專利名稱：固溶熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種固溶熱處理爐，特別是關(guān)于一種高溫不銹鋼和耐熱合金鋼的 固溶熱處理爐，其可在爐溫高于1250°c的條件下長期穩(wěn)定運行。
背景技術(shù)：
固溶熱處理爐包括相互連接的輥底式熱處理爐和淬火機。輥底式熱處理爐是在鋼 鐵冶金、有色冶金以及機械等行業(yè)普遍使用的工藝設(shè)備，在輥底式熱處理爐的生產(chǎn)過程中， 爐輥置于加熱爐內(nèi)部，被加熱的工件放置在爐輥上，按照相關(guān)工藝設(shè)定的速度和溫度，工件 由爐輥帶動而在加熱爐內(nèi)傳輸?shù)耐瑫r被加熱。淬火機是不銹鋼鋼材熱處理生產(chǎn)線上的重 要設(shè)備之一，其功能是將經(jīng)過加熱爐加熱的高溫鋼材，經(jīng)過風(fēng)冷、水冷或氣霧冷卻等方式進 行快速冷卻，以完成穩(wěn)定化處理減少合金碳化物的析出，改善不銹鋼晶格結(jié)構(gòu)，提高鋼材品 質(zhì)。鋼材等工件在輥底式熱處理爐中進行加熱或固溶處理后，經(jīng)極短的中間過渡段運送，立 即進入淬火機進行淬火，以提高工件的硬度、強度、耐磨性以滿足零件的使用性能。由于不銹鋼棒、管的熱處理溫度高，常規(guī)的輥底式熱處理爐受其內(nèi)的爐輥的耐熱 溫度的限制，很難滿足其生產(chǎn)要求，所以之前常用“室式爐”等間隙式的熱處理方式來完成 不銹鋼棒、管的熱處理，生產(chǎn)效率低，能耗高。隨著高精熱處理產(chǎn)品使用量的逐步增加，被加 熱工件為不銹鋼、高溫耐蝕鋼板、棒、管等的場合越來越多，輥底式熱處理爐的爐溫常常高 于120(TC，有些熱處理工件甚至要求熱處理溫度高達1250°C，則使得熱處理爐爐膛溫度更 是高達1270°C。在此溫度下，如果輥底式熱處理爐的爐輥裝置采用無冷卻爐輥，其輥身材質(zhì)必須 有極高的高溫強度性能，勢必用極高Cr、Ni含量的耐熱鋼。目前使用的爐輥裝置按照是否 具有冷卻功能主要分為以下兩種1、無冷卻爐輥，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但由于爐溫高于1200攝氏度時，無冷卻爐 輥的輥身材質(zhì)必須具有極高的高溫強度性能，勢必采用高Cr、M含量合金耐熱鋼，導(dǎo)致爐 輥造價極高，大幅度增加了設(shè)備成本。2、直接冷卻爐輥裝置，由于冷卻介質(zhì)與輥身內(nèi)壁直接接觸，導(dǎo)致輥身表面溫度很 低，熱處理爐的熱損失很大，熱效率低，造成能源浪費較為嚴重；并且，降低了被加熱工件的 熱處理質(zhì)量。在此溫度下，常規(guī)的輥底式熱處理爐的爐輥密封結(jié)構(gòu)已不能滿足此高溫下的密封 絕熱要求，且常規(guī)的淬火機亦不能滿足此高溫下的工件的冷卻要求。因此，有必要提供一種新型的固溶熱處理爐，以克服上述缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種固溶熱處理爐，其可在爐溫高于1200攝氏度的條件下 長期穩(wěn)定使用，滿足被加熱工件較高的加熱質(zhì)量要求，并能大幅降低熱損失。本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種固溶熱處理爐，其包括相互連接的輥底式熱處理爐和淬火機；所述輥底式熱 處理爐包括爐本體，其四周設(shè)有爐墻，在所述爐本體的相對的兩側(cè)位置分別對應(yīng)地設(shè)有爐 體進料口和爐體出料口 ；多個爐輥裝置，其平行地設(shè)置在爐體進料口和爐體出料口之間，每 個爐輥裝置的兩端通過密封模塊而密封設(shè)置在爐墻中，每個爐輥裝置包括水冷支撐軸和輥 身，水冷支撐軸設(shè)有冷卻水通道，輥身具有軸向貫通的空腔，所述水冷支撐軸通過所述空腔 而貫穿于所述輥身的內(nèi)部，且所述輥身與所述水冷支撐軸為同步轉(zhuǎn)動設(shè)置；所述水冷支撐 軸的外壁與所述輥身的內(nèi)壁之間形成容置空間，在所述容置空間內(nèi)沿軸向平行且間隔地設(shè) 有多個支撐組件，所述支撐組件的一側(cè)與所述水冷支撐軸的外壁相連接，其另一側(cè)與所述 輥身內(nèi)壁之間具有預(yù)定的間隙。本發(fā)明實施例的固溶熱處理爐的特點和優(yōu)點是其包括輥底式熱處理爐和淬火 機，輥底式熱處理爐內(nèi)的爐輥裝置的兩端設(shè)置在加熱爐的爐墻中；支撐組件與輥身內(nèi)壁之 間設(shè)有預(yù)定的間隙；因此減少了支撐塊的導(dǎo)熱量，降低了熱處理爐的熱損失，保證了熱處理 爐裝置的熱效率，從而使熱處理可在爐溫高于1200攝氏度的條件下長期穩(wěn)定使用，滿足被 加熱工件較高的加熱質(zhì)量要求，并能大幅降低熱損失。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他
的附圖。
圖1是本發(fā)明實施例的固溶熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實施例的固溶熱處理爐的輥底式熱處理爐的斷面放大示意圖
