CN114934161A - 一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝合金型板材大型构件热处理技术领域，尤其涉及一种一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法。其通过装料辊道、辊底式循环风加热炉、辊底式循环风加热炉淬火段、烘干段、出料辊道以及快速转移卷扬机构的连续组合设置，使铝合金型材可通过本发明实现完整的连续固溶及快速浸入淬火的强化工艺。本发明通过快速转移卷扬机构将料框整体快速转移至淬火段，随快速沉降机构浸入水中淬火，满足高端航空铝合金大型材淬火一致性的要求；将型材固定在独立设计的料框中，料框与拖曳框架分体式设计，既能满足快速沉降机构浸入式淬火需求，同时由拖曳框架整体牵引料框转移，避免了转移时铝合金型材运行过程中易卡住以及跑偏的问题。

Description

一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法

技术领域

本发明涉及铝合金型板材大型构件热处理技术领域，尤其涉及一种一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶、3C及化学工业中已大量应用。航空、航天、高性能汽车、高速列车、3C用板型材是铝合金材料中的高端高精产品，近年来随着航空航天工业、汽车行业、交通运输、高铁、3C等的高速增长，我国高端高精铝合金板型材的需求量越来越需大，性能要求和热处理后尺寸要求越来越高。

高强铝合金型板材等大型构件的淬火敏感性强、淬火临界冷却速率高，淬火过程中冷却不均，对于复杂截面多腔体的大型材极易造成较大内应力，产生大的淬火变形，影响产品尺寸精度及使用性能。在快速冷却过程中必须保证大型铝型材、铝构件所要求的力学性能和组织性能，高强度的航天材料要求更高的冷却速度。如何控制冷却速度大幅度的变化，是研究铝合金大型材、大构件淬火装置需要解决的一个关键问题。淬火转移时间也是固溶处理非常关键的工艺参数，铝合金大型材、大构件和厚板从出炉到进入冷却介质的间隔时间要求比较严格，转移时间过长将导致铝材温度下降，发生部分固溶体分解，析出粗大疏松相，产生组织偏析，从而降低时效强化效果。因此，为了保证合金的性能，应尽量缩短淬火转移时间，高强、超高强高端铝合金工件固溶处理转移时间以不超过15s为益。

铝型材在线淬火装置被普遍应用，但是，随着铝型材力学性能要求越来越高，由于铝材挤压温度和时间的限制，铝型材不能充分固溶，现有的在线固溶淬火工艺技术已经不能满足要求。

目前，现有铝合金大型材(交货长度大于10m，横截面积大于20cm²)国内外生产线多采用立式淬火，即将铝合金大型材竖立起并装入加热炉内进行加热，然后利用吊装设备将工件送进地下的水池10进行淬火。但这种淬火方式主要存在下述缺陷：(1)立式淬火炉加热段在地面以上，高度25m左右；例如，如果需要处理15m长的铝型材，则加热炉的高度需要15m，加上炉门以及顶部的吊装系统，整体高度到达20m高；(2)淬火水井在地面以下，水井深度-25m左右；才能使铝合金型材完全竖立地浸没在水池10内。地下基础深，达到25m以上，土建施工困难，周期长期，而且厂房高度达到25m以上；(3)由于炉体高度差非常大，热气上升冷气下沉，炉内上下温差大，使型材两端的温度差别大，从而影响型材淬火后两端的机械性能有差别目前；(4)单根工件加热，单根淬火；生产时，吊装时间长，费时费力，生产效率低；(5)大于10m的大型材工件头部和根部入水时间不一致，达不到航空型材淬火整体一致性的要求：AMS2772G标准淬火转移时间﹤15s内，完成铝合金型材整体淬火，从炉门开始打开计时，直至工件的最后一角没入淬火水中结束计时。

公开号为CN 207933496 U的发明专利公开了一种卧式铝型材固溶淬火炉，包括上料辊台、卧式加热炉、卧式淬火系统、吹干机及下料辊台，未涉及本发明的专用料框、快速转移卷扬机构、快速沉降机构、整体浸入式淬火方法和装置。

