固溶熱處理爐設備的製作方法

2023-06-01 19:53:06

專利名稱：固溶熱處理爐設備的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種固溶熱處理爐設備，特別是關於一種高溫不鏽鋼和耐熱合金 鋼的固溶熱處理爐設備，其可在爐溫高於1250°c的條件下長期穩定運行。
背景技術：
固溶熱處理爐設備具有固溶熱處理爐，固溶熱處理爐包括相互連接的輥底式熱處 理爐和淬火機。輥底式熱處理爐是在鋼鐵冶金、有色冶金以及機械等行業普遍使用的工藝 設備，在輥底式熱處理爐的生產過程中，爐輥置於加熱爐內部，被加熱的工件放置在爐輥 上，按照相關工藝設定的速度和溫度，工件由爐輥帶動而在加熱爐內傳輸的同時被加熱。淬 火機是不鏽鋼鋼材熱處理生產線上的重要設備之一，其功能是將經過加熱爐加熱的高溫鋼 材，經過風冷、水冷或氣霧冷卻等方式進行快速冷卻，以完成穩定化處理減少合金碳化物的 析出，改善不鏽鋼晶格結構，提高鋼材品質。鋼材等工件在輥底式熱處理爐中進行加熱或固 溶處理後，經極短的中間過渡段運送，立即進入淬火機進行淬火，以提高工件的硬度、強度、 耐磨性以滿足零件的使用性能。由於不鏽鋼棒、管的熱處理溫度高，常規的輥底式熱處理爐受其內的爐輥的耐熱 溫度的限制，很難滿足其生產要求，所以之前常用「室式爐」等間隙式的熱處理方式來完成 不鏽鋼棒、管的熱處理，生產效率低，能耗高。隨著高精熱處理產品使用量的逐步增加，被加 熱工件為不鏽鋼、高溫耐蝕鋼板、棒、管等的場合越來越多，輥底式熱處理爐的爐溫常常高 於120(TC，有些熱處理工件甚至要求熱處理溫度高達1250°C，則使得熱處理爐爐膛溫度更 是高達1270°C。在此溫度下，如果輥底式熱處理爐的爐輥裝置採用無冷卻爐輥，其輥身材質必須 有極高的高溫強度性能，勢必用極高Cr、Ni含量的耐熱鋼。目前使用的爐輥裝置按照是否 具有冷卻功能主要分為以下兩種1、無冷卻爐輥，其結構簡單，安裝方便，但由於爐溫高於1200攝氏度時，無冷卻爐 輥的輥身材質必須具有極高的高溫強度性能，勢必採用高Cr、Ni含量合金耐熱鋼，導致爐 輥造價極高，大幅度增加了設備成本。2、直接冷卻爐輥裝置，由於冷卻介質與輥身內壁直接接觸，導致輥身表面溫度很 低，熱處理爐的熱損失很大，熱效率低，造成能源浪費較為嚴重；並且，降低了被加熱工件的 熱處理質量。在此溫度下，常規的輥底式熱處理爐的爐輥密封結構已不能滿足此高溫下的密封 絕熱要求，且常規的淬火機亦不能滿足此高溫下的工件的冷卻要求。因此，有必要提供一種新型的固溶熱處理爐設備，以克服上述缺點。

發明內容
本發明的目的是，提供一種固溶熱處理爐設備，其可在爐溫高於1200攝氏度的條 件下長期穩定使用，滿足被加熱工件較高的加熱質量要求，並能大幅降低熱損失。
本發明的上述目的可採用下列技術方案來實現一種固溶熱處理爐設備，其包括相互連接的輥底式熱處理爐和淬火機；其中，所述 輥底式熱處理爐的入口一側連接裝料臺架，所述淬火機的出口一側連接出料臺架；所述輥 底式熱處理爐包括爐本體，其四周設有爐牆，在所述爐本體的相對的兩側位置分別對應地 設有爐體進料口和爐體出料口 ；多個爐輥裝置，其平行地設置在爐體進料口和爐體出料口 之間，每個爐輥裝置的兩端通過密封模塊而密封設置在爐牆中，每個爐輥裝置包括水冷支 撐軸和輥身，水冷支撐軸設有冷卻水通道，輥身具有軸向貫通的空腔，所述水冷支撐軸通過 所述空腔而貫穿於所述輥身的內部，且所述輥身與所述水冷支撐軸為同步轉動設置；所述 水冷支撐軸的外壁與所述輥身的內壁之間形成容置空間，在所述容置空間內沿軸向平行且 間隔地設有多個支撐組件，所述支撐組件的一側與所述水冷支撐軸的外壁相連接，其另一 側與所述輥身內壁之間具有預定的間隙。