圖3是本發(fā)明實施例的輥底式熱處理爐的爐輥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3A為圖3的A-A的剖面結(jié)構(gòu)示意圖:3B為圖3的B-B的剖面結(jié)構(gòu)示意圖3C為圖3的C-C的剖面結(jié)構(gòu)示意圖4是圖2的A部放大示意圖5是本發(fā)明實施例的固溶熱處理爐的淬火機的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明實施例的固溶熱處理爐的淬火機的結(jié)構(gòu)剖面示意圖7是本發(fā)明實施例的固溶熱處理爐的淬火機的斷面示意圖7A是圖7的A部放大示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施方式1請參考圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例的固溶熱處理爐，其包括相互連接的輥底式熱處理爐G和淬火機6。輥底式熱處理爐G包括爐本體1和多個爐輥裝置2，爐本體1的四 周設(shè)有爐墻11，在所述爐本體1的相對的兩側(cè)位置分別對應(yīng)地設(shè)有爐體進料口和爐體出料 口 ；多個爐輥裝置2平行地設(shè)置在爐體進料口和爐體出料口之間，每個爐輥裝置2的兩端通 過密封模塊3而密封設(shè)置在爐墻11中，每個爐輥裝置2包括水冷支撐軸21和輥身22，水 冷支撐軸21設(shè)有冷卻水通道211，使得冷卻水流經(jīng)該冷卻水通道211起到對水冷支撐軸21 的冷卻作用。輥身22具有軸向貫通的空腔，所述水冷支撐軸21通過空腔而貫穿于所述輥 身22的內(nèi)部，且輥身22與水冷支撐軸21為同步轉(zhuǎn)動設(shè)置。所述水冷支撐軸21的外壁與 輥身22的內(nèi)壁之間形成容置空間23，在容置空間23內(nèi)沿軸向平行且間隔地設(shè)有多個支撐 組件M，在此處，容置空間23內(nèi)設(shè)有兩個支撐組件M，但本發(fā)明不限于此，根據(jù)輥身22實 際尺寸的大小，容置空間幻內(nèi)可以設(shè)置更多的支撐組件M。所述支撐組件M的一側(cè)與水 冷支撐軸21的外壁相連接，其另一側(cè)與輥身22內(nèi)壁之間具有預(yù)定的間隙25，該間隙值的 大小可以根據(jù)被加熱工件的重量、輥身22的材料和壁厚等因素而預(yù)先設(shè)定，只要保證在被 加熱工件壓在輥身22上時，支撐組件M能夠與輥身22的內(nèi)壁相接觸即可，例如間隙值為 5mm ο本發(fā)明實施例中，所述水冷支撐軸21貫穿空腔，且水冷支撐軸21與輥身22的兩 端固定連接，水冷支撐軸21起到支撐輥身22的作用。并且，水冷支撐軸21通過爐外傳動 裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)并帶動輥身22同步旋轉(zhuǎn)，冷卻水僅對水冷支撐軸22起到冷卻的作用，并沒對 輥身22進行冷卻。這樣，使得爐輥裝置2可在爐溫高于1200攝氏度的條件下長期穩(wěn)定使 用。與現(xiàn)有技術(shù)中冷卻介質(zhì)與輥身一直保持相接觸相比，本發(fā)明只有在被加熱工件壓在輥 身22上時，由于輥身22的局部形變，使得部分支撐組件M與輥身22相接觸，因此降低了 熱處理爐的熱損失，提高了熱效率。所述輥身22的端部設(shè)置在爐墻11中，從而大幅度減少了輥身22的導(dǎo)熱量，降低 了熱損失。請參考圖;3B和圖3C，作為本發(fā)明一種可選的實施方式，每個支撐組件M由垂直 于水冷支撐軸21軸向的同一圓周平面上均勻分布的四個支撐塊241組成，每個支撐塊241 的一側(cè)與所述水冷支撐軸21相連接，其另一側(cè)與所述輥身22的內(nèi)壁之間具有前述預(yù)定的 間隙25，從而減少了熱量傳遞，降低了熱損失。本發(fā)明的每個支撐組件M也可以由二個、三 個、五個或更多個沿周向均勻分布的支撐塊241組成，只要能夠起到與輥身內(nèi)壁接觸，并降 低熱損失的作用即可。進一步的，在所述支撐塊241與水冷支撐軸21相連接的一側(cè)開設(shè)有沿水冷支撐軸 21軸向貫通的槽孔211，從而減少了支撐塊241與水冷支撐軸21的接觸面積，增加了熱阻。進一步的，相鄰的兩個所述支撐組件M的支撐塊沿圓周方向彼此交錯設(shè)置。如圖 ;3B、3C所示，每個支撐組件M的支撐塊Ml與相鄰的支撐組件M的支撐塊242沿圓周方向 交錯設(shè)置，因此使得輥身表面的冷卻黑印呈不規(guī)則分布，提高了被加熱工件的加熱質(zhì)量。作為本發(fā)明一種可選的實施方式，請一并參考圖3A，在所述輥身22的兩端分別固 設(shè)有支撐圈26，所述支撐圈沈與所述水冷支撐軸21為鍵聯(lián)接，從而使所述輥身22通過支 撐圈沈與水冷支撐軸21固定連接，這樣保證了輥身22與水冷支撐軸21同步旋轉(zhuǎn)，并且水 冷支撐軸21起到支撐輥身22的作用，減少了輥身所承受的扭矩。