專利名稱：一種方扁材生產線噴射冷卻系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種冶金機械金屬熱處理設備，特別是提供了一種方或扁材在線熱處
理裝備。
背景技術：
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，且油淬火還有環境問題。本發明的目的是提供一種在線連續淬火熱處理設備，無論材料厚薄的方扁材在輥 道上前進過程中，由冷卻能力可以調節的噴射冷卻系統，從上下和兩側四周同時均勻冷卻 該方扁材，冷卻速度較均勻，由流量調節裝置控制冷卻速度，達到變形小、不開裂、組織較均 勻的目的。這種在線淬火設備還可利用軋后金屬金粒變細的優點，更加提高了淬火后的金 屬強度。該設備也可用于爐后淬火，由于該設備是連續生產，生產效率高。

發明內容
本發明的結構如下方扁材生產線噴射冷卻系統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、 側冷噴射裝置16、前中后吹掃裝置11、14、6、流量調控裝置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。側冷噴射裝置16安裝在輥道 8的兩側。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 位于生產線的入口、中間和出口。側冷噴射裝置16位于在輥道7的兩側，固定或隨移動機 構9沿冷卻線方向移動。在側冷噴射裝置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。在側冷噴射裝置16和擋板25 之間裝有飛濺水收集裝置26，在側冷噴射裝置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的結構是阻尼板18把噴射裝置箱體 17分為上下兩個腔22和19，水通過流量調控裝置2進入下腔19，水穿過阻尼板18進入上 腔22，再經水管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 結構是阻尼孔板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。本發明的目的是這樣實現的在方扁材進入冷卻線之前，根據方扁材的厚度，升降 機1啟動，調節方扁材上表面到噴嘴的距離。根據方扁材的厚度、化學成分和以前的生產經 驗，估計方扁材的冷卻速度，開啟不同組數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、側冷噴射裝置16、前中后吹掃裝置11、14和6。流量調 控裝置2調節上述各噴射裝置的流量。通過開啟不同數量上下噴射裝置和流量調控裝置2 調節它們的流量，達到調節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噴射裝置16 上的噴嘴4噴出的水霧才能到方扁材的側面，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。側冷噴射裝置16可以固定在輥道8的兩側，也可安裝在移動機構9上， 沿冷卻線方向來回移動，有利于方扁材7側面冷卻均勻。由于側噴射裝置16，從兩側冷卻方 扁材7，方扁材可以較厚，該設備也能淬透被淬方扁材。若方扁材厚度較小，側噴射裝置16 可以關閉。


圖1為方扁材材生產線噴射冷卻系統總圖。圖2為圖1的側視圖。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部結構圖。圖5為下強中弱噴射裝置箱體內部結構圖。
具體實施例方式實施例1參見圖1，方扁材生產線噴射冷卻系統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 ；側冷噴射裝置16共5組，3個吹掃裝置11、14、6分別位于生產 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。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驅動的升降粱5上，可上下升降，以適應不同厚度的方扁材。側冷噴射裝置16位于 在輥道7的兩側，第1組側冷噴射裝置安裝在移動機構9上，工作時沿冷卻線方向移動，使方扁材初始進入冷卻區時均勻快速冷卻，其他組固定在輥道9的兩側。見圖2，在側冷噴射 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。在側冷噴射裝置16和擋板25之間裝有飛濺水收集裝置26，在側冷 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，水通過流量調控裝置2進 入下腔19，再穿過阻尼板18進入上腔22，再經水管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控裝置(2)進入下 腔19a，水穿過阻尼板18a進入上腔22a，再經噴嘴4噴出。節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。流量調控裝置2可調節強、中、弱冷噴射裝置 的冷卻能力，強冷、中冷與弱冷可相互轉換，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。調節氣水比，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。第一組強冷流量調控裝置閥門開口度80% ；第3組氣霧噴射裝置，流 量調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，流量調控裝置水閥門開口度30%、氣80%。由于方扁材較厚，5組側 噴嘴裝置都開啟。前中后3各側吹掃全都開啟，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，方扁材軋制完后以0. 5m/s 的速度進入冷卻區。淬火期間速度不變，最后從冷卻區出來，淬火完畢，方扁材繼續前進，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組強冷流量調控裝置閥門開口度80% ；第 3組氣霧噴射裝置，流量調控裝置水閥門開口度60%、氣70% ；第5組弱冷流量調控裝置水 閥門開口度為80%;第8組弱冷流量調控裝置水閥門開口度為40%;第9組氣霧噴射裝置， 流量調控裝置水閥門開口度30%、氣80%。由于方扁材較薄，5組側噴嘴裝置都關閉。前中 后3各側吹掃全都開啟，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，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。淬火期間速度不變，最后從冷卻區出來，淬火完畢，
5材板繼續前進，進入下一工序。
權利要求
1.一種方扁材生產線噴射冷卻系統，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 冷噴射裝置(16)、前中后吹掃裝置(分別為11、14、6)、流量調控裝置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。側冷 噴射裝置(16)安裝在輥道(8)的兩側。在冷卻線的上下方，配有多個上下強中弱冷噴射裝 置、氣霧噴射裝置和側冷噴射裝置，上下各冷卻裝置一一對應，流量調控裝置( 調節各個 冷卻裝置的流量，通過調節流量和開啟不同的冷卻裝置來控制冷卻系統的冷卻能力。
2.根據權利要求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.根據權利要求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)，水通過流量調控裝置( 進入下腔(19)，水穿過阻 尼板(18)進入上腔(22)，再經水管(20)，由與水管00)相連的噴嘴(4)噴出。
4.根據權利要求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.根據權利要求1，所述的側冷噴射裝置(16)和氣霧噴射裝置，其特征在于側冷噴射 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.根據權利要求1，所述的側冷噴射裝置(16)，其特征在于在側冷噴射裝置(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.根據權利要求1，所述的側冷噴射裝置(16)，其特征在于側冷噴射裝置(16)固定 在輥道(7)的兩側。
8.根據權利要求1，所述的側冷噴射裝置(16)，其特征在于側冷噴射裝置(16)安裝 在輥道(7)的兩側、可沿冷卻線方向移動的移動機構(9)上。
9.根據權利要求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，可通過氣水比調節其噴射冷卻強度。噴嘴位置 前后排錯開。
10.根據權利要求1和權利要求6，所述的側冷噴射裝置(16)和擋板(12)，其特征在 于在側冷噴射裝置(16)和擋板0 之間裝有飛濺水收集裝置( )，在側冷噴射裝置 (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
本發明涉及一種方扁材生產線噴射冷卻熱處理設備，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)、側冷噴射裝置(16)、前中后吹掃裝置(11、14和6)、流量調控裝置(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，適應不同厚度的方扁材要求。側冷噴射裝置(16)安裝在輥道(8)的兩側，能快速冷卻厚度較大的方扁材。通過開啟不同組數的噴射冷卻裝置和調節流量調控裝置(2)可調節冷卻系統的冷卻能力。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 優先權日2010年7月29日
發明者劉國勇, 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