在優選的實施方式中，所述輥身的兩端設置在所述爐牆中；每個所述支撐組件由 垂直於水冷支撐軸軸向的同一圓周平面上均勻分布的至少兩個支撐塊構成，所述支撐塊的 一側與所述水冷支撐軸相連接，其另一側與所述輥身內壁之間具有所述預定的間隙；在所 述支撐塊與所述水冷支撐軸相連接的一側開設有沿所述水冷支撐軸軸向貫通的槽孔；相鄰 的兩個所述支撐組件的支撐塊沿圓周方向彼此交錯設置。在優選的實施方式中，在所述輥身的兩端部分別固設有支撐圈，所述支撐圈與所 述水冷支撐軸為鍵聯接；所述輥身的一端部的支撐圈的兩側設有限位擋環；在所述支撐圈 的內環側和外環側分別沿周向布設溝槽，且所述內環側的溝槽與外環側的溝槽在圓周方向 上交錯設置。在優選的實施方式中，在所述容置空間內設有由隔熱介質形成的隔熱層，所述隔 熱介質為陶瓷纖維、二氧化矽纖維或玻璃纖維；所述水冷支撐軸的材料為碳素結構鋼，所述 輥身的材料為耐熱鑄鋼。在優選的實施方式中，所述密封模塊包括密封磚，所述密封磚設置在所述爐牆內， 所述密封磚的內部具有貫通孔，在所述貫通孔內沿軸向方向設有多層纖維模塊，所述爐輥 裝置的端部穿設在所述多層纖維模塊中，在所述爐輥裝置的端部穿出所述密封磚的一端設 有纖維毯，所述纖維毯密封設置在所述密封磚和所述爐輥裝置的端部之間。在優選的實施方式中，所述多層纖維模塊設有開孔，所述爐輥裝置的端部穿設在 所述開孔中，所述開孔的內側壁與所述爐輥裝置的端部的外輪廓相配合；在各層纖維模塊 之間設有所述纖維毯；所述纖維模塊為軟質纖維模塊，所述密封磚為澆注料製成的重質輥 脖磚。在優選的實施方式中，所述輥底式熱處理爐的爐體進料口和爐體出料口處分別設 置有密封簾和/或爐門。在優選的實施方式中，所述淬火機包括機殼，機殼的兩側分別對應地設有入料口 和出料口，入料口和出料口之間設置有多個平行的淬火輥道，每個淬火輥道的兩軸端分別 連接在機殼上，所述機殼內沿著淬火輥道的布置的方向具有至少兩個冷卻段，第一冷卻段 為水冷和風冷冷卻段，第二冷卻段為水冷冷卻段；所述機殼的底部設有排水系統，排水系統 位於淬火輥道的下方。在優選的實施方式中，所述機殼上在其第一冷卻段設有多個相互對應的上風箱和下風箱，上風箱位於淬火輥道的上方，下風箱位於淬火輥道的下方，各上風箱之間設有第一 上水冷系統，各下風箱之間設有第一下水冷系統；所述第一上、下水冷系統均包括多個相互 平行且相互連通的第一冷卻水管，每個第一冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥道的軸線方 向平行，第一冷卻水管上面對淬火輥道的一側設有多個噴嘴。在優選的實施方式中，所述機殼上在其第二冷卻段對應所述淬火輥道的上、下方 的位置分別設有第二水冷系統；所述第二水冷系統包括多個相互平行且相互連通的第二冷 卻水管，每個第二冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥道的軸線方向平行，第二冷卻水管上 面對淬火輥道的一側設有多個噴嘴。