CN109082519B - 一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置 - Google Patents

一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，包括淬火箱，水蒸气加热箱和回火箱，淬火箱是由底板，直角支撑板，顶盖，密封玻璃罩及档条组装成的斜置箱体结构，顶盖设进料斗和冷水进管，冷水进管连接冷水槽，淬火箱底部出口框的下部与水蒸气加热箱相连，水蒸气加热箱的顶部设有护栏，护栏的两头分别与淬火箱及回火箱连接，水蒸气加热箱的蒸汽出管与回火箱连通，回火箱底部连接滤水槽，滤水槽通过排水管与冷水槽相连通。本发明通过设置淬火箱‑水蒸气加热箱‑回火箱的三级阶梯式结构，钢球顺冷水流而下，大大提高了钢球淬火的温度均匀性，避免了残次品的出现，同时本发明能够精确控制回火温度，进一步提高钢球的产品质量。

Description

一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置
技术领域
本发明涉及耐磨钢球制备技术领域，尤其涉及一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置。
背景技术
耐磨钢球又称作研磨机用耐磨介质，是一种消耗品，主要用途是研磨物料，使物料研磨的更细，以达到使用标准，主要在矿山，电厂，水泥厂，钢铁厂，硅砂厂，煤化工等领域用，全世界每年钢球的消耗量在3000-5000万吨，其中中国钢球消耗量在300-500万吨，是钢球消耗大国。
钢球的成型方法主要分为三种：分别为锻造钢球、铸造钢球以及热轧钢球，无论是哪种成型方法，钢球都需要经过淬火-回火的处理调质处理。现有的钢球淬火技术中，为了保证水温的均匀性，一般在带循环水的水槽中冷水淬火，但钢球的温度非常高，非常容易带动周围水的温度，从而导致下一个钢球的淬火温度发生变化，导致淬火温度无法精确控制，导致钢球内应力较大容易产生表面缺陷，甚至会产生残次品钢球。
另外，现有的钢球回火设备耗能较高，温度控制较差，导致钢球的增韧过程中硬度的大幅度下降，均匀性较差，亟待改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，包括淬火箱，水蒸气加热箱和回火箱，淬火箱的底板为斜坡设置，淬火箱的底板沿斜坡方向设置对称的三对直角支撑板，直角支撑板的斜边置于淬火箱底板的表面上，且直角支撑板的表面与淬火箱的底板相互垂直，斜坡上部的一对直角支撑板架设有水平设置的顶盖，斜坡中部及下部的两对直角支撑板架设有密封玻璃罩，相邻的两对直角支撑板之间连接有档条，档条与淬火箱的底板固定连接，且档条垂直于直角支撑板的斜边，淬火箱是由底板，直角支撑板，顶盖，密封玻璃罩及档条组装成的斜置箱体结构；
顶盖设有进料斗和冷水进管，冷水进管远离顶盖的一端连通有冷水槽，淬火箱的斜坡底部设有出口框，淬火箱出口框的下部设有拦网，拦网嵌入水蒸气加热箱的侧壁上并与水蒸气加热箱中的储水器相连通，水蒸气加热箱的顶部设有护栏，护栏的一端与淬火箱出口框的上部相互连接；
回火箱由底斜板，顶斜板及两块梯形侧板组成，回火箱底斜板的斜坡顶部与水蒸气加热箱的顶面相连接，护栏的另一端与回火箱的梯形侧板相连接，回火箱底斜板的斜坡底部连接有滤水槽，滤水槽的一端连接有排水管，排水管远离滤水槽的一端与冷水槽相连通，滤水槽远离回火箱的一侧连接有钢球收集箱，回火箱的斜坡顶部和斜坡底部均为开口状，回火箱的两端开口均设有玻璃移门；
水蒸气加热箱还设有蒸汽出管，蒸汽出管远离水蒸气加热箱的一端连接在回火箱的梯形侧板上并与回火箱内部相连通，回火箱及淬火箱均设有温度传感器；
所述冷水进管和排水管均设有抽水机。
优选地，淬火箱底板的斜坡角度为5-25°。
优选地，回火箱底斜板的斜坡角度为5-10°。
优选地，密封玻璃罩及玻璃移门的材质为高硼玻璃或碳化硅玻璃。
优选地，档条的截面为梯形，档条的上梯形边沿水平向下凹进5-10°。
