CN103045838B - 双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备及其工艺 - Google Patents
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Abstract
双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备及其工艺，属于双金属带锯条生产加工领域。解决了现有淬火、回火冷却设备存在大量氮气能源浪费和热废气排放，保护氮气没有进行回收利用造成浪费的问题。制氮机的出口通过连接管路与氮气纯化装置连通，氮气纯化装置上具有纯净氮气出口，氮气冷却热交换器置于氮气冷却保温层内，氮气冷却装置通过管道泵与氮气冷却装置的入口连通，氮气冷却装置的出口与供氮气装置的冷凝干燥器连接。工艺采用低温氮气为冷却介质，温度为-15℃～30℃，经冷却后循环利用。采用热处理生产线氮气回收利用装置，将原来排放大气中的氮气回收再利用，节省制氮设备和氮气纯化装置及其能源消耗，节省电能，保证锯条的热处理质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备及其工艺。属于双金属带锯条生产加工领域。
背景技术
双金属带锯条(以下简称锯条)热处理生产线分别由淬火设备和回火设备组成。其中，淬火设备由淬火加热炉和淬火冷却设备组成，回火设备由回火加热炉和回火冷却设备组成。本发明只涉及淬火与回火中的冷却设备。
目前的双金属带锯条的淬火冷却设备与淬火工艺有两种方式，一种是以日本为主流的油冷设备与工艺，另一种是以德国为主流的深冷设备与工艺。油冷设备与工艺的优点是冷却速度快，设备稳定，操作简单，生产成本低，投资少。缺点是生产现场脏，清洗困难，油烟污染环境。深冷设备与工艺的优点是无污染，现场干净。缺点是冷却速度慢，设备不稳定，维护操作复杂，投资和生产成本高。另外，由于双金属带锯条的光亮淬火和回火要在自动生产线上连续完成，所以普遍存在大量氮气能源浪费和热废气排放问题。针对上述问题，本发明采用高压大氮气量快速循环快速冷却方法，有效解决了目前存在的技术问题。
发明内容
本发明提供一套双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备及其工艺，有效解决了现有双金属带锯条热处理生产线中淬火、回火冷却设备和工艺中存在的生产现场脏、清洗困难、油烟污染环境和冷却速度慢、设备不稳定、维护操作复杂以及大量氮气能源浪费和热废气排放等问题。“双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备及其工艺”中的“快速”是指，本发明可实现在双金属带锯条的线速度达到6米/分钟时，仍能满足冷却要求。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：
一种双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备，所述冷却设备包括供氮气装置、氮气回收装置和氮气冷却装置；所述供氮气装置包括冷凝干燥器、氮气进气管、进气调节阀、制氮机、氮气纯化装置、纯净氮气出口；冷凝干燥器通过冷凝干燥器管道与制氮机入口连通，制氮机的出口通过连接管路与氮气纯化装置连通，氮气纯化装置上具有纯净氮气出口；冷凝干燥器管道与氮气进气管连通，且氮气进气管上设有进气调节阀；氮气回收装置包括氮气回收热交换器、真空泵、管道泵、氮气回收保温层和氮气回收管路，氮气回收热交换器置于氮气回收保温层内，真空泵用于将氮气回收保温层的内腔抽成真空，真空泵上的真空泵吸气孔与氮气回收保温层的内腔连通，真空泵上具有真空泵排气孔，氮气回收保温层的内腔与氮气回收管路连通，氮气回收热交换器上具有第一冷却水进口和第一冷却水出口；氮气冷却装置包括氮气冷却热交换器和氮气冷却保温层，氮气冷却热交换器置于氮气冷却保温层内，氮气冷却热交换器上具有第二冷却水进口和第二冷却水出口；氮气冷却装置通过管道泵与氮气冷却装置的入口连通，氮气冷却装置的出口与供氮气装置的冷凝干燥器连接。
一种利用上述双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备对双金属带锯条进行冷却的工艺，所述工艺采用低温氮气为冷却介质，低温氮气的温度为-15℃～30℃；由箱式淬火加热炉的氮气入口、淬火装置的氮气入口以及箱式回火炉的氮气入口分别通入低温氮气，对双金属带锯条进行冷却，从箱式淬火加热炉的氮气回收口、淬火装置的氮气回收口以及箱式回火炉的氮气回收口流出氮气进行在线回收，并经冷却后循环利用。
