專利名稱：一種方扁材生產(chǎn)線噴射冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金機械金屬熱處理設(shè)備，特別是提供了一種方或扁材在線熱處
理裝備。
背景技術(shù)：
高溫方或扁金屬冷卻淬火時，大多采用離線淬火，即把高溫的方扁材放在水池、油 池或空氣中冷卻。這種離線淬火需要耗損大量能源來加熱被淬火材料。對池式淬火控冷還 存在保證淬火控冷均勻的困難，且油淬火還有環(huán)境問題。本發(fā)明的目的是提供一種在線連續(xù)淬火熱處理設(shè)備，無論材料厚薄的方扁材在輥 道上前進過程中，由冷卻能力可以調(diào)節(jié)的噴射冷卻系統(tǒng)，從上下和兩側(cè)四周同時均勻冷卻 該方扁材，冷卻速度較均勻，由流量調(diào)節(jié)裝置控制冷卻速度，達到變形小、不開裂、組織較均 勻的目的。這種在線淬火設(shè)備還可利用軋后金屬金粒變細的優(yōu)點，更加提高了淬火后的金 屬強度。該設(shè)備也可用于爐后淬火，由于該設(shè)備是連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下方扁材生產(chǎn)線噴射冷卻系統(tǒng)主要由上下強冷噴射裝置15和 15a、上下中冷噴射裝置13和13a、上下弱冷噴射裝置12和12a、上下氣霧噴射裝置3和3a、 側(cè)冷噴射裝置16、前中后吹掃裝置11、14、6、流量調(diào)控裝置2、上噴射裝置升降裝置1組成。 上強中弱冷噴射裝置15、13、12、上氣霧噴射裝置3、前中后吹掃裝置11、14、6都安裝在可 由升降機1驅(qū)動的升降粱5上，它們都位于輥道8的上方。下強中弱冷噴射裝置15a、13a、 12a和下氣霧噴射裝置3a都安裝在輥道8的下方。上下強、中、弱冷噴射裝置15和15a、 13和13a、12和12a，上下氣霧噴射裝置3和3a，均安裝在兩相鄰輥道8之間，上下強冷對 強冷、中冷對中冷、弱冷對弱冷、氣霧對氣霧，分別一一對應(yīng)。側(cè)冷噴射裝置16安裝在輥道 8的兩側(cè)。在冷卻線的上下方，配有多個上下強中弱冷噴射裝置、氣霧噴射裝置和側(cè)冷噴射 裝置。上下強中弱冷噴射裝置和氣霧噴射裝置的布置采用先強冷、再中冷、再弱冷、最后氣 霧噴射，然后又先中冷，再弱冷、最后氣霧噴射的順序排列。前中后吹掃裝置11、14、6分別 位于生產(chǎn)線的入口、中間和出口。側(cè)冷噴射裝置16位于在輥道7的兩側(cè)，固定或隨移動機 構(gòu)9沿冷卻線方向移動。在側(cè)冷噴射裝置16與方扁材材7之間裝有帶噴射窗口 28的擋板 25，擋板25安裝在升降粱5上，可以隨升降粱5上下移動。在側(cè)冷噴射裝置16和擋板25 之間裝有飛濺水收集裝置26，在側(cè)冷噴射裝置16噴出的部分水由擋板25反射至集水罩26 中，由管道27排出。上強、中、弱噴射裝置15、13、12的結(jié)構(gòu)是阻尼板18把噴射裝置箱體 17分為上下兩個腔22和19，水通過流量調(diào)控裝置2進入下腔19，水穿過阻尼板18進入上 腔22，再經(jīng)水管20，由與水管20相連的噴嘴4噴出。下強、中、弱噴射裝置15a、13a、12a的 結(jié)構(gòu)是阻尼孔板18a把噴射裝置箱體17a分為上下兩個腔19a和22a，水通過流量調(diào)控裝 置(2)進入下腔19a，水穿過阻尼孔板18a進入上腔22a，然后噴嘴4噴出。每個上噴射裝 置都安裝了多排噴嘴4，每排噴嘴的位置是中間密兩邊稀，稀密比在1-15%之間，前后排噴
