CN104513885A - 一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备 - Google Patents
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Abstract
一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，由备料台架、淬火炉上料辊道、自动分料/布料机构、多道V形槽斜辊淬火加热炉、水环数量可变式淬火机、淬火炉下料辊道、横向输料/布料机构、回火炉上料辊道、多道V形槽斜辊回火炉、多功能控制冷却装置、回火炉下料辊道、横向输料机构、热处理成品料汇集台、自动控制系统、燃烧系统组成；多支调质钢棒材或管材加热/冷却过程受热、受冷均匀，并实现自行矫直功能，产能大，能耗低，方便变换材料直径及工艺温度，自动化信息化水平高，运行成本低，产品品质高。
Description
技术领域
本发明属于工业热处理生产线设备，特别涉及一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备。
背景技术
为生产轴类，杆类、缸类等零部件，机械工业、汽车行业、石油天然气工业、轨道运输行业、风电行业、工程机械行业等需要大量经调质热处理的棒材。国内特殊钢钢企业95％以上的调质钢类产品供货状态为热轧材，绝大多数的下游零部件生产企业需要对购得的热轧材自行或外委进行调质热处理后才能使用。
大量存在的小规模调质热处理生产设备，几乎全部采用感应热处理或间歇式炉热处理模式。虽然满足了生产需求，但也带来弊端：
-质量良莠不均，难以达到合乎国际标准的机械性能及金相组织；
-能耗高出30％以上，过多地耗费了能源介质，增加了环境负担；
-降低了特殊钢企业经济效益，不利于此类钢铁企业的盈利模式转型；
-影响了最终产品(如车辆，机械设备等)的质量和寿命；
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备。是一种全新的、主要应用于调质钢中小棒材或管材连续、批量调质热处理及对镍铬钢、合金钢、合结钢中小棒材或管材进行连续、批量淬火、固溶、正火、退火热处理生产设备。
本发明的技术方案是：
一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，其特征在于：由备料台架、淬火炉上料辊道、自动分料/布料机构、多道V形槽斜辊淬火加热炉、水环数量可变式淬火机、淬火炉下料辊道、横向输料/布料机构、回火炉上料辊道、多道V形槽斜辊回火炉、多功能控制冷却装置、回火炉下料辊道、横向输料机构、热处理成品料汇集台、自动控制系统、燃烧系统组成；
调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备可以淬火炉下料辊道为分界，可采用“一字型”布置，也可采用“U形”布置；
生产线设备开始首端是备料台架(1)，备料台架旁边与淬火炉上料辊道(2)并列放置，自动分料/布料机构(3)设置在备料台架(1)和淬火炉上料辊道(2)之间；淬火炉上料辊道(2)末端与多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)入口连接。多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)出口与水环可调式淬火机(5)入口连接，水环可调式淬火机(5)下部设置有淬火水循环系统(6)，水环可调式淬火机其后与淬火下料台(7)连接；与淬火下料台(7)并列设置回火炉上料辊道(8)，两者之间设有横向输料/布料机构(9)，回火炉上料辊道(8)与多道V形槽斜辊回火炉(10)连接，其后连接多功能控制冷却装置(11)，其后连接回火炉下料辊道(12)；热处理成品料汇集台(13)与热处理成品料汇集台并列设置，两者之间设有横向输料机构(14)；.
生产线从淬火炉上料辊道(2)直至回火炉下料辊道(12)全部采用多道V形槽斜辊(16)承载及输送物料。
该生产线从淬火炉上料辊道(2)直至回火炉下料辊道(12)全部传输过程均采用多道V形槽斜辊(16)，且水平方向与设备运行方向轴线倾斜一定角度，V形槽间隔及形状尺寸相同。多只调质钢中小棒材或管材(15)沿设备轴线向前运动同时，在高温下经多道V形槽斜辊(16)作用下产生自转并实现自矫。
水环可调式淬火机(5)，其上装有孔径不同、可上下移动的多层高压水环组(17)，视调质钢中小棒材或管材(15)直径不同，高压水环组(17)按照设备自动控制程序指令将合适的水环升或降到工作位置，以满足不同直径、不同根数棒材或管材的淬火要求。