本发明的有益效果是：
本发明通冷却水来快速冷却氮气，氮气通过循环系统对锯条快速冷却，实现了淬火与回火的快速冷却目的。有效解决了淬火与回火的冷却速度慢、环境污染、设备操作维护难和性能不稳定、氮气能源浪费以及设备投资大成本高等问题，实现了锯条热处理生产线低能耗和氮气资源的再生利用，同时还降低了生产成本。本发明将快速冷却装置和在线氮气回收利用装置整合为一体，组成完整锯条淬火与回火的快速冷却系统。采用热处理生产线氮气回收利用装置，将原来排放到大气中的氮气回收再利用，既解决了目前油烟气的环境污染，又节省大量制氮设备和氮气纯化装置及其能源消耗，节省大量电能。同时，有效保证了锯条热处理表面光亮不氧化，保证了锯条的热处理质量，从根本上解决了上述技术难题，使现有技术有了突破性发展。
本发明还可适用于以下领域：单根和多根双金属带锯条热处理、单金属带锯条热处理、硬质合金带锯条热处理、双金属复合钢带热处理、各种线材的热处理、各种带材的热处理以及其他光亮淬火热处理。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图(俯视图)；图2是图1中的局部放大图。
图中：28-箱式回火炉进口，30-箱式回火炉出口，33-淬火装置出口。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～2所示，本实施方式所述的一种双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备包括供氮气装置35、氮气回收装置8和氮气冷却装置14；所述供氮气装置35包括冷凝干燥器19、氮气进气管20、进气调节阀21、制氮机23、氮气纯化装置25、纯净氮气出口26；冷凝干燥器19通过冷凝干燥器管道22与制氮机23入口连通，制氮机23的出口通过连接管路24与氮气纯化装置25连通，氮气纯化装置25上具有纯净氮气出口26；冷凝干燥器管道22与氮气进气管20连通，且氮气进气管20上设有进气调节阀21；氮气回收装置8包括氮气回收热交换器9、真空泵10、管道泵13、氮气回收保温层6和氮气回收管路7，氮气回收热交换器9置于氮气回收保温层6内，真空泵10用于将氮气回收保温层6的内腔抽成真空，真空泵10上的真空泵吸气孔12与氮气回收保温层6的内腔连通，真空泵10上具有真空泵排气孔11，氮气回收保温层6的内腔与氮气回收管路7连通，氮气回收热交换器9上具有第一冷却水进口4和第一冷却水出口5；氮气冷却装置14包括氮气冷却热交换器18和氮气冷却保温层16，氮气冷却热交换器18置于氮气冷却保温层16内，氮气冷却热交换器18上具有第二冷却水进口15和第二冷却水出口17；氮气冷却装置14通过管道泵13与氮气冷却装置14的入口连通，氮气冷却装置14的出口与供氮气装置35的冷凝干燥器19连接。
具体实施方式二：如图1～2所示，本实施方式所述冷凝干燥器管道22与氮气进气管20通过第一三通34连通。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图1～2所示，本实施方式所述纯净氮气出口26通过氮气进气管路3与箱式淬火加热炉31的前端氮气入口39-1、箱式淬火加热炉31的后端氮气进口39-2、淬火装置32的氮气进口、箱式回火炉29的箱式回火炉氮气进口39-3分别连通；箱式淬火加热炉氮气回收口40-1、淬火装置氮气回收口40-3以及箱式回火炉氮气回收口40-3通过氮气回收管路7与氮气回收装置8连通。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
如图1所示，所述纯净氮气出口26通过氮气进气管路3与箱式淬火加热炉31的前端氮气入口39-1、箱式淬火加热炉31的后端氮气进口39-2、淬火装置32的氮气进口、箱式回火炉29的箱式回火炉氮气进口39-3分别连通，为了方便连接，在氮气进气管路3上可以设有多个支管路，并根据需要通过第二三通27、第三三通41、第四三通36连通在一起。箱式淬火加热炉氮气回收口40-1、淬火装置氮气回收口40-3以及箱式回火炉氮气回收口40-3通过氮气回收管路7与氮气回收装置8连通，为了方便连接，在氮气回收管路7上可以设多个分支回收管路，并根据需要通过第五三通37、第六三通38连通在一起。
所述冷却设备还可设置电控箱1。