在優選的實施方式中，所述機殼上在第二冷卻段的後方還設有第三冷卻段，第三 冷卻段為水冷冷卻段；所述第三冷卻段對應所述淬火輥道的上、下方的位置分別設有第三 水冷系統，所述第三水冷系統均包括多個相互平行且相互連通的第三冷卻水管，每個第三 冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥道的軸線方向平行，第三冷卻水管上面對淬火輥道的一 側設有多個噴嘴。在優選的實施方式中，每個淬火輥道的軸端部與機殼之間設有密封件，密封件包 括一個底板，底板的一面設有空心的錐形體；在淬火輥道的軸端部套設有密封圈，密封圈位 於錐形體內。在優選的實施方式中，所述機殼的頂部設有排霧系統，排霧系統包括排霧風機、排 霧通道和排霧罩，排霧罩設置在機殼的頂部，排霧通道連通排霧罩，排霧風機連接在排霧通 道的一端；所述機殼在其入料口處設有淬火密封簾；所述排水系統包括多個錐形的下水通 道，下水通道的底部具有排水口。在優選的實施方式中，所述裝料臺架和出料臺架分別包括輸入鏈輪和輸出鏈輪， 所述輸入鏈輪和輸出鏈輪之間通過鏈條繞接。本發明實施例的固溶熱處理爐設備的特點和優點是其包括輥底式熱處理爐和淬 火機，輥底式熱處理爐內的爐輥裝置的兩端設置在加熱爐的爐牆中；支撐組件與輥身內壁 之間設有預定的間隙；因此減少了支撐塊的導熱量，降低了熱處理爐的熱損失，保證了熱處 理爐裝置的熱效率，從而使熱處理可在爐溫高於1200攝氏度的條件下長期穩定使用，滿足 被加熱工件較高的加熱質量要求，並能大幅降低熱損失。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。圖1是本發明實施例的固溶熱處理爐設備的結構示意圖；圖2是本發明實施例的固溶熱處理爐設備的輥底式熱處理爐的斷面放大示意圖；圖3是本發明實施例的輥底式熱處理爐的爐輥裝置的結構示意圖；圖3A為圖3的A-A的剖面結構示意圖；圖;3B為圖3的B-B的剖面結構示意圖；圖3C為圖3的C-C的剖面結構示意圖4是圖2的A部放大示意圖；圖5是本發明實施例的固溶熱處理爐設備的淬火機的結構示意圖；圖6是本發明實施例的固溶熱處理爐設備的淬火機的結構剖面示意圖；圖7是本發明實施例的固溶熱處理爐設備的淬火機的斷面示意圖；圖7A是圖7的A部放大示意圖；圖8是本發明實施例的裝料臺架的結構示意圖；圖9是本發明實施例的出料臺架的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施方式1請參考圖1和圖2所示，本發明實施例的固溶熱處理爐設備，其包括相互連接的輥 底式熱處理爐G和淬火機6。輥底式熱處理爐G的入口一側連接裝料臺架91，所述淬火機 的6出口一側連接出料臺架92，S卩，裝料臺架91和出料臺架92分別位地固溶熱處理爐設備 的頭尾兩端。輥底式熱處理爐G包括爐本體1和多個爐輥裝置2，爐本體1的四周設有爐 牆11，在所述爐本體1的相對的兩側位置分別對應地設有爐體進料口和爐體出料口 ；多個 爐輥裝置2平行地設置在爐體進料口和爐體出料口之間，每個爐輥裝置2的兩端通過密封 模塊3而密封設置在爐牆11中，每個爐輥裝置2包括水冷支撐軸21和輥身22，水冷支撐軸 21設有冷卻水通道211，使得冷卻水流經該冷卻水通道211起到對水冷支撐軸21的冷卻作 用。