公开号为CN 110894571 A的发明专利公开了一种铝合金大型材辊底式连续固溶热处理设备及其工艺，所述处理设备包括依次首尾连接的炉前进料辊道、辊底式炉气循环加热炉、保温过渡隧道、多介质分级冷却淬火机、排湿干燥装置和下料辊道，未涉及本发明的专用料框、快速转移卷扬机构、快速沉降机构、整体浸入式淬火方法和装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供了一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法，其解决了多腔体复杂截面的航空铝合金大型材和大型构件、厚板材等在立式淬火炉或常规辊底式连续固溶热处理设备中，固溶温度及固溶时间不足、转移时间过长或大型材、大构件前端和后端淬火时间不一致的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，包括：

承载装置，所述承载装置包括拖曳框架和用于装载铝合金型材的料框，料框沿上下方向可分离地嵌设于拖曳框架内，料框与拖曳框架联动设置；

固溶段，所述固溶段包括辊底式循环风加热炉和用于传送承载装置的炉辊，辊底式循环风加热炉开设有进炉口和出炉口，炉辊穿设于进炉口和出炉口；

淬火段，所述淬火段包括固定框架、快速沉降机构、水池和用于承载料框的第二传动辊道，水池位于第二传动辊道的下方，固定框架上固定设置有与拖曳框架滑动连接的第二C型槽，第二C型槽对拖曳框架上下限位，快速沉降机构的固定端与固定框架固定连接，快速沉降机构的驱动端与第二传动辊道固定连接；快速沉降机构工作，驱动端带动第二传动辊道下降，料框与拖曳框架上下分离并下降。

所述承载装置还包括：设置在固溶段左侧的装料辊道和设置在淬火段右侧的出料辊道，所述装料辊道包括：装料辊台，所述装料辊台的两侧固定设置有钢结构架，所述装料辊台上设有若干个传动辊道，所述传动辊道的两端转动连接在钢结构架上，钢结构架的顶部设有C型槽，两侧的C型槽的开口相对设置，所述拖曳框架位于相对设置的C型槽之间，所述拖曳框架的与C型槽滑动连接；所述出料辊道与装料辊道结构相同。

所述快速转移卷扬机构位于所述出料辊道的右侧，所述快速转移卷扬机构包括：用于驱动快速转移卷扬机构的大功率变频电机，用于牵引拖曳框架的钢丝绳，用于收放钢丝绳的卷扬滚筒，以及用于导向的导向机构；所述钢丝绳连接到所述拖曳框架上，所述拖曳框架的左端设有用于推动料框的横梁推挡机构。

所述辊底式循环风加热炉设置在装料辊道的右侧，所述辊底式循环风加热炉的顶部设有循环风机，所述循环风机包括设置在所述辊底式循环风加热炉内部的导流风箱；位于所述导流风箱的底部，所述炉辊的下方设有喷口，所述喷口连接喷箱。

所述辊底式循环风加热炉的外部设有用于驱动炉辊的炉内辊道传动装置。

所述快速沉降机构包括：导向机构，与水池上表面垂直设置的移动框架，以及设置在所述移动框架顶部的液压缸；所述液压缸的顶部与固定框架固定连接，所述第二传动辊道固定设置在移动框架上；所述固定框架顶部的设有用于排出水雾的排雾系统。

所述淬火段还设有用于对淬火水进行循环冷却的淬火水冷却系统，淬火水冷却系统包括：过滤器、板式热交换器和循环水泵。

一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火方法，应用上述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，步骤如下：

S1：将铝合金型材固定在料框内，将装满铝合金型材的料框用吊车放置在装料辊道上，同时料框嵌套在拖曳框架内；

S2：按下启动按钮，辊底式循环风加热炉炉门打开，快速转移卷扬机构启动，快速转移卷扬机构通过钢丝绳牵引拖曳框架发生位移，拖曳框架的横梁推挡机构推动料框在装料辊道的传动辊道上运行，拖曳框架将装有铝合金型材的框架以预设工艺速度送入辊底式循环风加热炉；