调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，使用其调质热处理方法，其特征在于：将多支调质钢中小棒材或管材(15)被平整的放置在备料台架(1)，通过自动分料/布料机构(3)将调质钢中小棒材或管材(15)按照工艺设定的间距及数量逐根放置到多道V形槽斜辊(16)之上；由此开始调质钢中小棒材或管材(15)沿工艺运行方向并以设定的淬火加热工艺速度连续、并排、水平、通过淬火炉上料辊道(2)、多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)、水环可调式淬火机(5)、淬火下料台(7)完成淬火工艺。之后经横向输料/布料机构(9)将经过淬火处理的调质钢中小棒材或管材(15)按照回火工艺及布料要求放置到回火炉上料辊道(8)上，并以回火工艺速度连续、并排、水平、通过多道V形槽斜辊回火炉(10)、多功能控制冷却装置(11)、回火炉下料辊道(12)直至被横向输料机构(14)输送到热处理成品料汇集台(13)上，完成全部调质热处理工艺过程。
本发明的有益效果是：
可对直径20-120mm、长度2000mm以上的调质钢中小棒材或管材多进行多支、并排、水平、连续热处理。热处理过程中可实现自矫直功能。加热、淬火均匀，淬层深。同时具备对其他合结钢、合金钢、不锈钢、工具钢、耐热钢等中小棒材或管材进行淬火、固溶、常化、正火、退火处理等功能。
生产线设备自动化程度高，具备远程有线或移动监控功能。热处理过程大幅降低能耗。热处理后的产品质量性能高于国家标准，满足了我国机械、车辆、轨道、航空等产业需求，同时可提高钢铁企业产品附加值。属于独创，适于推广。
与目前国内外普遍使用的中小棒材感应加热调质线相比，本发明具有如下显著优点：
1、温度均匀。避免了感应加热调质线棒料直径方向温度不均、或间歇式热处理方式棒料长度方向方温度不均的弊端；
2、工艺性好。避免了感应加热调质线淬火前加热保温时间及回火保温时间无法完全满足调质热处理工艺要求的弊端。可根据用户要求任意设置上述保温时间的长短。调质热处理后，机械性能(尤其是低温冲击功)、金相组织均能满足要求。
3、产能大。感应加热调质线只能单道生产，产量小。本发明可实现多道同时连续生产，产能大幅提高。
4、能耗低。由于采用煤气加热及多道连续生产，单位能耗大为降低。实际单位能耗成本低于感应加热调质线对应成本的30％以上。
5、方便变换材料直径及工艺温度。传统感应加热调质线需要配备多套感应线圈组，以适应不同直径材料的热处理之需。在变更材料直径时需要停产更换对应的感应线圈。本发明不需要任何变更措施即可满足之间任何直径材料的调质热处理。
6、自娇直功能。采用间歇式热处理设备进行调质热处理无法保证调质后材料的直线度，必须进行后续机械矫直。本发明淬火加热、回火过程中对物料自动娇直，无需后续机械娇直。
7、产品品质高。相比于其他工艺，本专利设备热处理后产品质量均匀稳定，机械性能有明显提高，金相组织满足标准；
8、运行成本低。同等产能下规模生产，本发明的综合运行成本(投资折旧、单位能耗、人员成本、管理分摊等)远低于感应加热调质线或其他间歇式调质热处理方式；
9、自动化信息化水平高。本发明全部自动化生产，无需人工干预。可实现远程有线或移动网络操作及维护。
附图说明
图1调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备组成
图2淬火加热炉、回火炉剖面示意图
图3水环可调式淬火机剖面示意图
图中：1、备料台架，2、淬火炉上料辊道，3、自动分料/布料机构，4、多道V形槽斜辊淬火加热炉，5、水环可调式淬火机，6、淬火水循环系统，7、淬火下料辊台，8、回火炉上料辊台，9、横向输料/布料机构，10、多道V形槽斜辊回火炉，11、多功能控制冷却装置，12、回火炉下料辊道，13、热处理成品料汇集台，14、横向输料机构，15、调质钢中小棒材或管材，16、多道V形槽斜辊。
具体实施方式
如图1所示的一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，其特征在于：一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，其特征在于：由备料台架、淬火炉上料辊道、自动分料/布料机构、多道V形槽斜辊淬火加热炉、水环数量可变式淬火机、淬火炉下料辊道、横向输料/布料机构、回火炉上料辊道、多道V形槽斜辊回火炉、多功能控制冷却装置、回火炉下料辊道、横向输料机构、热处理成品料汇集台、自动控制系统、燃烧系统组成。根据车间情况，调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备可以淬火炉下料辊道为分界，可采用“一字型”布置，也可采用“U形”布置。
沿中小棒材或管材热处理运行方向，备料台架(1)与淬火炉上料辊道(2)并列放置，自动分料/布料机构(3)设置在(1),(2)之间。淬火炉上料辊道(2)末端与多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)入口连接。多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)出口与水环可调式淬火机(5)入口连接，水环可调式淬火机(5)下部设置有淬火水循环系统(6)，其后与淬火下料台(7)连接。与淬火下料台(7)并列设置回火炉上料辊道(8)，两者之间设有横向输料/布料机构(9)，回火炉上料辊道(8)与多道V形槽斜辊回火炉(10)连接，其后连接多功能控制冷却装置(11)，其后连接回火炉下料辊道(12)。热处理成品料汇集台(13)与热处理成品料汇集台并列设置，两者之间设有横向输料机构(14).