輥身22具有軸向貫通的空腔，所述水冷支撐軸21通過空腔而貫穿於所述輥身22的內 部，且輥身22與水冷支撐軸21為同步轉動設置。所述水冷支撐軸21的外壁與輥身22的 內壁之間形成容置空間23，在容置空間23內沿軸向平行且間隔地設有多個支撐組件M，在 此處，容置空間23內設有兩個支撐組件對，但本發明不限於此，根據輥身22實際尺寸的大 小，容置空間23內可以設置更多的支撐組件M。所述支撐組件M的一側與水冷支撐軸21 的外壁相連接，其另一側與輥身22內壁之間具有預定的間隙25，該間隙值的大小可以根據 被加熱工件的重量、輥身22的材料和壁厚等因素而預先設定，只要保證在被加熱工件壓在 輥身22上時，支撐組件M能夠與輥身22的內壁相接觸即可，例如間隙值為5mm。加工工件通過裝料臺架91裝料，並被輸送到輥底式熱處理爐G中進行加熱，待加 熱完成，則從輥底式熱處理爐G的爐體出料口輸出並進入淬火機6進行淬火，接著進入出料 臺架92進行卸料。本發明實施例中，所述水冷支撐軸21貫穿空腔，且水冷支撐軸21與輥身22的兩 端固定連接，水冷支撐軸21起到支撐輥身22的作用。並且，水冷支撐軸21通過爐外傳動 裝置驅動旋轉並帶動輥身22同步旋轉，冷卻水僅對水冷支撐軸22起到冷卻的作用，並沒對 輥身22進行冷卻。這樣，使得爐輥裝置2可在爐溫高於1200攝氏度的條件下長期穩定使 用。與現有技術中冷卻介質與輥身一直保持相接觸相比，本發明只有在被加熱工件壓在輥 身22上時，由於輥身22的局部形變，使得部分支撐組件M與輥身22相接觸，因此降低了熱處理爐的熱損失，提高了熱效率。所述輥身22的端部設置在爐牆11中，從而大幅度減少了輥身22的導熱量，降低 了熱損失。請參考圖8和圖9所示，作為本發明的一種可選的實施方式，所述裝料臺架91和 出料臺架92分別包括輸入鏈輪和輸出鏈輪，所述輸入鏈輪和輸出鏈輪之間通過鏈條繞接。 也就是說，裝料臺架91和出料臺架92均採用鏈傳動，以實現自動裝卸料。請參考圖;3B和圖3C，作為本發明一種可選的實施方式，每個支撐組件M由垂直 於水冷支撐軸21軸向的同一圓周平面上均勻分布的四個支撐塊241組成，每個支撐塊Ml 的一側與所述水冷支撐軸21相連接，其另一側與所述輥身22的內壁之間具有前述預定的 間隙25，從而減少了熱量傳遞，降低了熱損失。本發明的每個支撐組件M也可以由二個、三 個、五個或更多個沿周向均勻分布的支撐塊241組成，只要能夠起到與輥身內壁接觸，並降 低熱損失的作用即可。進一步的，在所述支撐塊241與水冷支撐軸21相連接的一側開設有沿水冷支撐軸 21軸向貫通的槽孔211，從而減少了支撐塊241與水冷支撐軸21的接觸面積，增加了熱阻。進一步的，相鄰的兩個所述支撐組件M的支撐塊沿圓周方向彼此交錯設置。如圖 ;3B、3C所示，每個支撐組件M的支撐塊Ml與相鄰的支撐組件M的支撐塊242沿圓周方向 交錯設置，因此使得輥身表面的冷卻黑印呈不規則分布，提高了被加熱工件的加熱質量。作為本發明一種可選的實施方式，請一併參考圖3A，在所述輥身22的兩端分別固 設有支撐圈26，所述支撐圈沈與所述水冷支撐軸21為鍵聯接，從而使所述輥身22通過支 撐圈沈與水冷支撐軸21固定連接，這樣保證了輥身22與水冷支撐軸21同步旋轉，並且水 冷支撐軸21起到支撐輥身22的作用，減少了輥身所承受的扭矩。