间，并且通过改变沾火时间和辊道的运行速度，对于不同的合金和不同材料的板材，都可以控制其板形，使其不易翘曲。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是淬火装置的主视结构示意图；

图3是图2的A-A处剖视图；

图4是硬沾火区和软沾火区内第三输送辊道上部喷嘴的布置结构示意图；

图5是硬沾火区和软沾火区内第三输送辊道下部喷嘴的布置结构示意图；

图6是加热炉的结构示意图；

图7是上料装置或卸料装置的局部主视结构示意图；

图8是上料装置或卸料装置的局部俯视结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种辊底式淬火炉包括上料装置1、加热炉2、淬火装置3、烘干装置4和卸料装置5，上料装置1设置在加热炉2的入口处，卸料装置5设置在烘干装置4的出料口处，加热炉2、淬火装置3和烘干装置4由左至右依次设置在上料装置1与卸料装置5之间，上料装置1包括多个齿轮电机1-1、多个链驱动装置1-2和第一输送辊道1-3，第一输送辊道1-3包括多个输送辊，多个输送辊由左至右依次平行设置，多个输送辊的两端均由多个链驱动装置1-2驱动，每个链驱动装置1-2与相应的一个齿轮电机1-1的输出轴连接，卸料装置5的结构与上料装置1的结构相同，加热炉2的壳体包括内壳2-1和外壳2-2，内壳2-1悬挂设置在外壳2-2的内壁上，内壳2-1的下部设置有第二输送辊道2-3，内壳2-1的上部设置有多个循环风机2-4；

淬火装置3内部包括硬沾火区3-1、软沾火区3-2和后冷却区3-3，淬火装置内部的下部设置有第三输送辊道3-4，硬沾火区3-1与软沾火区3-2交叠设置，硬沾火区3-1和后冷却区3-3沿着板材的运行方向依次分布，硬沾火区3-1和后冷却区3-3内第三输送辊道3-4的上部和下部均设置有多个第一喷嘴3-5，硬沾火区3-1内的第三输送辊道3-4的上部和下部的每个第一喷嘴3-5的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°～30°，后冷却区3-3内第三输送辊道3-4的上部的每个第一喷嘴3-5均竖直设置，后冷却区3-3内第三输送辊道3-4的下部的每个第一喷嘴3-5的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°～30°，软沾火区3-2内第三输送辊道3-4的上部和下部均设置有多个第二喷嘴3-6，多个第二喷嘴3-6均竖直设置，软沾火区3-2内第三输送辊道3-4的上部的每个第二喷嘴3-6的高度上下可调，硬沾火区3-1内的多个第一喷嘴3-5与软沾火区3-2内的多个第二喷嘴3-6交错设置。

本实施方式中，硬沾火区3-1、软沾火区3-2与后冷却区3-3内的喷嘴均由不同的变频水泵单独控制，硬沾火区3-1与软沾火区3-2重叠设置，节省了整个淬火炉的占用空间，硬沾火区3-1内的第三输送辊道3-4的上部和下部的每个第一喷嘴3-5的中心轴线与竖直方向倾斜一定角度，以防止水顺着板材6的表面回流到炉区，对于板材6的厚度大于35mm的板材，只对其进行硬沾火，即只启动硬沾火区3-1内的多个第一喷嘴3-5；对于板材6的厚度小于35mm且大于8mm的板材，只对其进行软沾火，即只启动软沾火区3-2内的多个第二喷嘴3-6。

多个第一喷嘴3-5采用全锥形喷嘴，第一喷嘴3-5的型号为L＝4250.B＝410。多个第二喷嘴3-6采用扁平喷嘴，且第一喷嘴3-5和第二喷嘴3-6的布置形式避免板材6通过时产生漂浮，适当的喷嘴布置可以引导来自顶部倾斜喷嘴的水到达侧部并沿板材6的宽度流动到边部。多个变频水泵通过选择泵速，可以无级调节水流密度。且设置在第三输送辊道3-4上部和下部的喷嘴均独立操作。为了使板材6变形降至最低程度，使淬火速率最高，最佳操作参数输送速度，喷嘴压力和水流密度可以自动预选，依板材厚度与合金种类而定。

