CN208346226U - 模切刀钢带连续调质装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模切刀钢带连续调质装置，其中，包括：加热炉、淬火室、回火炉，钢带穿过所述加热炉、所述淬火室、所述回火炉；还包括：冷却喷嘴、循环回路、循环进管；所述淬火室开设有冷却口、循环出口；所述冷却喷嘴采用文氏效应结构；所述循环回路连接在所述循环进管与所述循环出口之间；所述冷却喷嘴安装在所述冷却口上。通过淬火室具有文氏效应管结构的冷却喷嘴对钢带进行冷却，通过气态的方式完成淬火，并且，对淬火后气体进行循环，从而可以利用换热降温并加热循环至冷却喷嘴喷射的气体，使得加压喷射的气体工作在合适的温度，且可以使循环气体与钢带连续换热时的工况更稳定，更具可控性。

Description

模切刀钢带连续调质装置

技术领域

本实用新型涉及一种模切刀钢带加工装置及工艺；尤其涉及一种模切刀钢带连续调质装置。

背景技术

模切刀带主要使用在印刷、包装行业的模切工序，是该行业生产制程中的基本工具与耗材。其在使用时，要求模切刀带具有优异的可弯曲性能及良好的硬度、韧性和刚度，这些特性只能通过对合适的原材料采用特定的调质工艺才能满足其使用要求。因此，模切刀带生产制程中，原材料钢带的调质工序是决定制成品使用性能的基础工序。

现有模切刀带生产制程中的原材料钢带调质工序采用的工艺基本上都是铅浴淬火工艺。该工艺的基本流程是：钢带依次通过加热炉加热到钢材的奥氏体化温度，然后浸入铅液池中进行等温淬火，再继续进入保温炉内回火(等温)处理。经过该调质工艺处理的模切刀带材料，基本上能够满足模切刀带制成品的使用性能要求。但是在实践生产中发现，因为该工艺的淬火介质是熔融态的重金属铅及铋或其调合物，存在着以下几个弊端，制约着模切刀产品品质的进一步提高，约束着生产企业的成长和发展。

熔融态的重金属铅及铋或其调合物的淬火介质在生产过程中常以蒸汽、灰尘或飞溅物的形式逸散在生产现场，使生产现场存在重金属污染风险，危及安全生产。

钢带在通过奥氏体化加热炉后，必需浸入熔融态的铅液液面以下，因而在设备结构上必需设置多道次导向装置，以使钢带能够进入铅液液面以下和从铅液中离开。这些导向装置的存在就不可避免的会使钢带表面及型体出现划伤或变形，是造成调质工序残次品或废品的主要因素，同时钢带被导向装置多次曲挠对钢带内部的组织转变亦有干扰，并且由于导向装置的检修、维护都是高温状态下进行，存在生产安全风险。

钢带在通过铅池淬火后，其表面不可避免的存在一些重金属的残留。必需花费大量成本给予清洁或清除。

由于需要事先熔化铅块才能启动生产，所以设备启动停止准备时间长。也有公司尝试使用熔融盐来替代重金属铅及铋或其调合物的，但同样不能避免使用熔融盐带来的环境污染和生产现场的安全和职业卫生等问题。

实用新型内容

本实用新型公开了一种模切刀钢带连续调质装置，用以解决现有技术中的装置及方法由于结构不合理，导致残次品率高、生产环境恶劣、生成成本高的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种模切刀钢带连续调质装置，其中，包括：加热炉、淬火室、回火炉，钢带穿过所述加热炉、所述淬火室、所述回火炉；还包括：冷却喷嘴、循环回路、循环进管；所述淬火室开设有冷却口、循环出口；所述冷却喷嘴采用文氏效应结构；所述循环回路连接在所述循环进管与所述循环出口之间；所述冷却喷嘴安装在所述冷却口上。

如上所述的模切刀钢带连续调质装置，其中，所述循环回路包括：一路循环，所述一路循环连接所述循环进管、所述循环出口；所述一路循环包括：依次连通的第一过滤器、热交换器的第一通路、第一冷却器、第五流量调节阀。

