CN111154967A - 一种中厚板淬火机防水锤方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中厚板淬火机防水锤方法，属于金属热处理冷却技术领域。该方法工艺过程如下：辊底式加热炉将厚度范围8～120mm的钢板加热到800～980℃，由传输辊道输送到炉后淬火机区域将钢板淬火至室温或常化冷却至≤680℃，冷却后的钢板通过传输辊道输送至冷床。本发明在供水总管与冷却器供水支管间新增缓冲水包、供水总管与缓冲水包之间采用多分支波纹管连接、供水总管两端分别设置持压泄压阀、冷却器气动开闭阀增加调速模块且错时开闭及超压报警等。采用本发明后保证淬火机高压水压力稳定在0.8MPa±0.02MPa，低压水压力稳定在0.4MPa±0.02MPa。解决了淬火机水锤及水压波动现象，采用本发明淬火和常化冷却后钢板的组织性能均较好满足要求。

Description

一种中厚板淬火机防水锤方法

技术领域

本发明涉及金属热处理冷却技术领域，特别是指一种中厚板淬火机防水锤方法。

背景技术

淬火是钢热处理工艺中应用最为广泛的工种工艺方法。钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。获得以马氏体为主的不平衡组织(也有根据需要获得贝氏体或保持单相奥氏体)的一种热处理工艺方法。部分铁素体+珠光体钢板由于其正火后强度降低，为了确保其强度生产线通常采用淬火机也实现常化冷却工艺，淬火机为满足淬火、常化工艺的一体机。

水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。在水利管道建设中都要考虑这一因素。相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。

发明专利《防水锤减压阀》(申请号/专利号：201611257328.7)中提到一种防水锤减压阀，通过调节片、调节弹簧、斜挡面、挡柱来控制过水面积和降低水流冲击能量从而控制出水流量和流速，很好的消除了“水锤效应”，保证管道和阀门的使用寿命。发明专利《一种水锤消除罐及水锤消除方法》(申请号/专利号：201810602879.5)中提到一种水锤消除罐及水锤消除方法，所述水锤消除罐包括罐体和连接管。

目前国内均没有有效解决淬火机防水锤的方法。淬火机采用的0.8MPa和0.4MPa水压经常出现水锤现象。水锤效应有极大的破坏性，由于水压过高，生产线经常会导致水管脱节及破裂现象。因此，急需开发一种中厚板淬火机防水锤方法，此将在国内中厚板淬火机生产线中具有巨大的推广价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中厚板淬火机防水锤方法，解决了淬火机高压0.8MPa和低压0.4MPa水压超压问题；解决了淬火机高压0.8MPa和低压0.4MPa水压波动问题；最终解决了淬火机的水锤问题。采用此方法后淬火机高压水压力稳定在0.8MPa±0.02MPa，低压水压力稳定在0.4MPa±0.02MPa，且淬火和常化冷却后钢板的组织性能均较好满足要求。

该方法包括步骤如下：

S1：辊底式加热炉将厚度范围8～120mm的钢板加热到800～980℃；

S2：由传输辊道输送到炉后淬火机区域将S1中加热后钢板淬火至室温或常化冷却至≤680℃；

S3：将S2中冷却后的钢板通过传输辊道输送至冷床；

其中，S2中在供水总管与冷却器供水支管间新增缓冲水包，且水包直径

供水总管和缓冲水包之间采用多分支波纹管连接，其中，2≤分支波纹管路数量Q_分支≤6。

供水总管两端均分别设置持压泄压阀，保证水压波动≤±0.02MPa。

冷却器的气动开闭阀增加调速模块且错时开闭，调速时间1s≤t_调速≤6s，每组冷却器错时开闭时间≥1s。

供水总管两端的水压波动超过±0.02MPa时，进行超压报警，并及时反馈至供水系统保证供水水压。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

(1)供水总管与冷却器供水支管间新增缓冲水包，有效减少水锤；

(2)供水总管与缓冲水包之间采用多分支波纹管连接，有效减少水锤；

(3)高低压供水总管两端均分别设置持压泄压阀，有效减少水锤；

(4)冷却器气动开闭阀增加调速模块且错时开闭，有效减少水锤；

(5)进行超压报警及时调整供水水压，有效减少水锤；

(6)通过本发明保证水压波动≤±0.02MPa，有效减少水锤。

本发明广泛适用于中厚板热处理冷却领域，适用范围广，解决了淬火机高、低压水压超压问题；解决了淬火机高、低压水压波动问题；最终解决了淬火机的水锤问题。采用此方法后水压波动范围稳定在±0.02MPa，且淬火和常化冷却后钢板的组织性能均较好满足要求。