具体实施方式二：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述加热炉2内第二输送辊道2-3的下方设置有喷嘴集管2-5，喷嘴集管2-5为管式喷嘴，管式喷嘴的上端设置有喷嘴帽。如此设置，确保气流分配的最优化。其他组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述内壳2-1的左右两侧的侧壁上均设置有加热器排2-6，加热器排2-6包括陶瓷环和加热元件，加热元件固定在陶瓷环内。如此设置，全套的加热器排2-6可以从炉顶移走。其他组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述加热炉2还包括冷却风机2-7，冷却风机2-7通过管路连接。如此设置，冷却风机是由三相异步电动机带动涡轮风机连接在冷却管路内部，通过电动机的转动带动涡轮风机进行旋转，将冷却空气吹进炉内，实现快速降温的功能。其他组成与连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图2、图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述硬沾火区3-1内第三输送辊道3-4上部的多个第一喷嘴3-5总流量范围为50～270L/s，硬沾火区3-1内的第三输送辊道3-4下部的多个第一喷嘴3-5总流量范围为40～245L/s。如此设置，可以更好的控制淬火板材的流量，所针对的是厚度大于35mm的板材。可针对同一板材不同的位置起到更精确的淬火流量控制，可以更好的控制金属厚板板材淬火后的板型平直度。其他组成与连接关系与具体实施方式一或四相同。

具体实施方式六：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述软沾火区3-2内第三输送辊道3-4上部的多个第二喷嘴3-6的总流量范围为40～117L/s，软沾火区3-2内第三输送辊道3-4下部的多个第二喷嘴3-6的总流量范围为40～200L/s。如此设置，针对厚度大于8mm且小于35mm的板材，通过多个第二喷嘴3-6进行小的流量控制，因为板材薄时，需要小的淬火流量，这样做可以更好的控制金属薄板板材淬火后的板型。其他组成与连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述硬沾火区3-1内的多个第一喷嘴3-5所喷出的水流呈立锥形，软沾火区3-2内的多个第二喷嘴3-6所喷出的水流呈扇面形。其他组成与连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。

具体实施方式八：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述软沾火区3-2内第三输送辊道3-4的上部的每个第二喷嘴3-6的高度调整范围为390～610mm。如此设置，由于淬火时，需要控制喷嘴到板材的高度，而生产薄板材时，需要将软淬火的喷嘴下降，而生产后板材时，需要将软淬火的喷嘴升高，这样可以更好的控制薄板材的淬火效果，同时对设备的安全运行起到保护作用。其他组成与连接关系与具体实施方式一或六相同。

具体实施方式九：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述第二输送辊道2-3的输送辊辊身为耐热铬镍钢，刷衬为耐腐蚀耐热的波浪型钢丝，输送辊的辊体为离心铸管，由模铸过渡件和钢质圆柱形轴颈构成。如此设置，可以保证金属板材下表面在炉内的受热均匀，使炉内热空气可以更好的进行循环。同时板材在炉内加热时，炉内辊道的转速控制在1mm/s的摆动速度，即可以更好的保证板材受热均匀，有可以防止炉内刷辊长时间静止受热发送挠度增大，影响辊道的使用寿命。其他组成与连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。

工作原理

一、本发明的上料装置1包括固定在耐磨轴承内的输送辊，驱动辊子的齿轮电机1-1，链驱动装置1-2和型钢结构。辊子驱动为无级调整，可以与整个设备的输送***同步前行。输送辊由标准钢制成，上衬塑料环便于放置在上面的板材沿着线性输送。

二、本发明的加热炉2采用电加热炉的方式，根据需要的不同可以设计不定的长度。加热炉2的外壳2-2为轧钢板和型材焊接结构。外壳2-2的尺寸和布置能够满足主要的操作要求。加热炉2分成相同长度的几个区。内壳2-1由耐腐蚀和耐热铬镍合金钢制成，同时用折叠型钢加固。内壳2-1设计成悬挂在外壳上并且在加热区两侧对称分布。内壳2-1的之间的接点设计考虑了内壳2-1的膨胀和防止保温材料散落进炉内。内壳2-1包括风扇蜗壳，所需的气密引导管路，喷嘴集管2-5和护轨。喷嘴集管2-5布置在板材6经过的上下表面，确保板材6整个宽度上的均匀加热。风扇蜗壳包括布置在壳体顶部的导流板。风扇蜗壳负责将循环气流均匀分配至左右两侧的管路。管路包括内装烧嘴的辐射管。底部喷嘴为管式喷嘴，上面有喷嘴帽，确保气流分配的最优化。循环风机2-4为径向风机，使用成熟的标准垂直轴设计，风扇叶片为铬镍钢材质，风机轴的两端坐在炉外的耐磨轴承内，耐磨轴承安装在型钢制成的风扇座上。加热炉2内的加热通过成熟的电阻加热***进行，布置在循环风机2-4的两侧。开放式线圈加热元件固定在陶瓷环内组成加热器排。全套加热器排可以从炉顶移走。每个风机区域分为两个区，加热控制由可控硅完成。加热炉2内部的输送辊辊身为耐热铬镍钢，刷衬为耐腐蚀耐热的波浪型钢丝。辊体为离心铸管，模铸过渡件和钢质圆柱形轴颈构成。加热炉2内的保温区域，轴端可以填充保温材料以降低通过轴颈的热流失。此种设计可以将轴承温度降至最低。耐腐蚀和耐热的刷衬，带金属固定器的波浪形钢丝成螺旋形缠绕在辊体上并焊接就位。辊子驱动是通过带齿轮电机的链子。每一炉区都设计为单独驱动组。炉子保温材料采用矿物纤维板和低储热率的纤维毯。炉子工作温度为600℃时，在炉子外壁平整处测量，炉壳温升不超过周围环境温度20℃。由于导热，靠近开口和热桥处的温度会更高一些。加热炉2炉区两端用耐热提升门封闭。提升装置由钢丝绳，钢丝绳滑轮，驱动链和齿轮电机共同组成。炉门通过气动缸压紧。冷却风机2-7通过管路连接，自动控制与炉子之间的挡板。针对不同合金、不同材料的板材6，当需要炉子降温时，可以通过此冷却风机2-7实现炉温的自动降温。