如上所述的模切刀钢带连续调质装置，其中，所述冷却喷嘴连接多个增压器体管；所述循环回路还包括：二路循环，所述二路循环连通所述第一通路、所述增压器体管。

如上所述的模切刀钢带连续调质装置，其中，所述二路循环包括：依次连通的第一流量调节阀、第二冷却器、第二过滤器、气体增压机、稳压罐、所述热交换器的第二通路、精密过滤器。

如上所述的模切刀钢带连续调质装置，其中，所述二路循环还包括：辅助气源管、微量工艺气体管，所述服务气源管连通所述第二过滤器，所述微量工艺气体管连通所述稳压管。

如上所述的模切刀钢带连续调质装置，其中，所述辅助气源管上安装有第二流量调节阀，所述微量工艺气体管上安装有第三流量调节阀。

如上所述的模切刀钢带连续调质装置，其中，所述增压气体管上均安装有第四流量调节阀。

如上所述的模切刀钢带连续调质装置，其中，所述加热炉、所述回火炉与所述淬火室之间均设有隔热密封板；所述钢带穿过所述隔热密封板。

一种模切刀钢带连续调质方法，其中，钢带经过加热炉加热至奥氏体化温度，钢带完成奥氏体化转变后进入淬火室；文氏效应管结构的冷却喷嘴将混合气体流喷扫在钢带表面；淬火室中排出的气体与气源气体经过换热、降温后循环至冷却喷嘴；气源经增压、稳压、换热升温后进入冷却喷嘴与淬火室中排出的气体混合后形成混合气体流；钢带从奥氏体化温度降至淬火温度；钢带进入回火炉。

如上所述的模切刀钢带连续调质方法，其中，钢带奥氏体化温度控制在：880℃±30℃，钢带淬火后的温度控制在：400℃±50℃。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型解决了现有技术中的装置及方法由于结构不合理，导致残次品率高、生产环境恶劣、生成成本高的问题，通过淬火室具有文氏效应管结构的冷却喷嘴对钢带进行冷却，通过气态的方式完成淬火，并且，对淬火后气体进行循环，从而可以利用换热降温并加热循环至冷却喷嘴喷射的气体，使得加压喷射的气体工作在合适的温度。进一步的，可以对冷却喷嘴的输出压力和输出流量进行调整，同样也可以改变循环气体的循环流量和循环流速，优化和强化循环气体的换热效率，以使循环气体与钢带连续换热时的工况更稳定，更具可控性。

附图说明

图1是本实用新型模切刀钢带连续调质装置的结构示意图；

图2是本实用新型模切刀钢带连续调质装置的循环回路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：

图1是本实用新型模切刀钢带连续调质装置的结构示意图，图2是本实用新型模切刀钢带连续调质装置的循环回路的结构示意图，请参见图1、图2，一种模切刀钢带连续调质装置，包括：加热炉20、淬火室21、回火炉22，钢带18穿过加热炉20、淬火室21、回火炉22，加热炉20将钢带18加热至奥氏体温度，淬火室21对钢带18进行淬火，回火炉22对钢带18进行降温或者保温的操作；还包括：冷却喷嘴25、循环回路、循环进管；淬火室21开设有冷却口、循环出口；冷却喷嘴25采用文氏效应结构；循环回路连接在循环进管与循环出口之间；冷却喷嘴25安装在冷却口上。

本实用新型还公开了一种模切刀钢带连续调质方法，其中，钢带18经过加热炉20加热至奥氏体化温度，钢带18完成奥氏体化转变后进入淬火室21；文氏效应管结构的冷却喷嘴25将混合气体流喷扫在钢带18表面；淬火室21中排出的气体与气源气体经过换热、降温后循环至冷却喷嘴25；气源经增压、稳压、换热升温后进入冷却喷嘴25与淬火室21中排出的气体混合后形成混合气体流；钢带18从奥氏体化温度降至淬火温度；钢带18进入回火炉22。