但本發明也不限於此，支 撐圈沈與水冷支撐軸21還可以採用銷接、卡接或其他公知的連接方式，只要保證支撐圈沈 與水冷支撐軸21連接在一起，使得輥身22與水冷支撐軸21同步旋轉，並且水冷支撐軸21 起到支撐輥身22的作用即可。進一步的，在所述輥身22的一端的支撐圈沈兩側設有限位擋環27。如圖3所示， 在本實施例中，所述限位擋環27焊接固定在水冷支撐軸21的外壁上，並且兩限位擋環27 分別設置於支撐圈26的兩側面，使得輥身22 —端通過支撐圈沈和限位擋環27相配合限 位於水冷支撐軸21的固定位置。從而使得輥身22的一端能夠與水冷支撐軸21保持固定， 其另一端則可以自由脹縮，使得輥身具有一定的熱膨脹餘量，避免爐輥裝置受損，提高了爐 輥裝置的使用壽命。進一步的，如圖3A所示，在所述支撐圈沈的外環側和內環側分別沿周向布設溝槽 沈1、沈2，且所述內環側的溝槽沈2與外環側的溝槽261在圓周方向上交錯設置，即所述內 環側的溝槽262與外環側的溝槽261沿不同的半徑方向布設。這樣，減少了支撐圈沈與輥 身22和水冷支撐軸21接觸面積，增加了熱阻，降低了熱處理爐的熱損失，提高了熱效率。優選地，在本實施例中，支撐圈沈外環側的溝槽261的截面呈梯形，而內環側的溝 槽沈2的截面呈半圓形，以利於增加熱阻並適於加工。但本發明也不限於此，溝槽沈1、沈2 的形狀也可以採用多邊形、鋸齒形或其他適宜的形狀，只要能夠有利於增加支撐圈的熱阻， 降低爐輥裝置的熱損失即可。作為本發明另一可選的實施方式，如圖3所示，在所述容置空間23內填充有由隔熱介質形成的隔熱層觀，從而大幅度減少了輥身的導熱量，降低了熱損失；同時，提高了輥 身22的表面溫度。其中，所述隔熱介質可採用陶瓷纖維、二氧化矽纖維或玻璃纖維等隔熱 材料。本實施例的其他部分與上述實施例的結構和功能相同，在此不再重複描述。在本發明中，所述水冷支撐軸的材料可為碳素結構鋼，所述輥身的材料可為耐熱 鑄鋼。與現有技術中採用高Cr、M含量合金的耐熱鋼相比，本發明大幅度降低了製造成本。因此，本發明的爐輥裝置利用熱傳遞原理，在使用時，被加熱工件(未示出)壓在 輥身22上，使得輥身22的內壁與支撐組件M的支撐塊相接觸，輥身22的極少部分熱量通 過支撐塊傳遞至水冷支撐軸21，為了進一步避免輥底式熱處理爐G較大的熱損失，輥身22 的兩端設置在加熱爐的爐牆11中；支撐組件M與輥身22內壁之間設有預定的間隙25 ；在 所述支撐塊與所述水冷支撐軸相連接的一側開設有沿所述水冷支撐軸軸向貫通的槽孔。這 樣增加了熱阻，減少了輥身22的導熱量，使得輥身22保持較高的溫度，從而降低了熱處理 爐較大的熱損失，提高了熱效率，有利於節約能源，爐輥裝置能夠在爐溫高於1200攝氏度 的條件下長期穩定使用。並且，輥身22通過鍵四和限位擋環27及支撐圈沈固定在水冷 支撐軸21並隨水冷支撐軸21旋轉，在使用時，來自被加熱工件的機械負荷由水冷支撐軸21 承載，水冷支撐軸21起到支撐輥身22的作用，而置於爐膛內的耐熱鋼輥身主要用於承擔高 溫爐氣的熱負荷。此外，參閱圖1所示，所述輥底式熱處理爐G的爐體進料口和爐體出料口處可分別 設置有密封簾4和/或爐門5。其中，密封簾4可用於防止輥底式熱處理爐G的爐門口處 的爐氣外溢，並有效減少冷風吸入，其可採用專利號為CN200720126507. 7的密封簾；爐門5 可採用本領域所熟知的合適的爐門。本發明實施例的輥底式熱處理爐可採用脈衝控制方式來滿足各種負荷下的爐溫 控制要求。