S3：铝合金大型材、大构件或厚板在辊底式循环风加热炉内加热到固溶温度，并达到固溶保温时间，保证铝合金型材板温控制在±3℃以内；热处理温度为300～580℃，加热时间为0.5～4小时；加热过程中，炉内辊道传动装置低速驱动炉辊运行，装有铝合金型材的拖曳框架在炉内慢速摆动(0.6～2m/min),与拖曳框架相连的快速转移卷扬机构的钢丝绳同步收放，保证拖曳框架以工艺速度摆动；

S4：铝合金型材完成固溶加热及保温工艺后，启动快速转移卷扬机构，出料炉门打开，炉内辊道传动装置脱开电磁离合器，快速转移卷扬机构以最高速牵引拖曳框架，迅速转移到淬火段；

S5：在炉内完成加热固溶工艺后，将拖曳框架上的料框快速转移到淬火段的第二传动辊道上，快速沉降机构的液压缸驱动移动框架快速下降，移动框架将第二传动辊道上面的料框及铝合金型材同时全部浸入水池中淬火。

S6：在铝合金型材完成淬火工艺后，由液压缸驱动移动框架上升，使第二传动辊道上的料框从水池中升起，将料框(带料)复位至拖曳框架内，由快速转移卷扬机构牵引拖曳框架将料框送至烘干段；

S7：在烘干段中，通过冷却风去除内外表面残留的水分，将铝合金型材表面的水分吹掉；

S8：在烘干段完成烘干后，由快速转移卷扬机构牵引拖曳框架，将带有铝合金型材的料框送入出料辊道，通过吊车将带有铝合金型材的料框整体吊至卸料工位，随后快速转移卷扬机构牵引拖曳框架回到装料辊道的工位，等待下批料框上料。

在步骤S5中，所述料框与拖曳框架是分体设计，所述拖曳料框在固定框架上的第二C型槽中，所述第二传动辊道位于拖曳料框下方，当所述移动框架将第二传动辊道上面的料框及铝合金型材同时全部浸入水池中淬火时，所述料框脱离拖曳框架，以使料框可以自由沉入水池中，此时拖曳框架停留在水池上方。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明提供了一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法，其通过装料辊道、辊底式循环风加热炉、辊底式循环风加热炉淬火段、烘干段、出料辊道以及快速转移卷扬机构的连续组合设置，使铝合金型材可通过本发明实现完整的连续固溶及快速浸入淬火的强化工艺。本发明通过快速转移卷扬机构能满足高端航空及铝型材、构件淬火转移时间小于15s的需求，以及将料框整体快速转移至淬火段，随快速沉降机构浸入水中淬火，满足高端航空铝合金大型材、大构件、厚板材淬火一致性的要求；浸入式淬火解决复杂铝型材断面淬火易变形的问题，连续浸入式淬火设备能满足批量多根型材、多构件连续生产；将型材固定在独立设计的料框中，料框与拖曳框架分体式设计，既能满足快速沉降机构浸入式淬火需求，同时由拖曳框架整体牵引料框转移，避免了转移时铝合金型材运行过程中易卡住以及跑偏的问题。料框带物料水平辊道上运行，提高了铝合金大型材、大构件、厚板的生产效率及产品质量，满足连续生产的要求。

附图说明

图1为本发明连续辊式固溶及快速浸入淬火设备的整体结构示意图；

图2为图1中辊底式循环风加热炉的结构示意图；

图3为图1中淬火段的结构示意图；

图4为图1中装料辊道的结构示意图。

【附图标记说明】

1：装料辊道；2：辊底式循环风加热炉；3：淬火段；4：烘干段；5：出料辊台；6：快速转移卷扬机构；7：料框；8：炉内辊道传动装置；9：排雾风机；10：水池；11：强制循环风机；12：快速沉降机构；13：风刀；14：液压缸；15：导流喷箱；16：喷口；17：固定框架；18：移动框架；19：导向机构；20：传动辊道；21：循环水泵；22：板式热交换器；23：过滤器；24：拖曳框架；25：C型槽；26：装料辊台；27：钢结构架；28：第二传动辊道。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“左”、“右”等方位名词以图1的定向为参照。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法。如图1至图4所示，为本发明提供的连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，该连续辊式固溶及快速浸入淬火设备包括：装料辊道1，设置在装料辊道1上部的辊底式循环风加热炉2，辊底式循环风加热炉2的右侧依次设置有淬火段3和烘干段4，烘干段4的右侧设置有出料辊道5，位于出料辊道5的右侧设有快速转移卷扬机构6。