具体的，钢带18匀速运行经过加热炉20、淬火室21、回火炉22。钢带18可以是一条，也可以是多条同时并行。

进一步的，钢带18奥氏体化温度控制在：880℃±30℃，钢带18淬火后的温度控制在：400℃±50℃。

具体的，本实用新型中的加热炉20：其作用主要是将原材料钢带18加热至某个温度范围并保持一定的时间以使其完成奥氏体化转变。该温度范围通常称作奥氏体化温度A，其具体温度数值的确定主要依据钢带18的材质不同而有所差异。本实用新型中所要调质处理的钢材的奥氏体化温度A的范围在880℃±30℃之间。依据所要处理的钢带18后续需求不同，可以在加热炉20内通入相应的气体，也就是说，加热炉20可以具有气体进口及配套的进气装置，具体进入的气体可以但不限于：氢、氮、水蒸汽或其混合气等等，以获得更好的表面质量以及表面脱碳组织。

具体的，本实用新型中的淬火室21：其作用主要是将在加热炉20内已完成奥氏体化的钢带快速冷却到一定的淬火温度B，并终止冷却。这个过程是钢材内部组织结构发生转变的外部条件。在不同的冷却速度和不同的淬火温度B的条件下可以在钢带内部得到不同的组织结构，比如马氏体组织，贝氏体组织，索氏体组织或其混合组织结构。这些不同的组织结构在经过调质后的钢带上表现出来的是硬度，韧性，刚度等物理性能。本实用新型中所需要调质的钢带的最终产品是---模切刀带，在使用时希望其具有优异的可弯曲性能及良好的硬度，韧性，刚度。所以，本实用新型中，在经过调质后的钢带内部获得尽可能多的贝氏体组织是合适的。在本实用新型中钢材的淬火温度B其范围可以在400℃±50℃之间。

在实用新型中，为了在经过调质处理后的钢带内部获得尽可能多的贝氏体组织，所以回火炉22控制的温度范围在350-400℃之间。为了获得优良的表面质量或者表面呈色，可以在回火炉22内通入相应的气体。

本实用新型中的钢带18是以宽度在8.0-60mm，厚度在0.45-1.42mm范围内的中碳钢带多条同时并行为例；但本实用新型的应用并不仅限于此类规格。

进一步的，循环回路包括：一路循环，一路循环连接循环进管、循环出口；一路循环包括：依次连通的第一过滤器10、热交换器8的第一通路、第一冷却器11、第五流量调节阀12。

进一步的，冷却喷嘴25连接多个增压器体管；循环回路还包括：二路循环，二路循环连通第一通路、增压器体管。冷却喷嘴25在实际使用时可以是两个也可以是多个组成，在布局上可以依实际情况采用灵活多样布局结构。

进一步的，二路循环包括：依次连通的第一流量调节阀7、第二冷却器1、第二过滤器2、气体增压机3、稳压罐6、热交换器8的第二通路、精密过滤器9。气体增压机3用以产生增压气体，增压气体是驱动循环气体产生流动的动力源，通过调整增压气体的输出压力或流量同样也可以间接调整循环气体的循环流量和流速，从而调整循环气体的热热效率。

进一步的，二路循环还包括：辅助气源管29、微量工艺气体管20，服务气源管连通第二过滤器2，微量工艺气体管20连通稳压管。第二过滤器2主要是用来过滤经过气流所携带的杂质。

进一步的，辅助气源管29上安装有第二流量调节阀4，微量工艺气体管20上安装有第三流量调节阀5。

进一步的，增压气体管上均安装有第四流量调节阀14，用以调节增压气体管喷射的流量。

具体的，稳压罐6主要作用是稳定增压后的气体通路中的压力；热交换器8主要作用是用循环气体回路中的热量来预热增压气体的温度；精密过滤器9主要是用来过滤增压后的气体所携带的杂质，以免堵塞中心喷嘴；微量工艺气体管20向循环气体回路中补充微量工艺气体，液体或气液混合物的接口。

具体的，本实用新型中的辅助气源中的气体，可以是空气，也可以是工艺所需要的其它气体，如氢气、氮气、水蒸汽或者是它们的混合气等等。这些气体的初始引入和补充是主要是通过管口实现的。