但本發(fā)明也不限于此，支 撐圈沈與水冷支撐軸21還可以采用銷接、卡接或其他公知的連接方式，只要保證支撐圈沈與水冷支撐軸21連接在一起，使得輥身22與水冷支撐軸21同步旋轉(zhuǎn)，并且水冷支撐軸21 起到支撐輥身22的作用即可。進一步的，在所述輥身22的一端的支撐圈沈兩側(cè)設(shè)有限位擋環(huán)27。如圖3所示， 在本實施例中，所述限位擋環(huán)27焊接固定在水冷支撐軸21的外壁上，并且兩限位擋環(huán)27 分別設(shè)置于支撐圈26的兩側(cè)面，使得輥身22 —端通過支撐圈沈和限位擋環(huán)27相配合限 位于水冷支撐軸21的固定位置。從而使得輥身22的一端能夠與水冷支撐軸21保持固定， 其另一端則可以自由脹縮，使得輥身具有一定的熱膨脹余量，避免爐輥裝置受損，提高了爐 輥裝置的使用壽命。進一步的，如圖3A所示，在所述支撐圈沈的外環(huán)側(cè)和內(nèi)環(huán)側(cè)分別沿周向布設(shè)溝槽 沈1、沈2，且所述內(nèi)環(huán)側(cè)的溝槽沈2與外環(huán)側(cè)的溝槽261在圓周方向上交錯設(shè)置，即所述內(nèi) 環(huán)側(cè)的溝槽262與外環(huán)側(cè)的溝槽261沿不同的半徑方向布設(shè)。這樣，減少了支撐圈沈與輥 身22和水冷支撐軸21接觸面積，增加了熱阻，降低了熱處理爐的熱損失，提高了熱效率。優(yōu)選地，在本實施例中，支撐圈沈外環(huán)側(cè)的溝槽261的截面呈梯形，而內(nèi)環(huán)側(cè)的溝 槽沈2的截面呈半圓形，以利于增加熱阻并適于加工。但本發(fā)明也不限于此，溝槽沈1、沈2 的形狀也可以采用多邊形、鋸齒形或其他適宜的形狀，只要能夠有利于增加支撐圈的熱阻， 降低爐輥裝置的熱損失即可。作為本發(fā)明另一可選的實施方式，如圖3所示，在所述容置空間23內(nèi)填充有由隔 熱介質(zhì)形成的隔熱層觀，從而大幅度減少了輥身的導(dǎo)熱量，降低了熱損失；同時，提高了輥 身22的表面溫度。其中，所述隔熱介質(zhì)可采用陶瓷纖維、二氧化硅纖維或玻璃纖維等隔熱 材料。本實施例的其他部分與上述實施例的結(jié)構(gòu)和功能相同，在此不再重復(fù)描述。在本發(fā)明中，所述水冷支撐軸的材料可為碳素結(jié)構(gòu)鋼，所述輥身的材料可為耐熱 鑄鋼。與現(xiàn)有技術(shù)中采用高Cr、M含量合金的耐熱鋼相比，本發(fā)明大幅度降低了制造成本。因此，本發(fā)明的爐輥裝置利用熱傳遞原理，在使用時，被加熱工件(未示出)壓在 輥身22上，使得輥身22的內(nèi)壁與支撐組件M的支撐塊相接觸，輥身22的極少部分熱量通 過支撐塊傳遞至水冷支撐軸21，為了進一步避免輥底式熱處理爐G較大的熱損失，輥身22 的兩端設(shè)置在加熱爐的爐墻11中；支撐組件M與輥身22內(nèi)壁之間設(shè)有預(yù)定的間隙25 ；在 所述支撐塊與所述水冷支撐軸相連接的一側(cè)開設(shè)有沿所述水冷支撐軸軸向貫通的槽孔。這 樣增加了熱阻，減少了輥身22的導(dǎo)熱量，使得輥身22保持較高的溫度，從而降低了熱處理 爐較大的熱損失，提高了熱效率，有利于節(jié)約能源，爐輥裝置能夠在爐溫高于1200攝氏度 的條件下長期穩(wěn)定使用。并且，輥身22通過鍵四和限位擋環(huán)27及支撐圈沈固定在水冷 支撐軸21并隨水冷支撐軸21旋轉(zhuǎn)，在使用時，來自被加熱工件的機械負荷由水冷支撐軸21 承載，水冷支撐軸21起到支撐輥身22的作用，而置于爐膛內(nèi)的耐熱鋼輥身主要用于承擔(dān)高 溫爐氣的熱負荷。此外，參閱圖1所示，所述輥底式熱處理爐G的爐體進料口和爐體出料口處可分別 設(shè)置有密封簾4和/或爐門5。其中，密封簾4可用于防止輥底式熱處理爐G的爐門口處 的爐氣外溢，并有效減少冷風(fēng)吸入，其可采用專利號為CN200720126507. 7的密封簾；爐門5 可采用本領(lǐng)域所熟知的合適的爐門。本發(fā)明實施例的輥底式熱處理爐可采用脈沖控制方式來滿足各種負荷下的爐溫 控制要求。
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實施方式2請參閱圖2和圖4所示，本發(fā)明實施方式涉及密封模塊3。密封模塊3包括密封磚31，所述密封磚31具有貫通孔311，在所述貫通孔311內(nèi) 沿軸向方向設(shè)有多層纖維模塊32，所述爐輥裝置2的端部穿設(shè)在所述多層纖維模塊32中， 在所述爐輥裝置2端部穿出所述密封磚31的一端設(shè)有纖維毯33，所述纖維毯33密封設(shè)置 在所述密封磚31和所述爐輥裝置的端部之間。具體是，密封磚31內(nèi)部開孔呈圓柱筒狀，其固定設(shè)置在輥底式熱處理爐G的爐墻 11內(nèi)。貫通孔311開設(shè)在密封磚31的中心處，爐輥裝置2的端部自爐墻11迎火面穿入密 封磚31的貫通孔311中并自爐墻背火面穿出密封磚31。