如图4所示，装料辊道1包括：装料辊台26，装料辊台26的两侧固定设置有钢结构架27，装料辊台26上设有若干个传动辊道20，传动辊道20的两端转动连接在钢结构架27上，钢结构架27的顶部设有C型槽25，两侧的C型槽25的开口相对设置，相对设置的C型槽25之间设有拖曳框架24，拖曳框架24的两侧插入C型槽25，拖曳框架24内可分离设有料框7，料框7嵌套在拖曳框架24内，铝合金型材固定在料框7上，拖曳框架24的左端设有横梁推挡机构，用于推动料框7。

可选地，将铝合金型材、构件或者厚板固定在料框7内，将装满铝材的料框7用吊车放置在装料辊道1上运行。

快速转移卷扬机构6用于牵引拖曳框架24沿着装料辊道1以及出料辊道5的长度方向上发生位移，快速转移卷扬机构6包括：大功率变频电机、卷扬滚筒、导向机构以及钢丝绳，钢丝绳连接到拖曳框架24上。

将铝合金型材固定在料框7里，将装满型材的料框7用吊车放置在装料辊台1上，同时料框7嵌套在拖曳框架24内，拖曳框架24在C型槽25里行走，卷扬机构6通过钢丝绳牵引拖曳框架24发生位移，拖曳框架24的横梁推挡机构推动料框7在传动辊道20上运行。

出料辊道5与装料辊道1结构相同，出料辊道5用于运送在淬火段3和烘干段4完成工序的铝合金型材。

如图2所示，辊底式循环风加热炉2用于对铝合金型材进行加热，辊底式循环风加热炉2的顶部设有循环风机11，循环风机11包括设置在辊底式循环风加热炉2内部的导流风箱15，辊底式循环风加热炉2的底部设有若干个炉辊，若干个炉辊沿辊底式循环风加热炉2长度方向上平行设置，以形成炉内辊道，炉内辊道用于传送铝合金型材。辊底式循环风加热炉2的外部设有炉内辊道传动装置8，用于驱动炉辊以预设速度运行运行。位于导流风箱15的底部，炉辊的下方设有喷口16，喷口16连接喷箱，通过循环风机11的出口导流风箱15和位于工作空间内喷箱的喷口16，确保了循环热风在各个分区的整个长度和宽度方向上实现均匀配送。

按下启动按钮，辊底式循环风加热炉2炉门打开，快速转移卷扬机构6启动，拖曳框架24将装满铝材的框架7以预设工艺速度送入辊底式循环风加热炉2，铝合金大型材、大构件或厚板在辊底式循环风加热炉2内加热到固溶温度，并达到固溶保温时间，保证铝合金型材板温控制在±3℃以内。优选地，本实施例热处理温度为300～580℃，加热时间为0.5～4小时。加热过程中，炉内辊道传动装置8低速驱动炉辊运行，装有铝材的拖曳框架24在炉内慢速摆动(0.6～2m/min),与拖曳框架24相连的快速转移卷扬机构6的钢丝绳同步收放，保证拖曳框架24以工艺速度摆动。

铝合金型材完成固溶加热及保温工艺后，出料炉门打开，炉内辊道传动装置8脱开电磁离合器，快速转移卷扬机构6切换钢丝绳收放速度，快速转移卷扬机构6以最高速牵引拖曳框架24，快速转移卷扬机构6通过钢丝绳牵引拖曳框架24，拖曳框架24的横梁推挡机构推动料框7，完全迅速转移到淬火段3。

