CN107109504B - 用于对杆和管进行淬火的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对杆或管(1)进行静态淬火的设备，该杆或管来自轧制车间，该设备包括：基座，容纳杆或管(1)，使得当杆或管(1)容纳在基座中时，其主展开轴线(A)与定位轴线(Z)一致；一系列喷嘴(4)，沿着曲线表面(3)围绕定位轴线(Z)布置，底部处是敞开的，并且是可调节的以便分配与杆或管(1)的表面相切的流动。本发明还涉及通过这种设备可实现的对杆或管进行静态淬火的方法。

Description

用于对杆和管进行淬火的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于对来自轧机的产品进行淬火的方法，具体地，涉及用于对杆和管进行淬火的方法，并且涉及用于实施该方法的相应设备。

背景技术

目前已知两种类型的淬火：静态淬火，其中，待淬火的主体同时沿着其全部长度放在淬火剂(例如，工业用水)下；以及所谓的“渐进”淬火，其中，待淬火的主体以合适的速度前进通过淬火剂熔剂，使得沿着长度逐渐对管进行淬火。

详细地，静态淬火系统、浸入操作、具有相对于杆的前进方向径向地引导的喷嘴/喷射器的渐进淬火系统以及具有相对于杆切向地引导的喷嘴的渐进淬火系统是已知的。

这种系统特别适用于对杆进行淬火。

至于对具有不超过20mm的厚度的管进行淬火，设置有用于搅拌并改变管内的水的喷嘴的罐中静态淬火系统、具有相对于杆切向地引导的喷嘴和可插在相同的管内的喷枪以用于冷却其内表面的渐进淬火系统，以及具有相对于管径向地引导的喷嘴和用于对管的内表面进行冷却的喷嘴的静态淬火系统目前是已知的。

当与其他方法相比时，上述方法提出了优点和缺点。例如，具有可插在管中的喷枪的渐进淬火系统提供了在外表面上的最佳的热传递，但其具有一些限制。

例如，不可能将具有可插在管内的喷枪的这种系统应用于具有过小的直径(即，不允许喷枪插入)的管。

实际上，平衡操作的喷枪需要足够厚以支撑其重量并且需要具有适用于保证必要的水流量的直径。因此，将喷枪引入具有小于或等于其直径的孔的管中是不可能的。

此外，厚的杆和管通常具有非常低的穿过速度。这意味着待淬火的材料可在熔炉的出口与淬火站之间的室内保持相对长时间，即使该室较小，也使待淬火的产品的温度降低并且因此明显减少淬火的效果。

为此，显著增加熔炉的出口处的温度是必要的。一些后果是不期望的增强奥氏体晶粒的体积、由于零件过热导致的能量浪费以及增加薄片(flake)的产生。

此外，当对杆进行淬火时，由于内部生成的巨大温差，所以经常出现贯通裂纹。因此，在零件的前面使杆折断一点也不难。这些零件的分离可在机器内且当其关闭时出现使用于喷嘴旋转的机构损坏的风险。

发明内容

本发明的目的是克服已知技术的缺点，并且提供用于对杆和管进行淬火的方法以及用于实施该方法的更高效的相应设备。

通过下文描述的用于对杆和管进行淬灭的设备以及用于实施的相应方法来实现这个目的和其他目的；并且在下文中提供了根据本发明的详细的其他技术特征。

本发明的主要目的是用于对配备有主展开轴线并来自轧制车间的产品进行静态淬火的设备。本发明的设备包括用于容纳产品的基座或淬火位置，其适于将待淬火的产品从处理车间(从熔炉输出的辊子路径)的输送装置传递至设备的主轴线，该主轴线位于相同的辊子路径的竖直上方。以此方式，当产品被容纳在淬火位置中时，产品的主展开轴线与设备的主轴线一致。