該密封磚31能夠?qū)t墻起到很好 的支撐作用，避免由于爐輥裝置2彎曲而造成爐輥裝置的端部轉(zhuǎn)動半徑變大，導(dǎo)致爐輥裝 置2的端部的輥道或工件刮蹭爐墻，引起爐墻損壞的情況發(fā)生。上述貫通孔311呈階梯狀，在位于爐墻迎火面的一側(cè)的貫通孔311的孔徑小于位 于爐墻背火面一側(cè)的貫通孔311的孔徑。多層纖維模塊32設(shè)置在孔徑較大的貫通孔311 中，這樣多層纖維模塊32在靠近爐墻迎火面的一側(cè)恰好卡抵在貫通孔311的階梯內(nèi)側(cè)壁 上，而爐輥裝置端部與密封磚31的直徑較小的貫通孔311之間留有一定的間隙，使?fàn)t輥裝 置在轉(zhuǎn)動工作過程中，爐輥裝置端部不與密封磚31的迎火面端口接觸，防止?fàn)t輥裝置端部 損壞。上述纖維毯33填塞在密封磚31的背火面端口處，用于密封爐墻背火面外落的纖 維模塊32和爐輥裝置端部。本發(fā)明的輥底爐爐輥密封結(jié)構(gòu)，爐輥裝置2端部由纖維模塊32套設(shè)并設(shè)置在密封 磚31的貫通孔311中，該纖維模塊32與密封磚31貫通孔311的內(nèi)側(cè)壁、爐輥裝置端部的 外周壁均為密封設(shè)置，能夠有效防止?fàn)t氣外漏，爐溫外散，減小熱耗；而且爐輥裝置的端部 與密封磚31之間還采用多層纖維模塊32的疊加結(jié)構(gòu)形式，該疊加結(jié)構(gòu)的多層纖維模塊32 增加了阻隔距離，層層阻斷可能的外漏爐氣和爐溫，使本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的密封性能更高， 能夠更加有效的遮擋輻射熱，防止?fàn)t氣外溢；另外，爐墻背火面采用纖維毯33填塞密封，纖 維毯33可為含鋯纖維毯，其具有優(yōu)良的隔熱效果且抗熱沖擊，能夠有效防止?fàn)t氣外溢，且 該纖維毯33容重低、熱容低，能夠大大縮短爐輥裝置端部的升溫時間，起到降低爐輥裝置 端部溫度的效果。作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述多層纖維模塊32設(shè)有開孔321，所述爐輥 裝置的端部穿設(shè)在所述開孔321中，所述開孔321的內(nèi)側(cè)壁與所述爐輥裝置的端部的外輪 廓相配合。具體是，本發(fā)明的爐輥裝置端部呈階梯軸狀，套設(shè)在爐輥裝置端部的多層纖維模 塊32的開孔321也成階梯開孔狀，爐輥裝置的端部的外周壁與多層纖維模塊32的內(nèi)側(cè)壁 緊密配合，使?fàn)t輥裝置端部與多層纖維模塊32密封緊實，達到很好的密封效果，可防止?fàn)t 氣外漏，爐溫外散，熱損失低；在另外的實施方式中，根據(jù)爐輥裝置端部的形狀，該多層纖維 模塊32也可進行適應(yīng)性的設(shè)計，例如爐輥裝置端部呈圓錐狀，那么該多層纖維模塊32的開 孔321也設(shè)計成圓錐狀的開孔狀，只要能使多層纖維模塊32開孔321的內(nèi)側(cè)壁與爐輥端部 的外周壁緊密配合即可。另外，多層纖維模塊32的層數(shù)也可根據(jù)實際情況來選擇，在此不 做限制。在本實施方式中，貫通孔311內(nèi)沿軸向方向設(shè)有三層纖維模塊32。另外，在各層纖維模塊32之間還可設(shè)有所述纖維毯33。在本實施方式中，在三層纖維模塊32間夾設(shè)有兩層纖維毯33。該纖維毯33可以使多層纖維模塊32的密封效果更 好。作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述纖維模塊32可為軟質(zhì)纖維模塊。采用該種 材料的纖維模塊32可減小爐輥端部的輥道與耐材間的摩擦力，有效降低爐輥的運行阻力。 所述密封磚31可為澆注料制成的重質(zhì)輥脖磚。澆注料內(nèi)含有耐火物料，因而密封磚31具 有很好的耐高溫性，能夠在爐溫高于1200°C (最高1280°C)的條件下長期穩(wěn)定連續(xù)運行。本實施方式的其他結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果與實施方式1的相同，在此不再贅 述。實施方式3請參閱圖5至圖7A所示，本發(fā)明實施方式涉及淬火機6。參見圖6和圖7所示，本發(fā)明實施例的淬火機，其包括機殼61，機殼的兩側(cè)分別對 應(yīng)地設(shè)有入料口和出料口，入料口和出料口之間設(shè)置有多個平行的淬火輥道62，每個淬火 輥道62的兩軸端分別連接在機殼61上，機殼61內(nèi)沿著輥道的布置的方向具有至少兩個冷 卻段，第一冷卻段Ll為水冷和風(fēng)冷冷卻段，第二冷卻段L2為水冷冷卻段；機殼61的底部設(shè) 有排水系統(tǒng)63，排水系統(tǒng)63位于輥道1的下方。適用于不銹鋼或耐熱合金鋼等鋼管或鋼板從爐體進料口進入輥底式熱處理爐，在 爐內(nèi)經(jīng)過高溫加熱或固溶處理后(出鋼溫度彡1280°C)從爐體出料口輸出，經(jīng)極短的中間 過渡段運送，立即從淬火機的入料口進入淬火機，鋼管在淬火機內(nèi)通過淬火輥道62進行輸 送，在輸送過程中，通過至少第一冷卻段和第二冷卻段完成快速冷卻，經(jīng)過降溫冷卻(溫度 降至200°C以下)的鋼管從出料口送出；其中，對鋼管表面進行水冷的水則從排水系統(tǒng)63 流出。