具体的，循环进管回流的热空气经过热交换器8后分流，部分进入第一冷却器11，另一部分则通过第一流量调节阀7进入二路循环中。二路循环还具有辅助气源。

在本实用新型具体实施过程中，淬火室21可以包括两个部分，前部为安装有两个冷却喷嘴25的冷却腔体；后部为安装有带有孔洞的隔板：上隔板27、下隔板28的循环腔体，管口P1,P2是从淬火室21出来的循环气体接口，也就是连接循环出口的两管口。管口P3,P4是进入淬火室21的的循环气体接口，其流向是从管口P1,P2流向管口P3,P4。循环回路中的第一过滤器10主要是用来过滤该循环回路中的气体携带的杂质。热交换器8主要是用来预热另外一路增压气体的温度，以使吹入淬火室21的温度不至于过低，从而影响被冷却钢带18的温度均匀性。第一冷却器11主要是用来调整循环气体吹入淬火室21时的温度。对应两管口P3、P4，第一流量调节阀7有两个，主要是用来调整吹入淬火室21的循环气体的气量。

通过第一冷却器11与第五流量调节阀12的组合，可以较精确的调整吹入淬火室21时的循环气体温度C，并保持恒定。且该循环气体温度C的值被设定在比钢带18的淬火温度B低一些的温度范围。本案中钢带18的淬火温度B的范围在400℃±50℃之间，那么在本案中该循环气体温度C的值可能会被设定在280℃±30℃之间。

冷却喷嘴25上的管口P5,P6,P7,P8是增压气体的接口，也就是增压气体管。冷却喷嘴25被设计制造成具有文氏管效应的结构，这种结构在只用少量增压气体从中心喷嘴高速喷出时就可以带动经由管口P3,P4导入的大量循环气体，并从中心喷嘴周边的狭缝喷出，且与中心喷嘴喷出的气体形成混合气体流，喷扫在需要快速冷却的钢带18的表面，使钢带18迅速从奥氏体化温度A降温至所要达到的淬为温度B的范围。与钢带18完成换热后的气流沿钢带18的运行方向，经由设置在淬火室21后段的带有孔洞的隔板分别从管口P1,P2离开淬火室21，进入循环气体回路，如此往复。

进一步的，加热炉20、回火炉22与淬火室21之间均设有隔热密封板23；钢带18穿过所述隔热密封板23。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对于该系统进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所做出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (8)

1.一种模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，包括：加热炉、淬火室、回火炉，钢带穿过所述加热炉、所述淬火室、所述回火炉；还包括：冷却喷嘴、循环回路、循环进管；所述淬火室开设有冷却口、循环出口；所述冷却喷嘴采用文氏效应结构；所述循环回路连接在所述循环进管与所述循环出口之间；所述冷却喷嘴安装在所述冷却口上。

2.根据权利要求1所述的模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，所述循环回路包括：一路循环，所述一路循环连接所述循环进管、所述循环出口；所述一路循环包括：依次连通的第一过滤器、热交换器的第一通路、第一冷却器、第五流量调节阀。

3.根据权利要求2所述的模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，所述冷却喷嘴连接多个增压气体管；所述循环回路还包括：二路循环，所述二路循环连通所述第一通路、所述增压器体管。

4.根据权利要求3所述的模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，所述二路循环包括：依次连通的第一流量调节阀、第二冷却器、第二过滤器、气体增压机、稳压罐、所述热交换器的第二通路、精密过滤器。

5.根据权利要求4所述的模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，所述二路循环还包括：辅助气源管、微量工艺气体管，所述辅助气源管连通所述第二过滤器，所述微量工艺气体管连通所述稳压罐。

6.根据权利要求5所述的模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，所述辅助气源管上安装有第二流量调节阀，所述微量工艺气体管上安装有第三流量调节阀。

7.根据权利要求3所述的模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，所述增压气体管上均安装有第四流量调节阀。

8.根据权利要求1所述的模切刀钢带连续调质装置，其特征在于，所述加热炉、所述回火炉与所述淬火室之间均设有隔热密封板；所述钢带穿过所述隔热密封板。