如图3所示，淬火段3包括：固定框架17，设置在固定框架17底部的水池10，设置在水池10顶部的快速沉降机构12，以及设置在固定框架17顶部的排雾系统9。水池10储水，用于快速冷却铝合金型材。

快速沉降机构12用于将铝合金型材整体式快速沉入水中，完成淬火。快速沉降机构12包括：导向机构19，与水池上表面垂直设置的移动框架18，以及设置在移动框架18顶部的液压缸14。移动框架18上固定设置有第二传动辊道28，在固定框架17上固定设置有第二C型槽，第二C型槽用于配合被快速转移卷扬机构6牵引至淬火段3的拖曳框架24。

在炉内完成加热固溶工艺后，快速转移卷扬机构6以最高速牵引拖曳框架24，将拖曳框架24上的料框7快速转移到淬火段3的第二传动辊道28上，液压缸14驱动移动框架18快速下降，移动框架18两侧的导向机构19保证移动框架18垂直快速下降，移动框架18将第二传动辊道28上面的料框7及铝合金型材同时全部浸入水池10中淬火。料框7嵌在拖曳框架24内，料框7与拖曳框架24是分体设计，拖曳料框24在第二C型槽中，第二传动辊道28位于拖曳料框24下方，当移动框架18将第二传动辊道28上面的料框7及铝合金型材同时全部浸入水池10中淬火时，料框7脱离拖曳框架24，以使料框7可以自由沉入水池10中，此时拖曳框架24停留在原位。

铝合金大型材、大构件或者厚板固定在特殊设计的转移料框7中，由拖曳框架24整体牵引转移，避免了转移时铝合金型材运行过程中易卡住以及跑偏的问题。

在料框7脱离拖曳框架24，随快速沉降机构12浸入冷却水池10中淬火的整个过程中，全部铝材以较高速度(满足工艺要求)整体一起完成浸入式淬火，从打开炉门计时，到最终框架7完全浸入水中淬火结束，物料转移总用时﹤15s，满足高强铝合金航空材料从炉门打开计时，直至工件的最后一角没入淬火水中结束计时，淬火转移时间不大于15s的要求。淬火产生的水雾由排雾系统9排出厂房。

料框7通过快速牵引卷扬机构6转移到水池10上方，铝合金大型材、大构件或者厚板整体同时浸入冷却水中，可以避免不希望出现的大型材、大构件或者厚板前端或局部提前冷却的情况，而且可以冷却复杂断面型材，无死角，包括角材、T型材、排材，铝合金大型材、大构件或厚板不易变形，满足AMS2772G航空型材淬火一致性的要求；达到AMS2772G航空铝材标准。

对于复杂铝型材、大构件断面，包括多腔体的铝型材各个面都会同时充满冷却水，这样淬火部位冷却均匀，变形较小。淬火段3还设有淬火水冷却系统，淬火水冷却系统包括：过滤器23、板式热交换器22和循环水泵21，用于对淬火水进行循环冷却。通过设置循环水泵21，可将上下水流充分搅拌，保证水池10水温一种。根据型材厚度及合金的不同，按不同冷却时间对型材进行冷却。

在料框7脱离拖曳框架24后，拖曳料框24和钢丝绳停留在水池10上方，移动框架18由液压缸14驱动，在铝合金型材完成淬火工艺后，液压缸14驱动移动框架18上升，使第二传动辊道28上的料框7从冷却水池10中升起，将料框7(带料)复位至拖曳框架24内，由快速转移卷扬机构6牵引拖曳框架24将料框7送至烘干段4。

烘干段4包括喷箱及风刀13，在烘干段4中，通过冷却风去除内外表面残留的水分，将型材表面的水分吹掉。

从烘干段4被送入出料辊道5，料框7与拖曳框架24是分体设计，可以用将料框7吊车整体吊至卸料工位。完成整个工艺传输过程后，快速转移卷扬机构6牵引拖曳框架24回到装料辊道1工位，等待下批料框7上料。