實施方式2請參閱圖2和圖4所示，本發明實施方式涉及密封模塊3。密封模塊3包括密封磚31，所述密封磚31具有貫通孔311，在所述貫通孔311內 沿軸向方向設有多層纖維模塊32，所述爐輥裝置2的端部穿設在所述多層纖維模塊32中， 在所述爐輥裝置2端部穿出所述密封磚31的一端設有纖維毯33，所述纖維毯33密封設置 在所述密封磚31和所述爐輥裝置的端部之間。具體是，密封磚31內部開孔呈圓柱筒狀，其固定設置在輥底式熱處理爐G的爐牆 11內。貫通孔311開設在密封磚31的中心處，爐輥裝置2的端部自爐牆11迎火面穿入密 封磚31的貫通孔311中並自爐牆背火面穿出密封磚31。該密封磚31能夠對爐牆起到很好 的支撐作用，避免由於爐輥裝置2彎曲而造成爐輥裝置的端部轉動半徑變大，導致爐輥裝 置2的端部的輥道或工件刮蹭爐牆，引起爐牆損壞的情況發生。上述貫通孔311呈階梯狀，在位於爐牆迎火面的一側的貫通孔311的孔徑小於位 於爐牆背火面一側的貫通孔311的孔徑。多層纖維模塊32設置在孔徑較大的貫通孔311 中，這樣多層纖維模塊32在靠近爐牆迎火面的一側恰好卡抵在貫通孔311的階梯內側壁 上，而爐輥裝置端部與密封磚31的直徑較小的貫通孔311之間留有一定的間隙，使爐輥裝 置在轉動工作過程中，爐輥裝置端部不與密封磚31的迎火面埠接觸，防止爐輥裝置端部 損壞。
上述纖維毯33填塞在密封磚31的背火面埠處，用於密封爐牆背火面外落的纖 維模塊32和爐輥裝置端部。本發明的輥底爐爐輥密封結構，爐輥裝置2端部由纖維模塊32套設並設置在密封 磚31的貫通孔311中，該纖維模塊32與密封磚31貫通孔311的內側壁、爐輥裝置端部的 外周壁均為密封設置，能夠有效防止爐氣外漏，爐溫外散，減小熱耗；而且爐輥裝置的端部 與密封磚31之間還採用多層纖維模塊32的疊加結構形式，該疊加結構的多層纖維模塊32 增加了阻隔距離，層層阻斷可能的外漏爐氣和爐溫，使本發明的密封結構的密封性能更高， 能夠更加有效的遮擋輻射熱，防止爐氣外溢；另外，爐牆背火面採用纖維毯33填塞密封，纖 維毯33可為含鋯纖維毯，其具有優良的隔熱效果且抗熱衝擊，能夠有效防止爐氣外溢，且 該纖維毯33容重低、熱容低，能夠大大縮短爐輥裝置端部的升溫時間，起到降低爐輥裝置 端部溫度的效果。作為本發明一種可選的實施方式，所述多層纖維模塊32設有開孔321，所述爐輥 裝置的端部穿設在所述開孔321中，所述開孔321的內側壁與所述爐輥裝置的端部的外輪 廓相配合。具體是，本發明的爐輥裝置端部呈階梯軸狀，套設在爐輥裝置端部的多層纖維模 塊32的開孔321也成階梯開孔狀，爐輥裝置的端部的外周壁與多層纖維模塊32的內側壁 緊密配合，使爐輥裝置端部與多層纖維模塊32密封緊實，達到很好的密封效果，可防止爐 氣外漏，爐溫外散，熱損失低；在另外的實施方式中，根據爐輥裝置端部的形狀，該多層纖維 模塊32也可進行適應性的設計，例如爐輥裝置端部呈圓錐狀，那麼該多層纖維模塊32的開 孔321也設計成圓錐狀的開孔狀，只要能使多層纖維模塊32開孔321的內側壁與爐輥端部 的外周壁緊密配合即可。另外，多層纖維模塊32的層數也可根據實際情況來選擇，在此不 做限制。在本實施方式中，貫通孔311內沿軸向方向設有三層纖維模塊32。另外，在各層纖維模塊32之間還可設有所述纖維毯33。