附图说明

图1为本发明的中厚板淬火机防水锤方法所涉及的淬火机工艺的结构示意图；

图2为本发明的防水锤设备示意图。

其中：1-辊底式加热炉；2-淬火机；3-冷床；4-高压段冷却器供水支管；5-高压段气动开闭阀；6-低压段气动开闭阀；7-高压段持压泄压阀；8-高压段供水总管；9-高压段分支波纹管；10-高压段缓冲水包；11-低压段缓冲水包；12-低压段分支波纹管；13-低压段供水总管；14-低压段冷却器供水支管；15-低压段持压泄压阀。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种中厚板淬火机防水锤方法。中厚板热处理线淬火机通常由高压段及低压段构成。高压段采用水压0.8MPa左右，通常由1-2组缝隙喷嘴和3-6组双联高压喷嘴组成，高压段通常3-5米长；低压段采用水压0.4MPa左右，通常由12-20组低压喷嘴组成，低压段通常10-16米长。通常高、低压分别由泵站直供供水，供水总管直接通过分支管路将水供至冷却器，由于缺少有效的缓冲，阀门同时关闭时容易出现水锤现象导致管路破裂及阀门连接处脱节等问题。另外，传统淬火机均在远端水系统供水处采用持压泄压阀，而在淬火机旁不设置持压泄压阀，由于距离较长，淬火机旁出现水压超压时因无法及时泄压同样会导致水管破裂等问题。同时，淬火机同时开闭也会导致水锤现象，水压超压不进行报警并反馈至供水系统还会进一步加剧水锤现象。因此，急需开发一种中厚板淬火机防水锤方法，以用于有效的解决上述问题。

本发明方法包括步骤如下：

S1：辊底式加热炉将厚度范围8～120mm的钢板加热到800～980℃；

S2：由传输辊道输送到炉后淬火机区域将S1中加热后钢板淬火至室温或常化冷却至≤680℃；

S3：将S2中冷却后的钢板通过传输辊道输送至冷床；

其中，S2中在供水总管与冷却器供水支管间新增缓冲水包，且水包直径

本发明采用供水总管与冷却器供水支管间新增缓冲水包，且水包直径

具体方法如下：淬火机0.8MPa水压高压段和淬火机0.4MPa水压低压段两路供水总管单独供水，供水管路将水供至淬火机旁，在供水总管与冷却器供水支管之间新增缓冲水包，水包形式为比供水总管直径更大的管路，水包直径

水包长度等同于高压设备长度如3-5米、低压设备长度如10-16米。

本发明采用供水总管与缓冲水包之间采用多分支波纹管连接，2≤连接分支管路数量Q_分支≤6。具体方法如下：淬火机0.8MPa水压高压段及0.4MPa水压低压段供水总管与新增高压段缓冲水包之间分别采用2-6个分支管进行连接，且采用金属波纹管连接方式，金属波纹管直径根据等流量进行计算得出，金属波纹管长度等同于供水总管直径。

本发明采用高低压供水总管两端均分别设置持压泄压阀，保证水压波动≤±0.02MPa。具体方法如下：淬火机0.8MPa水压高压段及0.4MPa水压低压段供水总管末端分别采用1套持压泄压阀并连接管路将泄压水送至淬火机下铁皮沟区域随冷却水一起排走。

本发明采用冷却器气动开闭阀增加调速模块且错时开闭，调速时间1s≤t_调速≤6s，每组冷却器错时开闭时间≥1s。具体方法如下：气动开闭阀增加调速模块，且在调试阶段分别设置好阀门开闭时间1-6s不等，同时在控制系统中控制任意两个冷却器开闭时间均间隔至少1s。

本发明采用水压波动超过±0.02MPa进行超压报警，并及时反馈至供水系统保证供水水压。具体方法如下：高压或低压水压波动超过±0.02MPa均在监控画面上进行报警，并通过通信将报警数据实时传递给供水系统，保证供水水压。