本发明提供了一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备和方法，其通过装料辊道1、辊底式循环风加热炉2、辊底式循环风加热炉淬火段3、烘干段4、出料辊道5以及快速转移卷扬机构6的连续组合设置，使铝合金型材可通过本发明实现完整的连续固溶及快速浸入淬火的强化工艺。本发明通过快速转移卷扬机构6能满足高端航空及铝型材、构件淬火转移时间小于15s的需求，以及将料框7整体快速转移至淬火段3，随快速沉降机构12浸入水中淬火，满足高端航空铝合金大型材、大构件、厚板材淬火一致性的要求；浸入式淬火解决复杂铝型材断面淬火易变形的问题，连续浸入式淬火设备能满足批量多根型材、多构件连续生产；将型材固定在独立设计的料框7中，料框7与拖曳框架24分体式设计，既能满足快速沉降机构12浸入式淬火需求，同时由拖曳框架24整体牵引料框7转移，避免了转移时铝合金型材运行过程中易卡住以及跑偏的问题。料框7带物料水平辊道上运行，提高了铝合金大型材、大构件、厚板的生产效率及产品质量，满足连续生产的要求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于，包括：

承载装置，所述承载装置包括拖曳框架(24)和用于装载铝合金型材的料框(7)，料框(7)沿上下方向可分离地嵌设于拖曳框架(24)内，料框(7)与拖曳框架(24)联动设置；

固溶段，所述固溶段包括辊底式循环风加热炉(2)和用于传送承载装置的炉辊，辊底式循环风加热炉(2)开设有进炉口和出炉口，炉辊穿设于进炉口和出炉口；

淬火段(3)，所述淬火段(3)包括固定框架(17)、快速沉降机构(12)、水池(10)和用于承载料框(7)的第二传动辊道(28)，水池(10)位于第二传动辊道(28)的下方，固定框架(17)上固定设置有与拖曳框架(24)滑动连接的第二C型槽，第二C型槽对拖曳框架上下限位，快速沉降机构(12)的固定端与固定框架(17)固定连接，快速沉降机构(12)的驱动端与第二传动辊道(28)固定连接；快速沉降机构(12)工作，驱动端带动第二传动辊道(28)下降，料框(7)与拖曳框架(24)上下分离并下降。

2.根据权利要求1所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于：所述承载装置还包括：设置在固溶段左侧的装料辊道(1)和设置在淬火段(3)右侧的出料辊道(5)，所述装料辊道(1)包括：装料辊台(26)，所述装料辊台(26)的两侧固定设置有钢结构架(27)，所述装料辊台(26)上设有若干个传动辊道(20)，所述传动辊道(20)的两端转动连接在钢结构架(27)上，钢结构架(27)的顶部设有C型槽(25)，两侧的C型槽(25)的开口相对设置，所述拖曳框架(24)位于相对设置的C型槽(25)之间，所述拖曳框架(24)的与C型槽(25)滑动连接；所述出料辊道(5)与装料辊道(1)结构相同。

3.根据权利要求2所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于：所述快速转移卷扬机构(6)位于所述出料辊道(5)的右侧，所述快速转移卷扬机构(6)包括：用于驱动快速转移卷扬机构(6)的大功率变频电机，用于牵引拖曳框架(24)的钢丝绳，用于收放钢丝绳的卷扬滚筒，以及用于导向的导向机构；所述钢丝绳连接到所述拖曳框架(24)上，所述拖曳框架(24)的左端设有用于推动料框(7)的横梁推挡机构。

4.根据权利要求1所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于：所述辊底式循环风加热炉(2)设置在装料辊道(1)的右侧，所述辊底式循环风加热炉(2)的顶部设有循环风机(11)，所述循环风机(11)包括设置在所述辊底式循环风加热炉(2)内部的导流风箱(15)；位于所述导流风箱(15)的底部，所述炉辊的下方设有喷口(16)，所述喷口(16)连接喷箱。

5.根据权利要求1所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于：所述辊底式循环风加热炉(2)的外部设有用于驱动炉辊的炉内辊道传动装置(8)。

