CN114107645A - 合金棒材多功能等温正火炉及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合金棒材多功能等温正火炉及其工作方法，该炉包括沿处理方向依次设置的进料辊台、进料密封室、加热保温段、多功能段、等温段、快冷段、水套缓冷段、出料密封室和出料辊台；加热保温段能实现棒料的加热和均热；多功能段能实现棒料的加热、均热、炉内缓冷和炉内快冷；等温段能实现棒料的加热、均热和等温；快冷段能实现棒料的快速冷却；水套冷却段能实现棒料的最终冷却。本发明具备等温正火、正火、球化、软化退火、回火等热处理能力，每种热处理工艺条件下均能发挥有效炉长的最大产能。

Description

合金棒材多功能等温正火炉及其工作方法

技术领域

本发明属于合金棒材热处理设备领域，具体涉及一种合金棒材多功能等温正火炉及其工作方法。

背景技术

等温正火是一种特殊的热处理工艺，它将钢材加热奥氏体化温度并保温一定时间后，快速冷却至S曲线鼻部(孕育期最短，温度约为550～600℃)，等温保持完成过冷奥氏体转变后，降至常温，最终得到较细的珠光体组织的工艺。连续式辊底式等温正火炉为实现该热处理工艺，依次加热段保温段、炉内快冷段和等温段，具有连续化生产、产量高、性能稳定、可实现智能化、无人化等优点得到广泛采用。

但是对于特殊钢生产企业来说，其产品是多样的，且产量随市场行情变化，单一功能连续式等温正火炉无法满足使用需求。市场上出现了多种连续多功能热处理炉，诸如可以实现软化、球化、回火工艺多功能连续退火炉，可以实现软化、球化、正火的多功能连续退火炉。但由于建设初期，对于产品种类、生产能力、认知水平等方面的限制，导致多功能炉炉段设置、具体配置和能力受到限制，后期生产过程中无法充分发挥当前工艺的最大能力、甚至有可能性能达不到要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种合金棒材多功能等温正火炉及其工作方法，具备等温正火、正火、球化、软化退火、回火等热处理能力，每种热处理工艺条件下均能发挥有效炉长的最大产能。

本发明所采用的技术方案是：

一种合金棒材多功能等温正火炉，包括沿处理方向依次设置的进料辊台、进料密封室、加热保温段、多功能段、等温段、快冷段、水套缓冷段、出料密封室和出料辊台，炉辊依次通过进料密封室、加热保温段、多功能段、等温段、快冷段、水套缓冷段和出料密封室，加热保温段与多功能段间、多功能段与等温段间、等温段与快冷段间分别设有可升降的前挡火门、中挡火门和后挡火门；加热保温段内侧炉辊上下均分布有加热辐射管，能实现棒料的加热和均热；多功能段的内侧中部炉辊上下均分布有喷箱、内侧两端炉辊上下均分布有具有加热和降温模式的加热辐射管、外侧顶部连通有换热室，喷箱上设有降温喷头和加热机构，换热室的上部设有循环风机、内侧设有换热器，换热室通过循环风道与降温喷头连通，能实现棒料的加热、均热、炉内缓冷和炉内快冷；等温段内侧炉辊上下均设有具有加热和降温模式的加热辐射管或交替的加热辐射管和冷却辐射管，能实现棒料的加热、均热和等温；采用至少一套快冷段，快冷段的内侧炉辊上下均分布有喷箱、外侧顶部连通有换热室，喷箱上设有降温喷头，换热室的上部设有循环风机、内侧设有换热器，换热室通过循环风道与降温喷头连通，能实现棒料的快速冷却；水套冷却段的内侧设有用于辐射冷却的循环冷却水，能实现棒料的最终冷却。

优选地，进料辊台附近并排设有进料布料台架，进料布料台架和进料辊台之间设有进料横向输送装置；出料辊台附近并排设有出料布料台架，出料布料台架和出料辊台之间设有出料横向输送装置。

优选地，加热保温段、多功能段和等温段的炉壳内壁均设有耐火材料。

优选地，快冷段采用一套或两套。

上述合金棒材多功能等温正火炉的工作方法是：

在软化退火、回火工艺中，热处理依次为加热、均热、冷却三个过程，加热保温段、多功能段和等温段实现加热、均热过程，快冷段不工作或低负荷工作，水套缓冷段实现最终冷却；

在球化退火工艺中，热处理依次为加热、炉内缓冷、等温、冷却四个过程，加热保温段实现加热、均热过程，多功能段将棒料降至等温温度，等温段实现棒料的等温过程，快冷段不工作或低负荷工作，水套缓冷段实现最终冷却；