本發(fā)明實施例中，鋼管經(jīng)過至少兩個冷卻段，第一冷卻段為水冷和風(fēng)冷冷卻段，第 二冷卻段為水冷冷卻段，也就是說，鋼管剛進入淬火機時，其溫度最高，在第一冷卻段采用 風(fēng)冷加水冷的冷卻方式對鋼管表面進行冷卻，此時的冷卻強度較大，使得鋼管的溫度得到 最迅速的冷卻，保證高溫鋼管在第一冷卻段Ll獲得淬火所需的較高冷卻速率；待在淬火機 內(nèi)繼續(xù)運輸過程中進入第二冷卻段時，只采用水冷的冷卻方式對已經(jīng)經(jīng)過第一步降溫處理 的鋼管表面進行淬火冷卻，此時冷卻強度較小，冷卻速率較低。進一步而言，本實施例中采 用了風(fēng)冷及水冷等多種冷卻方式對鋼管表面進行均勻冷卻，冷卻速度快，冷卻速率一致性 高，使得鋼管彎曲變形小，淬火效果優(yōu)。換句話說，本發(fā)明實施例可以對從熱處理爐中出來 的溫度彡1280°C的高溫鋼管進行淬火。其中，排水系統(tǒng)63包括多個錐形的下水通道631，下水通道的底部具有排水口 632。從鋼管表面冷卻降落的水經(jīng)由下水通道631能從排水口 632全部排出，從排水系統(tǒng)63 排出的水可進行回收再利用。淬火輥道62可采用單電機鏈?zhǔn)絺鲃樱瑐鲃臃绞胶唵?，傳送工作穩(wěn)定，故障率低。作為本發(fā)明一種可選的實施方式，機殼61上在其第一冷卻段Ll設(shè)有多個相互對 應(yīng)的上風(fēng)箱64和下風(fēng)箱65，上風(fēng)箱64位于淬火輥道62的上方，下風(fēng)箱65位于淬火輥道 62的下方，各上風(fēng)箱64之間設(shè)有第一上水冷系統(tǒng)，各下風(fēng)箱65之間設(shè)有第一下水冷系統(tǒng)。 此處，具有兩個上、下風(fēng)箱64、65，一個第一上、下水冷系統(tǒng)。鋼管在淬火輥道62上經(jīng)過第一冷卻段Ll時，上、下風(fēng)箱64、65在上、下位置對著鋼管表面進行噴風(fēng)冷卻，第一上、下水冷系統(tǒng)在上、下位置對著鋼管表面進行水冷冷卻，即 鋼管表面經(jīng)過上下方位的冷卻，使得鋼管表面得到更有效地和更迅速冷卻。進一步而言，所述第一上、下水冷系統(tǒng)均包括多個相互平行且相互連通的第一冷 卻水管66，每個第一冷卻水管66的軸線方向與淬火輥道62的軸線方向平行，第一冷卻水 管66上面對淬火輥道62的一側(cè)設(shè)有多個噴嘴(圖中未示)，也就是說，上方的第一冷卻水 管66的底部設(shè)置噴嘴，下方的第一冷卻水管66的頂部設(shè)置噴嘴，以使第一冷卻水管66內(nèi) 的水直接噴灑在鋼管表面上。多個噴嘴可沿著第一冷卻水管66的軸向方向均勻排列，以對鋼管表面進行均勻 噴灑，進而均勻冷卻鋼管表面。由于第一冷卻水管66上設(shè)置有多個噴嘴，使得從第一冷卻 水管66出來的水借助噴嘴能以刀型或錐形地噴灑出，以較大面積地噴灑在鋼管表面上，保 證上下水量分布均勻，使得鋼管表面能進一步得到充分、均勻地冷卻，冷卻速率保持一致。其中，在第一冷卻段Ll的冷卻能力調(diào)節(jié)范圍較大，可保證高溫鋼管在第一冷卻段 Ll獲得淬火所需的較高冷卻速率。此外，本實施例可適用于各規(guī)格管徑的鋼管，并可長期處 理高溫?zé)崽幚礓摴?，工作穩(wěn)定，節(jié)能增效，當(dāng)然，該淬火機還可冷卻除鋼管之外的其它鋼材， 例如鋼板。作為本發(fā)明一種可選的實施方式，機殼61上在其第二冷卻段L2對應(yīng)淬火輥道62 的上、下方的位置分別設(shè)有第二水冷系統(tǒng)。進一步而言，第二水冷系統(tǒng)包括多個相互平行且 相互連通的第二冷卻水管67，每個第二冷卻水管67的軸線方向與淬火輥道62的軸線方向 平行，第二冷卻水管67上面對淬火輥道62的一側(cè)設(shè)有多個噴嘴(圖中未示)。也就是說， 上方的第二冷卻水管67的底部設(shè)置噴嘴，下方的第二冷卻水管67的頂部設(shè)置噴嘴，以使第 二冷卻水管67內(nèi)的水直接噴灑在鋼管表面上。其中，第二冷卻水管67噴水量亦可根據(jù)需要進行控制調(diào)節(jié)，因此在第二冷卻段L2 可實現(xiàn)冷卻水量的開閉及水量的自動調(diào)節(jié)，其冷卻能力調(diào)節(jié)范圍相較于第一冷卻段Ll較 小。作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述機殼61上在第二冷卻段L2的后方(即靠 近出料口的方向)還可設(shè)有第三冷卻段L3，第三冷卻段L3為水冷冷卻段。第三冷卻段L3 是為了避免鋼管在第一、二冷卻段Li、L2的冷卻作用下仍舊不能達到鋼管所需的較低溫度 而增設(shè)的，其主要起到對鋼管表面的冷卻作用。進一步而言，所述第三冷卻段L3對應(yīng)淬火輥道62的上、下方的位置分別設(shè)有第三 水冷系統(tǒng)，所述第三水冷系統(tǒng)均包括多個相互平行且相互連通的第三冷卻水管68，每個第 三冷卻水管68的軸線方向與淬火輥道62的軸線方向平行，第三冷卻水管68上面對淬火輥 道62的一側(cè)設(shè)有多個噴嘴。