优选地，蒸汽出管出口处的过热蒸汽温度范围为275-400℃，蒸汽出管外包接保温管套。
优选地，玻璃移门具体为双层中空玻璃结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
针对现有淬火-回火技术中钢球淬火的瞬时温度极度不均匀且回火温度控制不够精确的不足，本发明通过设置淬火箱-水蒸气加热箱-回火箱的三级阶梯式结构，在淬火箱中钢球顺冷水流而下，钢球淬火导致周围水的高温迅速被水流带走，从而大大提高了钢球淬火的温度均匀性，避免了残次品的出现；同时淬火产生的高温水被送入到水蒸气加热箱中，生成高温水蒸气，并对回火箱内的钢球进行加热，回火箱采用保温箱体，且通过水蒸气的流速控制回火箱，加热温度可达300℃以上，从而也实现了对回火温度的精确控制，进一步提高钢球的产品质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置的钢球运行轨迹的简易示意图；
图3为本发明提出的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置的拦网的连接示意图；
图4为本发明提出的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置的滤水槽的结构示意图。
图中：1淬火箱、2水蒸气加热箱、3回火箱、4顶盖、5密封玻璃罩、6档条、7进料斗、8冷水进管、9冷水槽、10拦网、11护栏、12滤水槽、13排水管、14玻璃移门、15蒸汽出管、16钢球收集箱、17抽水机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，包括淬火箱1，水蒸气加热箱2和回火箱3，淬火箱1的底板为斜坡设置，淬火箱1的底板沿斜坡方向设置对称的三对直角支撑板，直角支撑板的斜边置于淬火箱1底板的表面上，且直角支撑板的表面与淬火箱1的底板相互垂直，斜坡上部的一对直角支撑板架设有水平设置的顶盖4，斜坡中部及下部的两对直角支撑板架设有密封玻璃罩5，相邻的两对直角支撑板之间连接有档条6，档条6与淬火箱1的底板固定连接，且档条垂直于直角支撑板的斜边，淬火箱1是由底板，直角支撑板，顶盖4，密封玻璃罩5及档条6组装成的斜置箱体结构；顶盖4设有进料斗7和冷水进管8，冷水进管8远离顶盖4的一端连通有冷水槽9，淬火箱1的斜坡底部设有出口框，淬火箱1出口框的下部设有拦网10，拦网10嵌入水蒸气加热箱2的侧壁上并与水蒸气加热箱2中的储水器相连通，水蒸气加热箱2的顶部设有护栏11，护栏11的一端与淬火箱1出口框的上部相互连接；回火箱3由底斜板，顶斜板及两块梯形侧板组成，回火箱3底斜板的斜坡顶部与水蒸气加热箱2的顶面相连接，护栏11的另一端与回火箱3的梯形侧板相连接，回火箱3底斜板的斜坡底部连接有滤水槽12，滤水槽12的一端连接有排水管13，排水管13远离滤水槽12的一端与冷水槽9相连通，滤水槽12远离回火箱3的一侧连接有钢球收集箱16，回火箱3的斜坡顶部和斜坡底部均为开口状，回火箱3的两端开口均设有玻璃移门14；水蒸气加热箱2还设有蒸汽出管15，蒸汽出管15远离水蒸气加热箱2的一端连接在回火箱3的梯形侧板上并与回火箱3内部相连通，所述冷水进管8和排水管13均设有抽水机17；本发明通过设置淬火箱-水蒸气加热箱-回火箱的三级阶梯式结构，在淬火箱1中钢球顺冷水流而下，钢球淬火导致周围水的高温迅速被水流带走，从而大大提高了钢球淬火的温度均匀性，避免了残次品的出现；同时淬火产生的高温水被送入到水蒸气加热箱2中，生成高温水蒸气，并对回火箱3内的钢球进行加热，且通过水蒸气的流速控制回火箱3，加热温度可达300℃以上，从而也实现了对回火温度的精确控制，进一步提高钢球的产品质量。
参照图1及图2，淬火箱1底板的斜坡角度为5-25°，回火箱3底斜板的斜坡角度为5-10°，坡度越小，钢球滚速越慢，在一定程度上有利于提高钢球与冷水的接触时间，提高了水淬的效率及硬化效果。
参照图1和图2，档条6的截面为梯形，档条6的上梯形边沿水平向下凹进5-10°，具有延迟钢球和截留水的作用，使水在淬火箱1的底板上形成一定的深度，从而提高钢球与水的接触面，提高水淬的均匀性。