三、本发明的淬火装置3设计为通过循环泵及管路设计将底部水坑内的水抽到高处，当板材通过辊道进入淬火装置3后，位于板材上部及下部的喷嘴喷出高压散射水流对板材进行急速降温。淬火区的前端是硬沾火区3-1，在此处板材从固熔退火温度降温至低于270℃。取决于板材的厚度，在硬沾火和软沾火之间选择。板材的冷却率由淬火水泵控制。板材穿过淬火区的速度取决于厚度。按照所需的冷却速率，水流密度可以手动选择。全部板材在后冷却区3-3冷却至出炉温度而无需摆动降温。与后冷却区3-3摆动降温方式相比，板材出炉通过硬沾火区3-1、软沾火区3-2和后冷却区3-3的速度降低，因此板材在硬沾火区3-1和软沾火区3-2的停留时间更长。连续通过的喷洒密度与摆动降温的喷洒密度相同。由于板材在硬沾火区3-1和软沾火区3-2的停留时间长，因而板材离开硬沾火区3-1和软沾火区3-2时的温度要低。板材在后冷却区3-3的停留时间更短，后冷却区3-3的长度也可以相应缩短。淬火装置3壳体采用耐腐蚀钢，型钢结构支撑壳体。淬火装置3两侧设计有观察窗，窗户为有机玻璃，并沿淬火装置3长度布置照明灯。输送辊负责板材在淬火装置3的前行。淬火装置3内的头两根辊子是与加热炉2内一样的刷辊。其他的输送辊为不带塑料环的光辊。因此不会对喷洒水面产生影响。辊子驱动为带齿轮电机的链式传动。驱动***分为单独的驱动组。

硬沾火区3-1、软沾火区3-2与后冷却区3-3内的喷嘴均由不同的变频水泵单独控制，硬沾火区3-1与软沾火区3-2重叠设置，节省了整个淬火炉的占用空间，硬沾火区3-1内的第三输送辊道3-4的上部和下部的每个第一喷嘴3-5的中心轴线与竖直方向倾斜一定角度，以防止水顺着板材6的表面回流到炉区，对于板材6的厚度大于35mm的板材，只对其进行硬沾火，即只启动硬沾火区3-1内的多个第一喷嘴3-5；对于板材6的厚度小于35mm且大于8mm的板材，只对其进行软沾火，即只启动软沾火区3-2内的多个第二喷嘴3-6。

多个第一喷嘴3-5采用全锥形喷嘴，多个第二喷嘴3-6采用扁平喷嘴，且第一喷嘴3-5和第二喷嘴3-6的布置形式避免板材6通过时产生漂浮，适当的喷嘴布置可以引导来自顶部倾斜喷嘴的水到达侧部并沿板材6的宽度流动到边部。多有变频水泵通过选择泵速，可以无级调节水流密度。且设置在第三输送辊道3-4上部和下部的喷嘴均独立操作。为了使板材6变形降至最低程度，使淬火速率最高，最佳操作参数输送速度，喷嘴压力和水流密度可以自动预选，依板材厚度与合金种类而定。

四、本发明中成排的全锥形喷嘴布置在输送辊道上方和下方并提供板材达到出炉温度前的最终冷却。所有全锥形喷嘴由变频水泵供水，为了防止淬火水流入下游的干燥箱，出口处输送辊上方布置有一排倾斜全锥型喷嘴。为加强这一效果，水刀下游布置一个气刀。

五、本发明的烘干装置4为干燥机，干燥机由西门子变频器MM430进行无极调速控制，可以任意调节干燥机的转速。干燥机的型号选择三相额定功率380V功率200kw的异步电机进行控制。干燥机通过高压风机和气喷嘴槽实现吹走留在板材表面的水分。壳体由不锈钢制成。为瓦楞钢板焊接而成，以型钢增强。为自支撑设计，便于空气流动。空气喷嘴材质为耐腐蚀的镍铬钢。板材在输送辊道上通过干燥机，辊子的设计与后冷却段的相同。辊子由变频三相电机驱动。