此外还包括一系列第一外部喷嘴，该第一外部喷嘴用于分配淬火剂并围绕定位轴线布置。

有利地，第一外部喷嘴沿着曲线表面与定位轴线基本上等距地布置，例如，具有圆形截面，并且第一外部喷嘴是可调节的，以便与产品的表面相切地传送淬火剂的流。

为此，在产品的整个表面上同时出现淬火作用，使该产品经受始终寒冷的液体流，因此相对于通过浸入罐中的淬火而增加静态淬火的效率。

始终根据本发明，曲线表面在底部是敞开的。

在这种情况下，有利地，由于可能的裂纹导致的可能的分离部件自由下落，而不具有损坏设备的部件的风险。

另一优点是允许支撑产品并允许撤出(evacuation，清除，腾空)的可能的升降装置通过的可能性。

此外，根据本发明，该设备可包括用于分配淬火剂的第二内部喷嘴，该第二内部喷嘴对应于定位轴线布置，有利地，用于对具有任意尺寸的可能管的内表面进行淬火。

再次，根据本发明，该设备可包括旋转装置，以便当产品容纳在基座中时，操作产品围绕主展开轴线的旋转。

换言之，甚至可包括一系列旋转可升降装置，其由于单一和快速升降而适用于使定位轴线与产品的主展开轴线相匹配并且在淬火期间为相同产品提供旋转。

有利地，这允许消除相对于定位轴线以360°布置的喷嘴的需要：换言之，即使喷嘴布置在相对于定位轴线展开例如仅180°地曲线表面上，产品的旋转也允许淬火剂达到其表面的任一位置。

此外，当淬火剂与待淬火的产品接触时，旋转装置允许调节淬火剂的相对速度：通过改变旋转速度或者旋转方向，可以改变淬火的激烈性，以用于将其与待处理的钢的类型适配。至于易受由于淬火导致的裂纹影响的钢，这个可能性非常重要。

例如，在喷射的相同方向上提供旋转，产品与淬火剂之间的接触时间段增加，同时如果在相反方向上出现旋转，则这种接触时间段减小。

喷嘴优选地安装在喷枪上，因此提供具有相对低压(大约2.5巴)的非常平稳的水流。

此外，喷嘴可布置成在线之间的角度小于15°，如在附图中清晰可见的：这确保插入适用于提供大水流的大总量喷嘴的可能性。

本发明的另一主题是用于对配备有主展开轴线且来自用于处理轧制产品的车间的产品进行静态淬火的方法，该方法可通过根据本发明的设备实现的并且包括以下步骤：

·接收来自用于处理的车间的产品

·通过纵向移动装置和升降装置将该产品在本发明的设备内定位成使得产品的主展开轴线与设备的定位轴线一致，例如，可以提供用于将产品从用于处理的车间输送至设备的水平线性输送装置，并且随后提供将产品输送到工作位置中的竖直输送装置

·操作旋转装置以便操作产品围绕例如辊子或牵引环的主展开轴线旋转

·打开喷嘴的供给阀，以用于沿着与产品相切并在底部敞开的曲线分配淬火剂并开始淬火，从而允许取出与相同产品分离的可能的裂片和零件

·进行淬火

·关闭供给阀

·停止旋转装置

·对应于输送装置而通过移动装置移动产品。

有利地，这允许利用比已知技术允许时间的更短时间获得有效的淬火。

附图说明

从参考根据本发明的用于对杆和管进行淬火的设备及相关方法的示意性且优选的而非限制性的实施方式的实例的下面描述以及从附图中，将使本发明的其他主旨和优点变得清楚，附图中：

图1示出了本发明的具有正要被处理的轧制产品的设备；

图2示出了图1的具有在处理期间的在位的轧制产品的设备。

具体实施方式

本发明的设备具有结合迄今为止已知的技术的优点避免缺点的特质。

实际上，本发明的设备提供了静态淬火，使得待淬火的产品1(管或者杆)同时沿着其全部长度放在淬火剂2(例如，水)下。

在外部，通过喷嘴4的覆盖该产品的周缘的一部分的边缘3对杆进行淬火。喷嘴4是可调节的，使得淬火剂2切向地撞击产品1。产品1被容纳在旋转装置(辊子或者牵引环)5上，并且在淬火步骤(图2)期间，产品1关于其本身沿着箭头R的方向旋转，围绕其本身的垂直于附图的平面并穿过点A的主展开轴线旋转。在本发明的设备的头部处存在适当地确定尺寸和形状的喷嘴(未示出)，其确保甚至在产品1的内表面6上的淬火剂的最佳流动。在本发明的设备的后部处存在漏斗7，该漏斗收集来自内部喷嘴的越过产品长度之后的淬火剂2。

如所附的表中所示，本发明的淬火方法可包括以下步骤：

·从淬火的熔炉以足够高的速度输出产品1，使得相同的产品1不冷却

·通过移动辊子8将产品1定位在本发明的设备内

·升起产品1直到产品1的主展开轴线A与本发明的设备的主展开轴线Z一致

·操作旋转装置5以便操作产品1围绕轴线A旋转

·打开喷嘴4的供给阀以用于分配淬火剂2并开始淬火

·进行淬火

·关闭供给阀。

·停止旋转装置5并且因此停止产品1的旋转

·对应于例如在辊子上的输送装置(未示出)降低该产品

·取出本发明的用于进行淬火的设备。

有利地，切向淬火确保在产品1的外表面上的最佳交换，这是因为淬火剂2以突破防汽层的速度撞击产品1。

这种效率不因没有位于底部的喷嘴4而失效。实际上，与现有技术不同，其中，该零件撞击在整个周缘上，该零件以补偿喷嘴的不对称性的速度关于其本身旋转。因此，冷却速度连接至钢的单传导率，外表面被保持在与水温几乎一致的温度下。