具体实施方式四：如图1～2所示，本实施方式为：将所述制氮机23替换为液态氮储罐。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：如图1～2所示，本实施方式为利用具体实施方式一、二、三或四所述高速双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备对双金属带锯条进行冷却的工艺，其特征在于：所述工艺采用低温氮气为冷却介质，低温氮气的温度为-15℃～30℃；由箱式淬火加热炉31的氮气入口、淬火装置32的氮气入口以及箱式回火炉29的氮气入口分别通入低温氮气，对双金属带锯条39进行冷却，从箱式淬火加热炉31的氮气回收口、淬火装置32的氮气回收口以及箱式回火炉29的氮气回收口流出氮气进行在线回收，并经冷却后循环利用。
本发明不限于上述具体实施方式，凡是本领域技术根据本发明的技术启示而得到的等同变换或者是等效替换的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
工作原理
如图1所示，采用氮气经过水冷却系统冷成低温氮气，经高压循环气泵将氮气送入快速风冷箱，对锯条进行快速冷却，以满足淬火工艺要求。置换的热氮气再经高压循环泵抽回到氮气储罐进行冷却，经冷却的氮气由高压泵再输送至快速风冷箱，氮气如此封闭往复循环，既节省氮气，又实现快速冷却，既保证高质量淬火工艺，又实现无污染生产作业，既节省生产成，本又减少设备投资，其经济效益和社会效益十分显著。
Claims (5)
1.一种双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备，其特征在于：所述冷却设备包括供氮气装置(35)、氮气回收装置(8)和氮气冷却装置(14)；
所述供氮气装置(35)包括冷凝干燥器(19)、氮气进气管(20)、进气调节阀(21)、制氮机(23)、氮气纯化装置(25)、纯净氮气出口(26)；冷凝干燥器(19)通过冷凝干燥器管道(22)与制氮机(23)入口连通，制氮机(23)的出口通过连接管路(24)与氮气纯化装置(25)连通，氮气纯化装置(25)上具有纯净氮气出口(26)；冷凝干燥器管道(22)与氮气进气管(20)连通，且氮气进气管(20)上设有进气调节阀(21)；
氮气回收装置(8)包括氮气回收热交换器(9)、真空泵(10)、管道泵(13)、氮气回收保温层(6)和氮气回收管路(7)，氮气回收热交换器(9)置于氮气回收保温层(6)内，真空泵(10)用于将氮气回收保温层(6)的内腔抽成真空，真空泵(10)上的真空泵吸气孔(12)与氮气回收保温层(6)的内腔连通，真空泵(10)上具有真空泵排气孔(11)，氮气回收保温层(6)的内腔与氮气回收管路(7)连通，氮气回收热交换器(9)上具有第一冷却水进口(4)和第一冷却水出口(5)；
氮气冷却装置(14)包括氮气冷却热交换器(18)和氮气冷却保温层(16)，氮气冷却热交换器(18)置于氮气冷却保温层(16)内，氮气冷却热交换器(18)上具有第二冷却水进口(15)和第二冷却水出口(17)；
氮气冷却装置(14)通过管道泵(13)与氮气冷却装置(14)的入口连通，氮气冷却装置(14)的出口与供氮气装置(35)的冷凝干燥器(19)连接。
2.根据权利要求1所述的一种双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备，其特征在于：所述冷凝干燥器管道(22)与氮气进气管(20)通过第一三通(34)连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备，其特征在于：所述纯净氮气出口(26)通过氮气进气管路(3)与箱式淬火加热炉(31)的前端氮气入口(39-1)、箱式淬火加热炉(31)的后端氮气进口(39-2)、淬火装置(32)的氮气进口、箱式回火炉(29)的箱式回火炉氮气进口(39-3)分别连通；箱式淬火加热炉氮气回收口(40-1)、淬火装置氮气回收口(40-3)以及箱式回火炉氮气回收口(40-3)通过氮气回收管路(7)与氮气回收装置(8)连通。
4.根据权利要求1所述的一种双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备，其特征在于：将所述制氮机(23)替换为液态氮储罐。
5.一种利用权利要求1、2、3或4所述双金属带锯条热处理生产线淬火回火快速冷却设备对双金属带锯条进行冷却的工艺，其特征在于：所述工艺采用低温氮气为冷却介质，低温氮气的温度为-15℃～30℃；由箱式淬火加热炉(31)的氮气入口、淬火装置(32)的氮气入口以及箱式回火炉(29)的氮气入口分别通入低温氮气，对双金属带锯条进行冷却，从箱式淬火加热炉(31)的氮气回收口、淬火装置(32)的氮气回收口以及箱式回火炉(29)的氮气回收口流出氮气进行在线回收，并经冷却后循环利用。
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