CN202017037U - 一种铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置，其特征在于，所述多段式冷却装置依次包括第一缓冷室、喷流冷却室和第二缓冷室；所述第一缓冷室和第二缓冷室的室壁为双层结构，在所述室壁上连接有冷却水进口和冷却水出口。采用多段冷却的思想是将冷却过程分解为缓冷过程和强化冷却过程，设置缓冷过程的目的是为了满足某些对热应力敏感的合金的工艺需要，防止快速冷却时出现退火材断面变形和产生开裂；喷流快速冷却过程能够迅速将退火材的温度降低到合金的再结晶温度以下，对保持制品的组织和性能的均匀性有益。

Description

一种铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种冷却装置，尤其涉及一种铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置。

背景技术

铜及铜合金退火过程可以分为：加热升温-均热保温-降温冷却三个阶段。目前普遍采用的冷却方式包括：退火结束后，炉料出炉空冷或随炉冷却。在出炉空冷的情况下，由于炉料出炉温度很高，退火制品表面存在严重的氧化现象，需要进行后续的酸洗处理，增加了金属损耗和生产道次。在随炉冷却的情况下，存在退火周期长，退火炉生产效率低等问题。随炉冷却存在的另一个致命问题是，制品在冷却过程中，部分时段的温度往往高于制品的再结晶温度，冷却过程中仍然存在制品组织的晶粒长大过程，导致制品组织和性能的不均匀，无法生产对制品组织、性能要求极高的高性能铜合金，严重时，甚至导致制品报废。在快速冷却的条件下,有些铜合金制品受温差应力的作用会产生变形,导致制品断面形状发生改变；异型材沿长度方向发生扭拧变形；部分对应力敏感的铜合金，在激冷的情况下，还会发生应力开裂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置，其能够解决上述问题。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置，其特征在于，所述多段式冷却装置依次包括第一缓冷室、喷流冷却室和第二缓冷室；所述第一缓冷室和第二缓冷室的室壁为双层结构，在所述室壁上连接有冷却水进口和冷却水出口。

根据上述多段式冷却装置，其特征在于，所述第一缓冷室和第二缓冷室的双层室壁分为左侧、右侧、下侧、左上侧和右上侧5个独立区域，并且每个区域均设有冷却水进口和冷却水出口。

根据上述多段式冷却装置，其特征在于，所述喷流冷却室内设有传送辊，在所述喷流冷却室的顶部安装有冷却风机，在所述冷却风机的出气口下方安装有上喷吹输气管，该上喷吹输气管上连接有多个上喷吹喷嘴；在所述冷却风机的出气口上还连接有下喷吹输气管，该下喷吹输气管从所述喷流冷却室的侧下部插入，并连接到设在所述喷流冷却室底部的多个下喷吹喷嘴上；在所述喷流冷却室的侧部，位于所述传送辊上方的位置开有通孔，从该通孔连接有风机进气管道，其通过气流冷却室连接至所述冷却风机的进气口。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用多段冷却的思想将冷却过程分解为缓冷过程和强化冷却过程,设置缓冷过程的目的是为了满足某些对热应力敏感的合金的工艺需要，防止快速冷却时出现退火材断面变形和产生开裂；喷流快速冷却过程能够迅速将退火材的温度降低到合金的再结晶温度以下，对保持制品的组织和性能的均匀性有益。但强化冷却段的设备投资较大，运行能耗较高，运行噪声难于治理。一般将强化冷却后，温度已经降至再结晶温度以下的铜材，进行缓冷处理出炉。在强化冷却后增加多个缓冷段的好处是，能够有效提高设备产能，同时又能保证制品出炉温度低于60°。

附图说明

图1是本实用新型的多段式冷却装置的结构示意图；

图2是图1中第一和第二缓冷室的结构示意图；

图3是图1中喷流冷却室的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置依次包括第一缓冷室1、喷流冷却室2和第二缓冷室3。

参见图2，第一缓冷室1和第二缓冷室2的室壁为双层结构，在室壁上连接有冷却水进口和冷却水出口。第一缓冷室1和第二缓冷室2的双层室壁分为左侧、右侧、下侧、左上侧和右上侧5个独立区域，并且每个区域均设有冷却水进口（进水口6、8、10、12）和冷却水出口（出水口7、9、11、13）。

喷流冷却室内设有传送辊，在喷流冷却室的顶部安装有冷却风机8-11，在所述冷却风机的出气口下方安装有上喷吹输气管，该上喷吹输气管上连接有多个上喷吹喷嘴；在所述冷却风机的出气口上还连接有下喷吹输气管，该下喷吹输气管从所述喷流冷却室的侧下部插入，并连接到设在所述喷流冷却室底部的多个下喷吹喷嘴上；在所述喷流冷却室的侧部，位于所述传送辊上方的位置开有通孔，从该通孔连接有风机进气管道，其通过气流冷却室连接至所述冷却风机的进气口。