也就是說，上方的第三冷卻水管68的底部設(shè)置噴嘴，下方的第 三冷卻水管68的頂部設(shè)置噴嘴，以使第三冷卻水管68內(nèi)的水直接噴灑在鋼管表面上。其中，第三冷卻段L3的冷卻水調(diào)節(jié)與第一冷卻段Ll以及第二冷卻段L2的冷卻能 力調(diào)節(jié)是相互獨立的，如此更便于控制各冷卻段的冷卻程度。具體而言，上、下風(fēng)箱64、65 的噴風(fēng)量可根據(jù)需要進行控制調(diào)節(jié)，第一、二、三冷卻水管66、67、68的噴水量亦可根據(jù)需 要分別進行控制調(diào)節(jié)，例如在各冷卻水管66、67、68的進水管路配備自動調(diào)節(jié)閥，以實現(xiàn)冷 卻水的自動開閉控制和流量調(diào)節(jié)，也可以采用手動控制的方法對水量進行現(xiàn)場調(diào)節(jié)；或者 說，使得各冷卻水管66、67、68的噴嘴分別設(shè)置有不同流量的水冷噴嘴，例如第一、二、三冷卻水管66、67、68的噴嘴流量依次減小。一般而言，第二冷卻段L2和第三冷卻段L3可使其 噴嘴為小流量的水冷噴嘴，以使鋼管按照冷卻曲線降溫至200°C以下。
此外，上、下風(fēng)箱64、65以及各冷卻水管66、67、68可連接在機殼61上，它們均可 實現(xiàn)在線拆裝更換，維護方便。 參見圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，每個淬火輥道62的軸端部與機殼61 之間設(shè)有密封件7，密封件7包括一個底板71，底板71的一面設(shè)有空心的錐形體72。在淬 火輥道62的軸端部套設(shè)有密封圈73，密封圈73位于錐形體72內(nèi)。由于密封件7的設(shè)置， 使得淬火輥道62的密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可有效防止冷卻水外漏，結(jié)構(gòu)簡單；而且，方便淬火輥道 62從機殼61中拆除，便于更換淬火輥道62，維護成本低。進一步而言，在裝配時，底板71抵靠在機殼61上，排霧罩83的下邊緣則貼合在底 板71上方的邊緣上，接著用螺釘將機殼61、底板71和排霧罩83連接在一起；下水通道631 的上邊緣則貼合在底板71下方的邊緣上，接著用螺釘將機殼61、底板71和下水通道631連 接在一起。如此使得淬火機內(nèi)形成一個相對密封的空間，可有效防止冷卻水外漏。作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述機殼61的頂部設(shè)有排霧系統(tǒng)8。排霧系統(tǒng) 8包括排霧風(fēng)機81、排霧通道82和排霧罩83，排霧罩83直接設(shè)置在機殼61的頂部，位于各 冷卻水管的上方，排霧通道82連通排霧罩83，排霧風(fēng)機81連接在排霧通道82的一端。在 排霧風(fēng)機81的作用下，淬火機內(nèi)鋼管冷卻時產(chǎn)生的氣霧經(jīng)排霧罩83的引導(dǎo)再從排霧通道 82排出，以改善工作環(huán)境，提高設(shè)備使用壽命。本實施例中，排霧系統(tǒng)8采用獨立的排霧風(fēng) 機81，使得排霧效果好，控制手段靈活。換句話說，淬火機采用單獨的排霧系統(tǒng)8及排水系 統(tǒng)63，可分別配備自動控制系統(tǒng)，并設(shè)置檢測多個點以實時監(jiān)測記錄淬火機冷卻水回水溫 度，建立數(shù)據(jù)庫，便于優(yōu)化控制。所述機殼61在其入料口處設(shè)有淬火密封簾9。淬火密封簾9結(jié)構(gòu)輕巧簡便實用， 可有效防止淬火時的水氣外溢，避免影響相關(guān)加設(shè)備的工作和壽命。在機殼61上還可設(shè)置若干個觀察孔，以實現(xiàn)對淬火機內(nèi)鋼管情況的實時觀測，以 可以在關(guān)閉時有效防止冷卻水外漏。本發(fā)明實施例還可配合一級及二級專有控制系統(tǒng)，采用控制流程，對淬火機進行 實時控制，并建立數(shù)據(jù)庫，有針對性地優(yōu)化流量控制水平。本實施方式的其他結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果與實施方式1和/或?qū)嵤┓绞?的 相同，在此不再贅述。