参照图1，蒸汽出管15出口处的过热蒸汽温度范围为275-400℃，蒸汽出管15外包接保温管套；玻璃移门14具体为双层中空玻璃结构，密封玻璃罩5及玻璃移门14的材质为高硼玻璃或碳化硅玻璃，提高回火箱3的保温效果，从而通过控制蒸汽出管15的流速来精确控制回火箱3内的温度，提高回火的增韧及二次硬化效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，包括淬火箱（1），水蒸气加热箱（2）和回火箱（3），其特征在于，所述淬火箱（1）的底板为斜坡设置，所述淬火箱（1）的底板沿斜坡方向设置对称的三对直角支撑板，所述直角支撑板的斜边置于淬火箱（1）底板的表面上，且直角支撑板的表面与淬火箱（1）的底板相互垂直，所述斜坡上部的一对直角支撑板架设有水平设置的顶盖（4），所述斜坡中部及下部的两对直角支撑板架设有密封玻璃罩（5），相邻的两对直角支撑板之间连接有档条（6），所述档条（6）与淬火箱（1）的底板固定连接，且档条垂直于直角支撑板的斜边，所述淬火箱（1）是由底板，直角支撑板，顶盖（4），密封玻璃罩（5）及档条（6）组装成的斜置箱体结构；
所述顶盖（4）设有进料斗（7）和冷水进管（8），所述冷水进管（8）远离顶盖（4）的一端连通有冷水槽（9），所述淬火箱（1）的斜坡底部设有出口框，所述淬火箱（1）出口框的下部设有拦网（10），所述拦网（10）嵌入水蒸气加热箱（2）的侧壁上并与水蒸气加热箱（2）中的储水器相连通，所述水蒸气加热箱（2）的顶部设有护栏（11），所述护栏（11）的一端与淬火箱（1）出口框的上部相互连接；
所述回火箱（3）由底斜板，顶斜板及两块梯形侧板组成，所述回火箱（3）底斜板的斜坡顶部与水蒸气加热箱（2）的顶面相连接，所述护栏（11）的另一端与回火箱（3）的梯形侧板相连接，所述回火箱（3）底斜板的斜坡底部连接有滤水槽（12），所述滤水槽（12）的一端连接有排水管（13），所述排水管（13）远离滤水槽（12）的一端与冷水槽（9）相连通，所述滤水槽（12）远离回火箱（3）的一侧连接有钢球收集箱（16），所述回火箱（3）的斜坡顶部和斜坡底部均为开口状，所述回火箱（3）的两端开口均设有玻璃移门（14）；
所述水蒸气加热箱（2）还设有蒸汽出管（15），所述蒸汽出管（15）远离水蒸气加热箱（2）的一端连接在回火箱（3）的梯形侧板上并与回火箱（3）内部相连通；
所述冷水进管（8）和排水管（13）均设有抽水机（17）。
2.根据权利要求1所述的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，其特征在于，所述淬火箱（1）底板的斜坡角度为5-25°。
3.根据权利要求1所述的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，其特征在于，所述回火箱（3）底斜板的斜坡角度为5-10°。
4.根据权利要求1所述的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，其特征在于，所述密封玻璃罩（5）及玻璃移门（14）的材质为高硼玻璃或碳化硅玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，其特征在于，所述档条（6）的截面为梯形，所述档条（6）的上梯形边沿水平向下凹进5-10°。
6.根据权利要求1所述的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，其特征在于，所述蒸汽出管（15）出口处的过热蒸汽温度范围为275-400℃，所述蒸汽出管（15）外包接保温管套。
7.根据权利要求1所述的一种用于耐磨钢球淬火回火的阶梯式换热装置，其特征在于，所述玻璃移门（14）具体为双层中空玻璃结构。
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