在等温正火工艺中，热处理依次为加热、炉内快冷、等温、冷却四个过程，加热保温段实现加热、均热过程，多功能段将棒料降至等温温度，等温段实现棒料的等温过程，快冷段不工作或低负荷工作，水套缓冷段实现最终冷却；

在正火工艺中，热处理依次为加热、保温、快冷三个过程，加热保温段、多功能段、等温段实现加热、均热过程，快冷段满负荷工作快速冷却棒料，水套缓冷段实现最终冷却。

本发明的有益效果是：

本发明能通过不同工艺段温度与辊速的合理组合，实现不同工艺热处理工艺，具备特钢领域生产中等温正火、正火、球化、软化退火、回火等热处理能力，且每种热处理工艺条件下均能发挥有效炉长的最大产能，各挡火门根据炉内棒料高度进行调整。

附图说明

图1是本发明实施例中合金棒材多功能等温正火炉的生产线布置示意图。

图2是本发明实施例中合金棒材多功能等温正火炉的纵断面示意图。

图3是本发明实施例中合金棒材多功能等温正火炉实现多功能典型工艺方法示意图。

图中：1.1-进料布料台架，1.2-进料横向输送装置，2-进料辊台，3-进料密封室，4-加热保温段，4.1-炉壳，4.2-耐火材料，4.3-加热辐射管，5-多功能段，5.1-循环风机，5.2-换热器，5.3-喷箱，5.3-加热辐射管，6-等温段，6.1-冷却辐射管，6.2-加热辐射管，7-快冷段，7.1-循环风机，7.2-换热器，7.3-喷箱，8-水套冷却段，9-出料密封室，10-出料辊台，11.1-出料横向输送装置，11.2-出料布料台架，12-前挡火门，13-中挡火门，14-后挡火门，15-炉辊，16-棒料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，一种合金棒材多功能等温正火炉，包括沿处理方向依次设置的进料辊台2、进料密封室3、加热保温段4、多功能段5、等温段6、快冷段7、水套缓冷段8、出料密封室9和出料辊台10，炉辊15依次通过进料密封室3、加热保温段4、多功能段5、等温段6、快冷段7、水套缓冷段8和出料密封室9，加热保温段4与多功能段5间、多功能段5与等温段6间、等温段6与快冷段7间分别设有可升降的前挡火门12、中挡火门13和后挡火门14；其中：

加热保温段4内侧炉辊15上下均分布有加热辐射管4.3，能实现棒料16的加热和均热；

多功能段5的内侧中部炉辊15上下均分布有喷箱5.3、内侧两端炉辊15上下均分布有具有加热和降温模式的加热辐射管5.4、外侧顶部连通有换热室，喷箱5.3上设有降温喷头和加热机构，换热室的上部设有循环风机5.1、内侧设有换热器5.2，换热室通过循环风道与降温喷头连通，能实现棒料16的加热、均热、炉内缓冷和炉内快冷；在加热和均热过程中，加热辐射管5.4在加热模式下工作，循环风机5.1不工作，喷箱5.3的加热机构工作为中部区域进行补热，在炉内缓冷过程中，循环风机5.1和喷箱5.3不工作，加热辐射管5.4在冷却模式下工作，在炉内快冷过程中，循环风机5.1工作，炉内气体被抽入换热室，经过换热器5.2换热后，通过循环风道进入降温喷头，再喷向棒料16降温；

等温段6内侧炉辊15上下均设有具有加热和降温模式的加热辐射管或交替的加热辐射管6.2和冷却辐射管6.1，能实现棒料16的加热、均热和等温；

采用至少一套快冷段7，快冷段7的内侧炉辊15上下均分布有喷箱7.3、外侧顶部连通有换热室，喷箱7.3上设有降温喷头，换热室的上部设有循环风机7.1、内侧设有换热器7.2，换热室通过循环风道与降温喷头连通，能实现棒料16的快速冷却；快速冷却过程中，循环风机7.1工作，炉内气体被抽入换热室，经过换热器7.2换热后，通过循环风道进入降温喷头，再喷向棒料16降温；

水套冷却段8的内侧设有用于辐射冷却的循环冷却水，能实现棒料16的最终冷却。

如图1所示，在本实施例中，进料辊台2附近并排设有进料布料台架1.1，进料布料台架1.1和进料辊台2之间设有进料横向输送装置1.2；出料辊台10附近并排设有出料布料台架11.2，出料布料台架11.2和出料辊台10之间设有出料横向输送装置11.1；实现进料和出料的全自动化。

如图2所示，在本实施例中，加热保温段4的炉壳4.1内壁均设有耐火材料4.3，多功能段5和等温段6也一样。

在本实施例中，快冷段7采用两套，快冷段7优选一套或两套，也可以根据实际效果增加套数。

如图3所示，上述合金棒材多功能等温正火炉的工作方法是：

在软化退火、回火工艺中，热处理依次为加热、均热、冷却三个过程(典型工艺曲线S1)，加热保温段4、多功能段5和等温段6实现加热、均热过程，快冷段7不工作或低负荷工作，水套缓冷段8实现最终冷却；