3嘴相互錯開，使噴到方扁材表面的水和/水霧均勻。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在方扁材進入冷卻線之前，根據(jù)方扁材的厚度，升降 機1啟動，調(diào)節(jié)方扁材上表面到噴嘴的距離。根據(jù)方扁材的厚度、化學(xué)成分和以前的生產(chǎn)經(jīng) 驗，估計方扁材的冷卻速度，開啟不同組數(shù)的上下強中弱冷噴射裝置15和15a、13和13a、 12和12a、下氣霧噴射裝置3和3a、側(cè)冷噴射裝置16、前中后吹掃裝置11、14和6。流量調(diào) 控裝置2調(diào)節(jié)上述各噴射裝置的流量。通過開啟不同數(shù)量上下噴射裝置和流量調(diào)控裝置2 調(diào)節(jié)它們的流量，達到調(diào)節(jié)冷卻能力和冷卻速度，滿足正在淬火的方扁材的要求。前中后吹 掃裝置11、14、6的作用是把材板表面的積水清掃，增加冷卻能力，提高方扁材的板形質(zhì)量。 上下強、中弱噴射裝置12和12a、13和13a、15和15a中有阻尼板18，故其上的各個噴嘴4 噴射均勻。噴嘴4位置前后排錯開的作用也是使不同冷卻裝置中的噴嘴4噴射均勻，達到 使方扁材各個部位冷卻均勻的目的。由于方扁材7具有一定的寬度，中間冷卻慢，兩邊冷卻 快，為了使方扁材7在寬度方向冷卻速度相同，每排噴嘴中間密兩邊稀，稀密比在1-15%之 間。側(cè)冷噴射裝置16在高度方向不變，當方扁材7較薄時，升降機1下降，大梁5及各上噴 射裝置下降，與大梁5相連的擋板25下降，這樣，只有與方扁材高度一致的側(cè)噴射裝置16 上的噴嘴4噴出的水霧才能到方扁材的側(cè)面，超出方扁材厚度的噴嘴噴出的水霧被擋板25 擋住，不致影響方扁材7的局部冷卻速度，從而影響板形和淬火組織。被擋的水由集水罩26 再由管道27排出。側(cè)冷噴射裝置16可以固定在輥道8的兩側(cè)，也可安裝在移動機構(gòu)9上， 沿冷卻線方向來回移動，有利于方扁材7側(cè)面冷卻均勻。由于側(cè)噴射裝置16，從兩側(cè)冷卻方 扁材7，方扁材可以較厚，該設(shè)備也能淬透被淬方扁材。若方扁材厚度較小，側(cè)噴射裝置16 可以關(guān)閉。


圖1為方扁材材生產(chǎn)線噴射冷卻系統(tǒng)總圖。圖2為圖1的側(cè)視圖。圖3為圖1中A向視圖，即噴射裝置中的噴嘴布置圖。圖4為上強中弱噴射裝置箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖5為下強中弱噴射裝置箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式實施例1參見圖1，方扁材生產(chǎn)線噴射冷卻系統(tǒng)主要組成為上下強冷噴射裝置1組，即15 和15a ；上下中冷噴射裝置3組，即13和13a ；上下弱冷噴射裝置2組，即12和12a ；上下氣 霧噴射裝置3組，即3和3a ；側(cè)冷噴射裝置16共5組，3個吹掃裝置11、14、6分別位于生產(chǎn) 線的入口、中間和出口。上下冷卻噴射裝置均安裝在兩相鄰輥道8之間，上強冷對下強冷、 上中冷對下中冷、上弱冷對下弱冷、上氣霧對下氣霧，一一對應(yīng)。強中弱氣霧噴射的安排順 序為(從方扁材前進方向看)強、中、弱、氣霧、中、弱、氣霧、中、弱、氣霧。輥道8上方的冷 卻噴射裝置，即上強中弱冷噴射裝置15、13、12，氣霧噴射裝置3和吹掃裝置11、14、6都由升 降機1驅(qū)動的升降粱5上，可上下升降，以適應(yīng)不同厚度的方扁材。側(cè)冷噴射裝置16位于 在輥道7的兩側(cè)，第1組側(cè)冷噴射裝置安裝在移動機構(gòu)9上，工作時沿冷卻線方向移動，使方扁材初始進入冷卻區(qū)時均勻快速冷卻，其他組固定在輥道9的兩側(cè)。見圖2，在側(cè)冷噴射 裝置16與方扁材材7之間裝有帶噴射窗口 28的擋板25，擋板25安裝在升降粱5上，可以 隨升降粱5上下移動。在側(cè)冷噴射裝置16和擋板25之間裝有飛濺水收集裝置26，在側(cè)冷 噴射裝置16噴出的部分水由擋板25反射至集水罩26中，由管道27排出。見圖3，每個上噴射裝置都安裝了多排噴嘴4，每排噴嘴的位置是中間密兩邊稀， 中間噴嘴的間距100mm，再靠邊的兩個噴嘴間距為110mm，每靠邊一個噴嘴，間距增加10mm。 前后排噴嘴相互錯開，即相鄰兩排在板寬方向的噴嘴間距為5mm，所以，中間的冷卻能力強， 兩邊的冷卻能力逐步減小。而方扁材中間的熱量多，難以冷卻，這正好使材板沿寬度方向冷 卻速度一致，到達均勻冷卻的目的。參見圖4，上強中弱冷噴射裝置15、13、12的進水路線是，水通過流量調(diào)控裝置2進 入下腔19，再穿過阻尼板18進入上腔22，再經(jīng)水管20，由與水管20相連的噴嘴4噴出。