与用于渐进淬火的传统系统不同，本发明的设备提供了与产品1相切的淬火剂的流，即，不具有与产品1的轴线A对称的线。实际上，切向流动与由喷嘴4的每个边缘3给出的贡献成比例增加。这允许基于产品1的旋转方向和速度使淬火更激烈或更不激烈。实际上，如图2所示，基于旋转方向R是顺时针方向还是逆时针方向，热交换中的差值可与下游的热交换与上游中发生的交换之间存在的差值进行比较。与现有技术不同，由此使淬火更激烈或更不激烈是可能的；这种可能性对于易受裂纹影响的钢非常重要。

有利地，因为机器的底部是敞开的，所以在出现裂纹的情况下，在机器中与产品1分离的可能的零件将不损坏也不撞击机器的任何零件。

在淬火期间，产品1没有轴向移动；由此，在目前用于渐进淬火的喷枪的情况下，使用不完全进入产品1内的不移动的喷嘴冷却待处理的产品的内表面是可能的。

不移动的喷嘴适用于优化35管的内部冷却，这是因为可用于冷却水流的部分与管的内部部分一致，并且没有被喷枪部分地阻塞。

Claims (7)

1.一种用于对杆或管(1)进行静态淬火的设备，所述杆或管配备有主展开轴线(A)且来自轧制车间，所述设备包括：基座，用于容纳所述杆或管(1)且配备有定位轴线(Z)，使得当所述杆或管(1)容纳在所述基座中时，所述杆或管(1)的所述主展开轴线(A)与所述定位轴线(Z)一致；一系列第一外部喷嘴(4)，用于分配淬火剂(2)且围绕所述定位轴线(Z)布置，其中，所述第一外部喷嘴(4)沿着曲线表面(3)与所述定位轴线(Z)基本上等距地布置，所述第一外部喷嘴是能调节的，以便与所述杆或管(1)的表面相切地传送淬火剂(2)的流，其中，所述设备包括纵向移动装置(8)和升降装置以用于将来自所述轧制车间的所述杆或管(1)定位成使得所述杆或管(1)的所述主展开轴线(A)与所述定位轴线(Z)一致，

其特征在于，所述曲线表面(3)在底部处不具有所述第一外部喷嘴，由此限定开口，这使得所述第一外部喷嘴(4)非对称地布置，并且使得由于可能的破裂而造成的可能分离的零件自由下落，并且使得支撑所述杆或管并允许撤出的所述升降装置通过所述曲线表面(3)的底部的所述开口。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一外部喷嘴(4)布置在展开至少180°但小于360°的所述曲线表面上。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一外部喷嘴(4)围绕所述定位轴线(Z)以小于15°的角度成角度地间隔开。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括第二内部喷嘴，所述第二内部喷嘴用于分配淬火剂(2)且对应于所述定位轴线(Z)布置，以用于对所述杆或管(1)的内表面进行淬火。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括旋转装置(5)，以便当所述杆或管(1)容纳在所述基座中时操作所述杆或管(1)围绕所述主展开轴线(A)的旋转。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备包括旋转装置(5)，以便当所述杆或管(1)容纳在所述基座中时操作所述杆或管(1)围绕所述主展开轴线(A)的旋转。

7.一种用于对杆或管(1)进行静态淬火的方法，所述杆或管配备有主展开轴线(A)且来自轧制车间，所述方法能通过根据权利要求1至6中任一项所述的设备实施并且所述方法包括以下步骤：

·接收来自所述轧制车间的所述杆或管(1)；

·通过所述纵向移动装置(8)将所述杆或管(1)定位在所述设备内；

·通过穿过所述曲线表面(3)的底部的所述升降装置将所述杆或管(1)在所述设备内定位成使得所述杆或管(1)的所述主展开轴线(A)与所述设备的所述定位轴线(Z)一致；

·操作旋转装置(5)以便操作所述杆或管(1)围绕所述主展开轴线(A)旋转；

·打开所述第一外部喷嘴(4)的供给阀，以用于沿着与所述杆或管相切并在底部敞开的曲线分配所述淬火剂(2)并开始淬火；

·进行淬火；

·关闭所述供给阀；

·停止所述旋转装置(5)；

·对应于输送装置而通过所述纵向移动装置(8)和所述升降装置移动所述杆或管(1)。