在本實施方式中，在三層 纖維模塊32間夾設有兩層纖維毯33。該纖維毯33可以使多層纖維模塊32的密封效果更 好。作為本發明一種可選的實施方式，所述纖維模塊32可為軟質纖維模塊。採用該種 材料的纖維模塊32可減小爐輥端部的輥道與耐材間的摩擦力，有效降低爐輥的運行阻力。 所述密封磚31可為澆注料製成的重質輥脖磚。澆注料內含有耐火物料，因而密封磚31具 有很好的耐高溫性，能夠在爐溫高於1200°C (最高1280°C)的條件下長期穩定連續運行。本實施方式的其他結構、工作原理和有益效果與實施方式1的相同，在此不再贅 述。實施方式3請參閱圖5至圖7A所示，本發明實施方式的淬火機6為至少二段式淬火機，例如 二段式淬火機或三段式淬火機。具體是參見圖6和圖7所示，本發明實施例的淬火機，其包括機殼61，機殼的兩側分別對 應地設有入料口和出料口，入料口和出料口之間設置有多個平行的淬火輥道62，每個淬火 輥道62的兩軸端分別連接在機殼61上，機殼61內沿著輥道的布置的方向具有至少兩個冷 卻段，第一冷卻段Ll為水冷和風冷冷卻段，第二冷卻段L2為水冷冷卻段；機殼61的底部設 有排水系統63，排水系統63位於輥道1的下方。適用於不鏽鋼或耐熱合金鋼等鋼管或鋼板從爐體進料口進入輥底式熱處理爐，在爐內經過高溫加熱或固溶處理後(出鋼溫度彡1280°C )從爐體出料口輸出，經極短的中間 過渡段運送，立即從淬火機的入料口進入淬火機，鋼管在淬火機內通過淬火輥道62進行輸 送，在輸送過程中，通過至少第一冷卻段和第二冷卻段完成快速冷卻，經過降溫冷卻(溫度 降至200°C以下)的鋼管從出料口送出；其中，對鋼管表面進行水冷的水則從排水系統63 流出。本發明實施例中，鋼管經過至少兩個冷卻段，第一冷卻段為水冷和風冷冷卻段，第 二冷卻段為水冷冷卻段，也就是說，鋼管剛進入淬火機時，其溫度最高，在第一冷卻段採用 風冷加水冷的冷卻方式對鋼管表面進行冷卻，此時的冷卻強度較大，使得鋼管的溫度得到 最迅速的冷卻，保證高溫鋼管在第一冷卻段Ll獲得淬火所需的較高冷卻速率；待在淬火機 內繼續運輸過程中進入第二冷卻段時，只採用水冷的冷卻方式對已經經過第一步降溫處理 的鋼管表面進行淬火冷卻，此時冷卻強度較小，冷卻速率較低。進一步而言，本實施例中採 用了風冷及水冷等多種冷卻方式對鋼管表面進行均勻冷卻，冷卻速度快，冷卻速率一致性 高，使得鋼管彎曲變形小，淬火效果優。換句話說，本發明實施例可以對從熱處理爐中出來 的溫度彡1280°C的高溫鋼管進行淬火。其中，排水系統63包括多個錐形的下水通道631，下水通道的底部具有排水口 632。從鋼管表面冷卻降落的水經由下水通道631能從排水口 632全部排出，從排水系統63 排出的水可進行回收再利用。淬火輥道62可採用單電機鏈式傳動，傳動方式簡單，傳送工作穩定，故障率低。作為本發明一種可選的實施方式，機殼61上在其第一冷卻段Ll設有多個相互對 應的上風箱64和下風箱65，上風箱64位於淬火輥道62的上方，下風箱65位於淬火輥道 62的下方，各上風箱64之間設有第一上水冷系統，各下風箱65之間設有第一下水冷系統。 此處，具有兩個上、下風箱64、65，一個第一上、下水冷系統。鋼管在淬火輥道62上經過第一冷卻段Ll時，上、下風箱64、65在上、下位置對著 鋼管表面進行噴風冷卻，第一上、下水冷系統在上、下位置對著鋼管表面進行水冷冷卻，即 鋼管表面經過上下方位的冷卻，使得鋼管表面得到更有效地和更迅速冷卻。