6.根据权利要求1所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于：所述快速沉降机构(12)包括：导向机构(19)，与水池上表面垂直设置的移动框架(18)，以及设置在所述移动框架(18)顶部的液压缸(14)；所述液压缸(14)的顶部与固定框架(17)固定连接，所述第二传动辊道(28)固定设置在移动框架(18)上；所述固定框架(17)顶部的设有用于排出水雾的排雾系统(9)。

7.根据权利要求1所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于：所述淬火段(3)还设有用于对淬火水进行循环冷却的淬火水冷却系统，淬火水冷却系统包括：过滤器(23)、板式热交换器(22)和循环水泵(21)。

8.一种铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火方法，应用权利要求1-7任一项所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火设备，其特征在于，步骤如下：

S1：将铝合金型材固定在料框(7)内，将装满铝合金型材的料框(7)用吊车放置在装料辊道(1)上，同时料框(7)嵌套在拖曳框架(24)内；

S2：按下启动按钮，辊底式循环风加热炉(2)炉门打开，快速转移卷扬机构(6)启动，快速转移卷扬机构(6)通过钢丝绳牵引拖曳框架(24)发生位移，拖曳框架(24)的横梁推挡机构推动料框(7)在装料辊道(1)的传动辊道(20)上运行，拖曳框架(24)将装有铝合金型材的框架(7)以预设工艺速度送入辊底式循环风加热炉(2)；

S3：铝合金大型材、大构件或厚板在辊底式循环风加热炉(2)内加热到固溶温度，并达到固溶保温时间，保证铝合金型材板温控制在±3℃以内；热处理温度为300～580℃，加热时间为0.5～4小时；加热过程中，炉内辊道传动装置(8)低速驱动炉辊运行，装有铝合金型材的拖曳框架(24)在炉内慢速摆动(0.6～2m/min),与拖曳框架(24)相连的快速转移卷扬机构(6)的钢丝绳同步收放，保证拖曳框架(24)以工艺速度摆动；

S4：铝合金型材完成固溶加热及保温工艺后，启动快速转移卷扬机构(6)，出料炉门打开，炉内辊道传动装置(8)脱开电磁离合器，快速转移卷扬机构(6)以最高速牵引拖曳框架(24)，迅速转移到淬火段(3)；

S5：在炉内完成加热固溶工艺后，将拖曳框架(24)上的料框(7)快速转移到淬火段(3)的第二传动辊道(28)上，快速沉降机构(12)的液压缸(14)驱动移动框架(18)快速下降，移动框架(18)将第二传动辊道(28)上面的料框(7)及铝合金型材同时全部浸入水池(10)中淬火。

9.根据权利要求8所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

S6：在铝合金型材完成淬火工艺后，由液压缸(14)驱动移动框架(18)上升，使第二传动辊道(28)上的料框(7)从水池(10)中升起，将料框(7)(带料)复位至拖曳框架(24)内，由快速转移卷扬机构(6)牵引拖曳框架(24)将料框(7)送至烘干段(4)；

S7：在烘干段(4)中，通过冷却风去除内外表面残留的水分，将铝合金型材表面的水分吹掉；

S8：在烘干段(4)完成烘干后，由快速转移卷扬机构(6)牵引拖曳框架(24)，将带有铝合金型材的料框(7)送入出料辊道(5)，通过吊车将带有铝合金型材的料框(7)整体吊至卸料工位，随后快速转移卷扬机构(6)牵引拖曳框架(24)回到装料辊道(1)的工位，等待下批料框(7)上料。

10.根据权利要求8所述的铝合金板材连续辊式固溶及快速浸入淬火方法，其特征在于，在步骤S5中，所述料框(7)与拖曳框架(24)是分体设计，所述拖曳料框(24)在固定框架(17)上的第二C型槽中，所述第二传动辊道(28)位于拖曳料框(24)下方，当所述移动框架(18)将第二传动辊道(28)上面的料框(7)及铝合金型材同时全部浸入水池(10)中淬火时，所述料框(7)脱离拖曳框架(24)，以使料框(7)可以自由沉入水池(10)中，此时拖曳框架(24)停留在水池(10)上方。

Images