在球化退火工艺中，热处理依次为加热、炉内缓冷、等温、冷却四个过程(典型工艺曲线S2)，加热保温段4实现加热、均热过程，多功能段5将棒料16降至等温温度，等温段6实现棒料16的等温过程，快冷段7不工作或低负荷工作，水套缓冷段8实现最终冷却；

在等温正火工艺中，热处理依次为加热、炉内快冷、等温、冷却四个过程(典型工艺曲线S3)，加热保温段4实现加热、均热过程，多功能段5将棒料16降至等温温度，等温段6实现棒料16的等温过程，快冷段7不工作或低负荷工作，水套缓冷段8实现最终冷却；

在正火工艺中，热处理依次为加热、保温、快冷三个过程(典型工艺曲线S4)，加热保温段4、多功能段5、等温段6实现加热、均热过程，快冷段7满负荷工作快速冷却棒料16，水套缓冷段8实现最终冷却。

本发明能通过不同工艺段温度与辊速的合理组合，实现不同工艺热处理工艺，具备特钢领域生产中等温正火、正火、球化、软化退火、回火等热处理能力，且每种热处理工艺条件下均能发挥有效炉长的最大产能，各挡火门根据炉内棒料16高度进行调整。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种合金棒材多功能等温正火炉，其特征在于：包括沿处理方向依次设置的进料辊台、进料密封室、加热保温段、多功能段、等温段、快冷段、水套缓冷段、出料密封室和出料辊台，炉辊依次通过进料密封室、加热保温段、多功能段、等温段、快冷段、水套缓冷段和出料密封室，加热保温段与多功能段间、多功能段与等温段间、等温段与快冷段间分别设有可升降的前挡火门、中挡火门和后挡火门；加热保温段内侧炉辊上下均分布有加热辐射管，能实现棒料的加热和均热；多功能段的内侧中部炉辊上下均分布有喷箱、内侧两端炉辊上下均分布有具有加热和降温模式的加热辐射管、外侧顶部连通有换热室，喷箱上设有降温喷头和加热机构，换热室的上部设有循环风机、内侧设有换热器，换热室通过循环风道与降温喷头连通，能实现棒料的加热、均热、炉内缓冷和炉内快冷；等温段内侧炉辊上下均设有具有加热和降温模式的加热辐射管或交替的加热辐射管和冷却辐射管，能实现棒料的加热、均热和等温；采用至少一套快冷段，快冷段的内侧炉辊上下均分布有喷箱、外侧顶部连通有换热室，喷箱上设有降温喷头，换热室的上部设有循环风机、内侧设有换热器，换热室通过循环风道与降温喷头连通，能实现棒料的快速冷却；水套冷却段的内侧设有用于辐射冷却的循环冷却水，能实现棒料的最终冷却。

2.如权利要求1所述的合金棒材多功能等温正火炉，其特征在于：进料辊台附近并排设有进料布料台架，进料布料台架和进料辊台之间设有进料横向输送装置；出料辊台附近并排设有出料布料台架，出料布料台架和出料辊台之间设有出料横向输送装置。

3.如权利要求1所述的合金棒材多功能等温正火炉，其特征在于：加热保温段、多功能段和等温段的炉壳内壁均设有耐火材料。

4.如权利要求1所述的合金棒材多功能等温正火炉，其特征在于：快冷段采用一套或两套。

5.一种如权利要求1至4任一所述的合金棒材多功能等温正火炉的工作方法，其特征在于：

在软化退火、回火工艺中，热处理依次为加热、均热、冷却三个过程，加热保温段、多功能段和等温段实现加热、均热过程，快冷段不工作或低负荷工作，水套缓冷段实现最终冷却；

在球化退火工艺中，热处理依次为加热、炉内缓冷、等温、冷却四个过程，加热保温段实现加热、均热过程，多功能段将棒料降至等温温度，等温段实现棒料的等温过程，快冷段不工作或低负荷工作，水套缓冷段实现最终冷却；

在等温正火工艺中，热处理依次为加热、炉内快冷、等温、冷却四个过程，加热保温段实现加热、均热过程，多功能段将棒料降至等温温度，等温段实现棒料的等温过程，快冷段不工作或低负荷工作，水套缓冷段实现最终冷却；

在正火工艺中，热处理依次为加热、保温、快冷三个过程，加热保温段、多功能段、等温段实现加热、均热过程，快冷段满负荷工作快速冷却棒料，水套缓冷段实现最终冷却。

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