六、本发明的卸料装置5与上料装置1的结构设计相同。

Claims (9)

1.一种辊底式淬火炉，其特征在于：一种辊底式淬火炉包括上料装置(1)、加热炉(2)、淬火装置(3)、烘干装置(4)和卸料装置(5)，上料装置(1)设置在加热炉(2)的入口处，卸料装置(5)设置在烘干装置(4)的出料口处，加热炉(2)、淬火装置(3)和烘干装置(4)由左至右依次设置在上料装置(1)与卸料装置(5)之间，上料装置(1)包括多个齿轮电机(1-1)、多个链驱动装置(1-2)和第一输送辊道(1-3)，第一输送辊道(1-3)包括多个输送辊，多个输送辊由左至右依次平行设置，多个输送辊的两端均由多个链驱动装置(1-2)驱动，每个链驱动装置(1-2)与相应的一个齿轮电机(1-1)的输出轴连接，卸料装置(5)的结构与上料装置(1)的结构相同，加热炉(2)的壳体包括内壳(2-1)和外壳(2-2)，内壳(2-1)悬挂设置在外壳(2-2)的内壁上，内壳(2-1)的下部设置有第二输送辊道(2-3)，内壳(2-1)的上部设置有多个循环风机(2-4)；

淬火装置(3)内部包括硬沾火区(3-1)、软沾火区(3-2)和后冷却区(3-3)，淬火装置内部的下部设置有第三输送辊道(3-4)，硬沾火区(3-1)与软沾火区(3-2)交叠设置，硬沾火区(3-1)和后冷却区(3-3)沿着板材的运行方向依次分布，硬沾火区(3-1)和后冷却区(3-3)内第三输送辊道(3-4)的上部和下部均设置有多个第一喷嘴(3-5)，硬沾火区(3-1)内的第三输送辊道(3-4)的上部和下部的每个第一喷嘴(3-5)的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°～30°，后冷却区(3-3)内第三输送辊道(3-4)的上部的每个第一喷嘴(3-5)均竖直设置，后冷却区(3-3)内第三输送辊道(3-4)的下部的每个第一喷嘴(3-5)的中心轴线与竖直方向倾斜之间的夹角为15°～30°，软沾火区(3-2)内第三输送辊道(3-4)的上部和下部均设置有多个第二喷嘴(3-6)，多个第二喷嘴(3-6)均竖直设置，软沾火区(3-2)内第三输送辊道(3-4)的上部的每个第二喷嘴(3-6)的高度上下可调，硬沾火区(3-1)内的多个第一喷嘴(3-5)与软沾火区(3-2)内的多个第二喷嘴(3-6)交错设置。

2.根据权利要求1所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：加热炉(2)内第二输送辊道(2-3)的下方设置有喷嘴集管(2-5)，喷嘴集管(2-5)为管式喷嘴，管式喷嘴的上端设置有喷嘴帽。

3.根据权利要求1或2所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：内壳(2-1)的左右两侧的侧壁上均设置有加热器排(2-6)，加热器排(2-6)包括陶瓷环和加热元件，加热元件固定在陶瓷环内。

4.根据权利要求3所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：加热炉(2)还包括冷却风机(2-7)，冷却风机(2-7)通过管路连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：硬沾火区(3-1)内第三输送辊道(3-4)上部的多个第一喷嘴(3-5)总流量范围为50～270L/s，硬沾火区(3-1)内的第三输送辊道(3-4)下部的多个第一喷嘴(3-5)总流量范围为40～245L/s。

6.根据权利要求5所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：软沾火区(3-2)内第三输送辊道(3-4)上部的多个第二喷嘴(3-6)的总流量范围为40～117L/s，软沾火区(3-2)内第三输送辊道(3-4)下部的多个第二喷嘴(3-6)的总流量范围为40～200L/s。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：硬沾火区(3-1)内的多个第一喷嘴(3-5)所喷出的水流呈立锥形，软沾火区(3-2)内的多个第二喷嘴(3-6)所喷出的水流呈扇面形。

8.根据权利要求1或6所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：软沾火区(3-2)内第三输送辊道(3-4)的上部的每个第二喷嘴(3-6)的高度调整范围为390～610mm。

9.根据权利要求1、2、4或6所述的一种辊底式淬火炉，其特征在于：第二输送辊道(2-3)的输送辊辊身为耐热铬镍钢，刷衬为耐腐蚀耐热的波浪型钢丝，输送辊的辊体为离心铸管，由模铸过渡件和钢质圆柱形轴颈构成。