以上所述僅為本發(fā)明的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的可以 對本發(fā)明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種固溶熱處理爐，其包括相互連接的輥底式熱處理爐和淬火機；其特征在于，所 述輥底式熱處理爐包括爐本體，其四周設(shè)有爐墻，在所述爐本體的相對的兩側(cè)位置分別對應(yīng)地設(shè)有爐體進料 口和爐體出料口；多個爐輥裝置，其平行地設(shè)置在爐體進料口和爐體出料口之間，每個爐輥裝置的兩端 通過密封模塊而密封設(shè)置在爐墻中，每個爐輥裝置包括水冷支撐軸和輥身，水冷支撐軸設(shè) 有冷卻水通道，輥身具有軸向貫通的空腔，所述水冷支撐軸通過所述空腔而貫穿于所述輥 身的內(nèi)部，且所述輥身與所述水冷支撐軸為同步轉(zhuǎn)動設(shè)置；所述水冷支撐軸的外壁與所述 輥身的內(nèi)壁之間形成容置空間，在所述容置空間內(nèi)沿軸向平行且間隔地設(shè)有多個支撐組 件，所述支撐組件的一側(cè)與所述水冷支撐軸的外壁相連接，其另一側(cè)與所述輥身內(nèi)壁之間 具有預(yù)定的間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶熱處理爐，其特征在于，每個所述支撐組件由垂直于水 冷支撐軸軸向的同一圓周平面上均勻分布的至少兩個支撐塊構(gòu)成，所述支撐塊的一側(cè)與所 述水冷支撐軸相連接，其另一側(cè)與所述輥身內(nèi)壁之間具有所述預(yù)定的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固溶熱處理爐，其特征在于，在所述支撐塊與所述水冷支撐 軸相連接的一側(cè)開設(shè)有沿所述水冷支撐軸軸向貫通的槽孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固溶熱處理爐，其特征在于，相鄰的兩個所述支撐組件的支 撐塊沿圓周方向彼此交錯設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶熱處理爐，其特征在于，在所述輥身的兩端部分別固設(shè) 有支撐圈，所述支撐圈與所述水冷支撐軸為鍵聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述輥身的一端部的支撐圈的 兩側(cè)設(shè)有限位擋環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固溶熱處理爐，其特征在于，在所述支撐圈的內(nèi)環(huán)側(cè)和外環(huán) 側(cè)分別沿周向布設(shè)溝槽，且所述內(nèi)環(huán)側(cè)的溝槽與外環(huán)側(cè)的溝槽在圓周方向上交錯設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶熱處理爐，其特征在于，在所述容置空間內(nèi)設(shè)有由隔熱 介質(zhì)形成的隔熱層，所述隔熱介質(zhì)為陶瓷纖維、二氧化硅纖維或玻璃纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述水冷支撐軸的材料為碳素 結(jié)構(gòu)鋼，所述輥身的材料為耐熱鑄鋼。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述輥身的兩端設(shè)置在所述爐 墻中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任意一項所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述密封模塊包 括密封磚，所述密封磚設(shè)置在所述爐墻內(nèi)，所述密封磚的內(nèi)部具有貫通孔，在所述貫通孔內(nèi) 沿軸向方向設(shè)有多層纖維模塊，所述爐輥裝置的端部穿設(shè)在所述多層纖維模塊中，在所述 爐輥裝置的端部穿出所述密封磚的一端設(shè)有纖維毯，所述纖維毯密封設(shè)置在所述密封磚和 所述爐輥裝置的端部之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述多層纖維模塊設(shè)有開孔， 所述爐輥裝置的端部穿設(shè)在所述開孔中，所述開孔的內(nèi)側(cè)壁與所述爐輥裝置的端部的外輪 廓相配合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的固溶熱處理爐，其特征在于，在各層纖維模塊之間設(shè)有所述纖維毯。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述纖維模塊為軟質(zhì)纖維模 塊，所述密封磚為澆注料制成的重質(zhì)輥脖磚。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述輥底式熱處理爐的爐體 進料口和爐體出料口處分別設(shè)置有密封簾和/或爐門。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至10任意一項所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述淬火機包括 機殼，機殼的兩側(cè)分別對應(yīng)地設(shè)有入料口和出料口，入料口和出料口之間設(shè)置有多個平行 的淬火輥道，每個淬火輥道的兩軸端分別連接在機殼上，所述機殼內(nèi)沿著淬火輥道的布置 的方向具有至少兩個冷卻段，第一冷卻段為水冷和風(fēng)冷冷卻段，第二冷卻段為水冷冷卻段； 所述機殼的底部設(shè)有排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)位于淬火輥道的下方。