现参照图1-3简述工作流程：

在图1中，待冷却的管材4在A所示的位置，由传动装置输送到第一缓冷室1中B所示的位置，炉前冷却水通过第一缓冷室进水口6进入水冷装置5对炉壁进行冷却，从第一缓冷室出水口7返回炉前水冷管道，水冷炉壁对炉料周围的气氛进行冷却，炉料周围的气氛以对流的方式对炉料进行冷却。炉料在第一缓冷室停留30-70分钟，由辊道将炉料输送至喷流冷却室2中C所示的位置。 循环风机8、9、10、11通过管道从炉堂侧墙的吸风口吸入氮气,吸入的氮气沿管道进入气流冷却室,气流经过过滤网过滤后进入板式热交换器,炉前冷却水通过换热器进水口进入热交换器,与流经的气流进行水-气热交换过程,水带走气流的热量从换热器出水口返回炉前冷却水系统,经过降温冷却的气流经过冷却循环风机进入口13进入风机,由上喷吹输气管和下喷吹输气管17、18、19、20输送至上下喷吹喷嘴，气流由喷嘴喷向炉料，对炉料进行冷却。炉内的气流通过风机进气管道再次进入风机，如此反复循环。在整个喷流冷却的过程中，第一喷冷区风机8、第二喷冷区风机9、第三喷冷区风机10、第四喷冷区风机11等同时对炉料的上下、头中尾部位进行喷流冷却，待炉料4降温至50℃以下，将炉料从左侧运出至第二缓冷室3中D所示的位置。

第二缓冷却室的结构和冷却原理与第一缓冷却室基本相同。第二缓冷却室的作用是对喷流冷却室出来的铜及铜合金退火制品进行补充冷却；防止某些大断面铜及铜合金制品出现返热；在冷却不充分的条件下，某些大断面铜合金制品的心部温度较高，或者料框中盛料较多时，心部炉料会对制品表面或者表面制品进行加热，使制品出炉温度超过50℃。通过设立第二缓冷却室，能够确保制品出炉温度低于50℃，杜绝制品出炉氧化。经过第二缓冷室冷却的制品，从右侧输出。

图2为缓冷结构原理图，在图2中，待冷却的管材4由传动装置1a输送到缓冷室。炉前冷却水通过第一缓冷室进水口5a、5b、10a、12a、14a进入炉壁水冷装置对炉壁4a进行冷却，从缓冷室出水口7a、7b、11a、13a、15a返回炉前水冷管道，水冷炉壁对炉料周围的气氛进行冷却，炉料周围的气氛以对流的方式对炉料进行冷却。

图3为喷流冷却结构原理图，在图3中，缓冷室中的炉料4由传动装置1a输送至喷流冷却室中喷流冷却位置。 电机5c驱动循环风机6a通过管道从炉堂侧墙的吸风口吸入氮气,吸入的氮气沿管道12b进入气流冷却室18b。在冷却室中，气流经过过滤网13b过滤后，进入板式热交换器14b,炉前冷却水通过换热器进水口15b进入热交换器,与流经的气流进行水-气热交换过程,水带走气流的热量从换热器出水口16b返回炉前冷却水系统。经过降温冷却的气流经过冷却循环风机6a分两路流出,一路由上喷吹输气管7c和导风板8a进入喷流室，由上喷吹喷嘴9a将气流喷向待冷却的铜材。一路由下喷吹输气管10b输送至下喷吹喷流室，由下喷吹喷嘴11b将气流喷向待冷却的铜材。由上、下喷嘴喷向炉料的气流，对炉料进行冷却后，再次由进气管道进入风机冷却，如此反复循环。在气流冷却室18b的入口处，设有检修人孔17b，用于定期清理、更换过滤网，维护板式换热器。

Claims (3)

1.一种铜及铜合金光亮退火炉的多段式冷却装置，其特征在于，所述多段式冷却装置依次包括第一缓冷室、喷流冷却室和第二缓冷室；所述第一缓冷室和第二缓冷室的室壁为双层结构，在所述室壁上连接有冷却水进口和冷却水出口。

2.根据权利要求1所述的多段式冷却装置，其特征在于，所述第一缓冷室和第二缓冷室的双层室壁分为左侧、右侧、下侧、左上侧和右上侧5个独立区域，并且每个区域均设有冷却水进口和冷却水出口。

3.根据权利要求1所述的多段式冷却装置，其特征在于，所述喷流冷却室内设有传送辊，在所述喷流冷却室的顶部安装有冷却风机，在所述冷却风机的出气口下方安装有上喷吹输气管，该上喷吹输气管上连接有多个上喷吹喷嘴；在所述冷却风机的出气口上还连接有下喷吹输气管，该下喷吹输气管从所述喷流冷却室的侧下部插入，并连接到设在所述喷流冷却室底部的多个下喷吹喷嘴上；在所述喷流冷却室的侧部，位于所述传送辊上方的位置开有通孔，从该通孔连接有风机进气管道，其通过气流冷却室连接至所述冷却风机的进气口。

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