下面结合具体实施例予以说明。

实施例1

以生产30mm厚度的NM400钢板淬火工艺为例，钢板长度20m，采用附图1布置的淬火机淬火工艺的应用技术为例来进一步描述其工艺方法。附图1辊底式加热炉1区将钢板加热到900℃，由传输辊道将钢板送入附图1淬火机2区淬火到50℃，淬火后的钢板经输送辊道送入附图1冷床3区。其中高压段冷却器共4组且全开，采用直径为DN800的附图2高压段供水总管8将流量为4200m³/h的0.8MPa高压水通过两根直径为DN600的附图2高压段分支波纹管9送至附图2高压段缓冲水包10，再由附图2高压段缓冲水包10通过附图2高压段冷却器供水支管4将水供至高压段冷却集管，其中波纹管长度为800mm，附图2高压段供水总管8末端安装附图2高压段持压泄压阀7。其中低压段冷却器共18组且全开，采用直径为DN800的附图2低压段供水总管13将流量为4800m³/h的0.4MPa低压水通过四根直径为DN400的附图2低压段分支波纹管12送至附图2低压段缓冲水包11，再由附图2低压段缓冲水包11通过附图2低压段冷却器供水支管14将水供至低压段冷却集管，其中波纹管长度为800mm，附图2低压段供水总管13末端安装附图2低压段持压泄压阀15。其中附图2高压段气动开闭阀5和低压段气动开闭阀6均装有调速模块，且任何两个冷却集管之间间隔时间为1s。采用此方法后淬火机高压水压力稳定在0.8MPa±0.02MPa，低压水压力稳定在0.4MPa±0.01MPa，且淬火后钢板的组织性能均较好满足要求，从未出现水锤现象，从未出现管路由于水压原因爆裂或管路脱节等问题。

实施例2

以生产60mm厚度的Q390钢板常化冷却工艺为例，钢板长度18m，采用附图1布置的淬火机常化冷却工艺的应用技术为例来进一步描述其工艺方法。附图1辊底式加热炉1区将钢板加热到850℃，由传输辊道将钢板送入附图1淬火机2区常化冷却到610℃，常化冷却后的钢板经输送辊道送入附图1冷床3区。其中高压段冷却器不开空过，低压段冷却器共18组且全开，采用直径为DN800的附图2低压段供水总管13将流量为4800m³/h的0.4MPa低压水通过四根直径为DN400的附图2低压段分支波纹管12送至附图2低压段缓冲水包11，再由附图2低压段缓冲水包11通过附图2低压段冷却器供水支管14将水供至低压段冷却集管。其中附图2低压段气动开闭阀6开闭间隔时间为1s。采用此方法后淬火机低压水压力稳定在0.4MPa±0.01MPa，且常化冷却后钢板的组织性能均较好满足要求，从未出现水锤现象，从未出现管路由于水压原因爆裂或管路脱节等问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种中厚板淬火机防水锤方法，包括步骤如下：

S1：辊底式加热炉将厚度范围8～120mm的钢板加热到800～980℃；

S2：由传输辊道输送到炉后淬火机区域将S1中加热后钢板淬火至室温或常化冷却至≤680℃；

S3：将S2中冷却后的钢板通过传输辊道输送至冷床；

其特征在于：S2中在供水总管与冷却器供水支管间新增缓冲水包，且

2.根据权利要求1所述的中厚板淬火机防水锤方法，其特征在于：所述供水总管和缓冲水包之间采用多分支波纹管连接，其中，2≤分支波纹管路数量Q_分支≤6。

3.根据权利要求1所述的中厚板淬火机防水锤方法，其特征在于：所述供水总管两端均分别设置持压泄压阀，保证水压波动≤±0.02MPa。

4.根据权利要求1所述的中厚板淬火机防水锤方法，其特征在于：所述冷却器的气动开闭阀增加调速模块且错时开闭，调速时间1s≤t_调速≤6s，每组冷却器错时开闭时间≥1s。

5.根据权利要求1所述的中厚板淬火机防水锤方法，其特征在于：所述供水总管两端的水压波动超过±0.02MPa时，进行超压报警，并及时反馈至供水系统保证供水水压。

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