參 見圖5，下強、中、弱噴射裝置15a、13a、12a的進水路線是水通過流量調(diào)控裝置(2)進入下 腔19a，水穿過阻尼板18a進入上腔22a，再經(jīng)噴嘴4噴出。節(jié)流板的作用是讓每個噴嘴的 水壓力大致相等，各噴嘴噴出的水霧就均勻。流量調(diào)控裝置2可調(diào)節(jié)強、中、弱冷噴射裝置 的冷卻能力，強冷、中冷與弱冷可相互轉(zhuǎn)換，即中冷起弱冷，強冷起中冷。上下氣霧噴射裝置3和3a通過流量調(diào)控裝置2分別進入水和壓縮空氣，氣水分合 后通過噴嘴4噴出。調(diào)節(jié)氣水比，可噴出不同冷卻能力的氣霧、水霧或壓縮空氣，即氣噴、水 噴或氣水噴。準備淬火的方扁材為塑料模具材P20，厚度100mm。提升上噴射冷卻裝置，使噴嘴 離輥道7上表面的高度為500mm。P20材淬透性較好，按方扁材移動方向，開啟第一組(上、 下冷卻合為一組)強噴射裝置，第3組氣霧，第4組中冷，第5組弱冷，第7組中冷，第8組 弱冷和第9組氣霧。第一組強冷流量調(diào)控裝置閥門開口度80% ；第3組氣霧噴射裝置，流 量調(diào)控裝置水閥門開口度80%、氣50% ；第4組中冷和第5組弱冷流量調(diào)控裝置水閥門開 口度均為80% ；第7組中冷和第8組弱冷流量調(diào)控裝置水閥門開口度分別為40%和60% ； 第9組氣霧噴射裝置，流量調(diào)控裝置水閥門開口度30%、氣80%。由于方扁材較厚，5組側(cè) 噴嘴裝置都開啟。前中后3各側(cè)吹掃全都開啟，以清掃材板上多余的水。上述噴射冷卻裝置開啟后約3分鐘，各噴嘴噴射平穩(wěn)，方扁材軋制完后以0. 5m/s 的速度進入冷卻區(qū)。淬火期間速度不變，最后從冷卻區(qū)出來，淬火完畢，方扁材繼續(xù)前進，進 入下一工序。實施例2準備熱處理是不銹板材lCrl8Ni9Ti固容，厚度10mm。設(shè)備與實施例1相同。提升 上噴射冷卻裝置，使噴嘴離輥道7上表面的高度為280mm。開啟第2組中冷噴射，第3組氣 霧，第5組弱冷，第8組弱冷和第9組氣霧。第2組強冷流量調(diào)控裝置閥門開口度80% ；第 3組氣霧噴射裝置，流量調(diào)控裝置水閥門開口度60%、氣70% ；第5組弱冷流量調(diào)控裝置水 閥門開口度為80%;第8組弱冷流量調(diào)控裝置水閥門開口度為40%;第9組氣霧噴射裝置， 流量調(diào)控裝置水閥門開口度30%、氣80%。由于方扁材較薄，5組側(cè)噴嘴裝置都關(guān)閉。前中 后3各側(cè)吹掃全都開啟，以清掃材板上多余的水。上述噴射冷卻裝置開啟后約3分鐘，各噴嘴噴射平穩(wěn)，不銹材材板從加熱爐加熱 出來后，以0. 3m/s的速度進入冷卻區(qū)。淬火期間速度不變，最后從冷卻區(qū)出來，淬火完畢，
5材板繼續(xù)前進，進入下一工序。
權(quán)利要求
1.一種方扁材生產(chǎn)線噴射冷卻系統(tǒng)，主要組成為上下強冷噴射裝置(15和15a)、上下 中冷噴射裝置(13和13a)、上下弱冷噴射裝置(12和12a)、上下氣霧噴射裝置(3和3a)、側(cè) 冷噴射裝置(16)、前中后吹掃裝置(分別為11、14、6)、流量調(diào)控裝置O)、上噴射裝置升降 裝置(1)，其特征在于上強中弱冷噴射裝置(15、13、12)、上氣霧噴射裝置(3)、前中后吹掃 裝置(11、14、6)都安裝在可由升降機(1)驅(qū)動的升降粱(5)上，位于輥道(8)的上方。下 強中弱冷噴射裝置(15a、13a、12a)和下氣霧噴射裝置(3a)安裝在輥道(8)的下方。側(cè)冷 噴射裝置(16)安裝在輥道(8)的兩側(cè)。