生产线从淬火炉上料辊道(2)直至回火炉下料辊道(12)全部采用多道V形槽斜辊(16)承载及输送物料。
使用本调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，进行连续调质热处理生产工艺过程：将的多只调质钢中小棒材或管材(15)被平整的放置在备料台架(1)，通过自动分料/布料机构(3)将调质钢中小棒材或管材(15)按照工艺设定的间距及数量逐根放置到多道V形槽斜辊(16)之上。由此开始调质钢中小棒材或管材(15)沿工艺运行方向并以设定的淬火加热工艺速度连续、并排、水平、通过淬火炉上料辊道(2)、多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)、水环可调式淬火机(5)、淬火下料台(7)完成淬火工艺。之后经横向输料/布料机构(9)将经过淬火处理的调质钢中小棒材或管材(15)按照回火工艺及布料要求放置到回火炉上料辊道(8)上，并以回火工艺速度连续、并排、水平、通过多道V形槽斜辊回火炉(10)、多功能控制冷却装置(11)、回火炉下料辊道(12)直至被横向输料机构(14)输送到热处理成品料汇集台(13)上，完成全部调质热处理工艺过程。
生产线从淬火加热炉前辊道、淬火加热炉、淬火机、回火炉，回火后控制冷却装置、直至回火下料辊道，全部采用辊面加工有多道V形槽且水平斜置的炉辊进行承载、传输。
生产线中加热炉及回火炉的供热可使用敞焰燃气烧嘴直接加热、或燃气辐射管间接加热；淬火介质采用工业浊环水(亦可采用淬火油或专用淬火液)，回火后的冷却控制装置的冷却介质采用工业循环水或冷空气。
多支调质钢棒材或管材在并排热处理过程中始终沿轴线方向向前运动的同时，沿径向自旋转，使得加热/冷却过程受热、受冷均匀，并实现自行矫直功能。
该生产线适用于直径20-120mm、长度2000mm以上的调质钢棒材或管材连续调质热处理.还可以对不锈钢棒材或管材进行固溶热处理，以及其他合金钢棒材或管材进行正火、退火、回火热处理。
Claims (4)
1.一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，其特征在于：由备料台架、淬火炉上料辊道、自动分料/布料机构、多道V形槽斜辊淬火加热炉、水环数量可变式淬火机、淬火炉下料辊道、横向输料/布料机构、回火炉上料辊道、多道V形槽斜辊回火炉、多功能控制冷却装置、回火炉下料辊道、横向输料机构、热处理成品料汇集台、自动控制系统、燃烧系统组成；
调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备可以淬火炉下料辊道为分界，可采用“一字型”布置，也可采用“U形”布置；
生产线设备开始首端是备料台架(1)，备料台架旁边与淬火炉上料辊道(2)并列放置，自动分料/布料机构(3)设置在备料台架(1)和淬火炉上料辊道(2)之间；淬火炉上料辊道(2)末端与多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)入口连接。多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)出口与水环可调式淬火机(5)入口连接，水环可调式淬火机(5)下部设置有淬火水循环系统(6)，水环可调式淬火机其后与淬火下料台(7)连接；与淬火下料台(7)并列设置回火炉上料辊道(8)，两者之间设有横向输料/布料机构(9)，回火炉上料辊道(8)与多道V形槽斜辊回火炉(10)连接，其后连接多功能控制冷却装置(11)，其后连接回火炉下料辊道(12)；热处理成品料汇集台(13)与热处理成品料汇集台并列设置，两者之间设有横向输料机构(14)；.
生产线从淬火炉上料辊道(2)直至回火炉下料辊道(12)全部采用多道V形槽斜辊(16)承载及输送物料。
2.根据权利要求1所述一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，其特征在于：该生产线从淬火炉上料辊道(2)直至回火炉下料辊道(12)全部传输过程均采用多道V形槽斜辊(16)，且水平方向与设备运行方向轴线倾斜一定角度，V形槽间隔及形状尺寸相同。多只调质钢中小棒材或管材(15)沿设备轴线向前运动同时，在高温下经多道V形槽斜辊(16)作用下产生自转并实现自矫。
3.根据权利要求1所述一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，其特征在于：水环可调式淬火机(5)，其上装有孔径不同、可上下移动的多层高压水环组(17)，视调质钢中小棒材或管材(15)直径不同，高压水环组(17)按照设备自动控制程序指令将合适的水环升或降到工作位置，以满足不同直径、不同根数棒材或管材的淬火要求。
4.根据权利要求1所述一种调质钢中小棒材或管材连续调质热处理生产线设备，使用其调质热处理方法，其特征在于：多支调质钢中小棒材或管材(15)被平整的放置在备料台架(1)，通过自动分料/布料机构(3)将调质钢中小棒材或管材(15)按照工艺设定的间距及数量逐根放置到多道V形槽斜辊(16)之上；由此开始调质钢中小棒材或管材(15)沿工艺运行方向并以设定的淬火加热工艺速度连续、并排、水平、通过淬火炉上料辊道(2)、多道V形槽斜辊淬火加热炉(4)、水环可调式淬火机(5)、淬火下料台(7)完成淬火工艺。之后经横向输料/布料机构(9)将经过淬火处理的调质钢中小棒材或管材(15)按照回火工艺及布料要求放置到回火炉上料辊道(8)上，并以回火工艺速度连续、并排、水平、通过多道V形槽斜辊回火炉(10)、多功能控制冷却装置(11)、回火炉下料辊道(12)直至被横向输料机构(14)输送到热处理成品料汇集台(13)上，完成全部调质热处理工艺过程。
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| PB01 | Publication | ||
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