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述機殼上在其第一冷卻段 設(shè)有多個相互對應(yīng)的上風(fēng)箱和下風(fēng)箱，上風(fēng)箱位于淬火輥道的上方，下風(fēng)箱位于淬火輥道 的下方，各上風(fēng)箱之間設(shè)有第一上水冷系統(tǒng)，各下風(fēng)箱之間設(shè)有第一下水冷系統(tǒng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述第一上、下水冷系統(tǒng)均包 括多個相互平行且相互連通的第一冷卻水管，每個第一冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥 道的軸線方向平行，第一冷卻水管上面對淬火輥道的一側(cè)設(shè)有多個噴嘴。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述機殼上在其第二冷卻段 對應(yīng)所述淬火輥道的上、下方的位置分別設(shè)有第二水冷系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述第二水冷系統(tǒng)包括多個 相互平行且相互連通的第二冷卻水管，每個第二冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥道的軸 線方向平行，第二冷卻水管上面對淬火輥道的一側(cè)設(shè)有多個噴嘴。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述機殼上在第二冷卻段的 后方還設(shè)有第三冷卻段，第三冷卻段為水冷冷卻段。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述第三冷卻段對應(yīng)所述淬 火輥道的上、下方的位置分別設(shè)有第三水冷系統(tǒng)，所述第三水冷系統(tǒng)均包括多個相互平行 且相互連通的第三冷卻水管，每個第三冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥道的軸線方向平 行，第三冷卻水管上面對淬火輥道的一側(cè)設(shè)有多個噴嘴。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固溶熱處理爐，其特征在于，每個淬火輥道的軸端部與機 殼之間設(shè)有密封件，密封件包括一個底板，底板的一面設(shè)有空心的錐形體；在淬火輥道的軸 端部套設(shè)有密封圈，密封圈位于錐形體內(nèi)。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述機殼的頂部設(shè)有排霧系 統(tǒng)，排霧系統(tǒng)包括排霧風(fēng)機、排霧通道和排霧罩，排霧罩設(shè)置在機殼的頂部，排霧通道連通 排霧罩，排霧風(fēng)機連接在排霧通道的一端。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固溶熱處理爐，其特征在于，所述機殼在其入料口處設(shè)有 淬火密封簾；所述排水系統(tǒng)包括多個錐形的下水通道，下水通道的底部具有排水口。
全文摘要
一種固溶熱處理爐，其包括相互連接的輥底式熱處理爐和淬火機；輥底式熱處理爐包括爐本體，其四周設(shè)有爐墻，在爐本體上分別對應(yīng)地設(shè)有爐體進料口和爐體出料口；多個爐輥裝置，其平行地設(shè)置在爐體進料口和爐體出料口之間，每個爐輥裝置的兩端通過密封模塊而密封設(shè)置在爐墻中，每個爐輥裝置包括水冷支撐軸和輥身，水冷支撐軸設(shè)有冷卻水通道，輥身具有軸向貫通的空腔，水冷支撐軸通過空腔而貫穿于所述輥身的內(nèi)部，且輥身與所述水冷支撐軸為同步轉(zhuǎn)動設(shè)置；水冷支撐軸的外壁與輥身內(nèi)壁之間形成容置空間，在容置空間內(nèi)沿軸向平行且間隔地設(shè)有多個支撐組件，支撐組件的一側(cè)與水冷支撐軸的外壁相連接，其另一側(cè)與輥身內(nèi)壁之間具有預(yù)定的間隙。
文檔編號C21D1/62GK102061367SQ20111002831
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者張剛, 戴志剛, 楊三堂, 胡文超 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司, 北京京誠鳳凰工業(yè)爐工程技術(shù)有限公司