在冷卻線的上下方，配有多個上下強中弱冷噴射裝 置、氣霧噴射裝置和側(cè)冷噴射裝置，上下各冷卻裝置一一對應(yīng)，流量調(diào)控裝置( 調(diào)節(jié)各個 冷卻裝置的流量，通過調(diào)節(jié)流量和開啟不同的冷卻裝置來控制冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的上下強、中、弱噴射裝置，其特征在于每個上噴射裝置都安 裝了多排噴嘴G)，每排噴嘴的位置是中間密兩邊稀，稀密比在1-15%之間，前后排噴嘴相 互錯開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的上強、中、弱噴射裝置，其特征在于阻尼板(18)把噴射裝置 箱體(17)分為上下兩個腔(22和19)，水通過流量調(diào)控裝置( 進入下腔(19)，水穿過阻 尼板(18)進入上腔(22)，再經(jīng)水管(20)，由與水管00)相連的噴嘴(4)噴出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的下強、中、弱噴射裝置，其特征在于阻尼板(18a)把噴射裝 置箱體(17a)分為上下兩個腔(19a和2 )，水通過流量調(diào)控裝置( 進入下腔(19a)，水 穿過阻尼板(18a)進入上腔(2 )，再噴嘴(4)噴出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的側(cè)冷噴射裝置(16)和氣霧噴射裝置，其特征在于側(cè)冷噴射 裝置(16)和氣霧噴射裝置上裝有多排上下布置的噴嘴G)，噴射可以是氣噴和/或水噴，噴 嘴位置前后排錯開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的側(cè)冷噴射裝置(16)，其特征在于在側(cè)冷噴射裝置(16)與 方扁材(7)之間裝有帶噴射窗口 08)的擋板(25)，擋板05)安裝在升降粱(5)上，可以隨 升降粱(5)上下移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的側(cè)冷噴射裝置(16)，其特征在于側(cè)冷噴射裝置(16)固定 在輥道(7)的兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的側(cè)冷噴射裝置(16)，其特征在于側(cè)冷噴射裝置(16)安裝 在輥道(7)的兩側(cè)、可沿冷卻線方向移動的移動機構(gòu)(9)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的氣霧噴射裝置(3和3a)，其特征在于氣霧噴射裝置上裝有 多排噴嘴G)，噴射可以是氣噴和/或水噴，可通過氣水比調(diào)節(jié)其噴射冷卻強度。噴嘴位置 前后排錯開。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求6，所述的側(cè)冷噴射裝置(16)和擋板(12)，其特征在 于在側(cè)冷噴射裝置(16)和擋板0 之間裝有飛濺水收集裝置( )，在側(cè)冷噴射裝置 (16)噴出的部分水由擋板05)反射至集水罩06)中，由管道07)排出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方扁材生產(chǎn)線噴射冷卻熱處理設(shè)備，主要由上下強冷噴射裝置(15和15a)、上下中冷噴射裝置(13和13a)、上下弱冷噴射裝置(12和12a)、上下氣霧噴射裝置(3和3a)、側(cè)冷噴射裝置(16)、前中后吹掃裝置(11、14和6)、流量調(diào)控裝置(2)、上噴射裝置升降裝置(1)組成，上強中弱冷噴射裝置(15、13、12)、上氣霧噴射裝置(3)、前中后吹掃裝置(11、14、6)都可隨升降裝置(1)上下升降，適應(yīng)不同厚度的方扁材要求。側(cè)冷噴射裝置(16)安裝在輥道(8)的兩側(cè)，能快速冷卻厚度較大的方扁材。通過開啟不同組數(shù)的噴射冷卻裝置和調(diào)節(jié)流量調(diào)控裝置(2)可調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。中間密兩邊稀、前后交錯的噴嘴布置使噴射冷卻系統(tǒng)均勻，使方扁材淬火后變形小、組織均勻、不開裂。
文檔編號C21D9/00GK102121063SQ201010239538
公開日2011年7月13日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者劉國勇, 張少軍, 朱冬梅, 李謀渭, 邊新孝 申請人:劉國勇, 張少軍, 朱冬梅, 李謀渭, 邊新孝