進一步而言，所述第一上、下水冷系統均包括多個相互平行且相互連通的第一冷 卻水管66，每個第一冷卻水管66的軸線方向與淬火輥道62的軸線方向平行，第一冷卻水 管66上面對淬火輥道62的一側設有多個噴嘴(圖中未示)，也就是說，上方的第一冷卻水 管66的底部設置噴嘴，下方的第一冷卻水管66的頂部設置噴嘴，以使第一冷卻水管66內 的水直接噴灑在鋼管表面上。多個噴嘴可沿著第一冷卻水管66的軸向方向均勻排列，以對鋼管表面進行均勻 噴灑，進而均勻冷卻鋼管表面。由於第一冷卻水管66上設置有多個噴嘴，使得從第一冷卻 水管66出來的水藉助噴嘴能以刀型或錐形地噴灑出，以較大面積地噴灑在鋼管表面上，保 證上下水量分布均勻，使得鋼管表面能進一步得到充分、均勻地冷卻，冷卻速率保持一致。其中，在第一冷卻段Ll的冷卻能力調節範圍較大，可保證高溫鋼管在第一冷卻段 Ll獲得淬火所需的較高冷卻速率。此外，本實施例可適用於各規格管徑的鋼管，並可長期處 理高溫熱處理鋼管，工作穩定，節能增效，當然，該淬火機還可冷卻除鋼管之外的其它鋼材， 例如鋼板。作為本發明一種可選的實施方式，機殼61上在其第二冷卻段L2對應淬火輥道62的上、下方的位置分別設有第二水冷系統。進一步而言，第二水冷系統包括多個相互平行且 相互連通的第二冷卻水管67，每個第二冷卻水管67的軸線方向與淬火輥道62的軸線方向 平行，第二冷卻水管67上面對淬火輥道62的一側設有多個噴嘴(圖中未示)。也就是說， 上方的第二冷卻水管67的底部設置噴嘴，下方的第二冷卻水管67的頂部設置噴嘴，以使第 二冷卻水管67內的水直接噴灑在鋼管表面上。 其中，第二冷卻水管67噴水量亦可根據需要進行控制調節，因此在第二冷卻段L2 可實現冷卻水量的開閉及水量的自動調節，其冷卻能力調節範圍相較於第一冷卻段Ll較作為本發明一種可選的實施方式，所述機殼61上在第二冷卻段L2的後方(即靠 近出料口的方向)還可設有第三冷卻段L3，第三冷卻段L3為水冷冷卻段。第三冷卻段L3 是為了避免鋼管在第一、二冷卻段Li、L2的冷卻作用下仍舊不能達到鋼管所需的較低溫度 而增設的，其主要起到對鋼管表面的冷卻作用。進一步而言，所述第三冷卻段L3對應淬火輥道62的上、下方的位置分別設有第三 水冷系統，所述第三水冷系統均包括多個相互平行且相互連通的第三冷卻水管68，每個第 三冷卻水管68的軸線方向與淬火輥道62的軸線方向平行，第三冷卻水管68上面對淬火輥 道62的一側設有多個噴嘴。也就是說，上方的第三冷卻水管68的底部設置噴嘴，下方的第 三冷卻水管68的頂部設置噴嘴，以使第三冷卻水管68內的水直接噴灑在鋼管表面上。其中，第三冷卻段L3的冷卻水調節與第一冷卻段Ll以及第二冷卻段L2的冷卻能 力調節是相互獨立的，如此更便於控制各冷卻段的冷卻程度。具體而言，上、下風箱64、65 的噴風量可根據需要進行控制調節，第一、二、三冷卻水管66、67、68的噴水量亦可根據需 要分別進行控制調節，例如在各冷卻水管66、67、68的進水管路配備自動調節閥，以實現冷 卻水的自動開閉控制和流量調節，也可以採用手動控制的方法對水量進行現場調節；或者 說，使得各冷卻水管66、67、68的噴嘴分別設置有不同流量的水冷噴嘴，例如第一、二、三冷 卻水管66、67、68的噴嘴流量依次減小。一般而言，第二冷卻段L2和第三冷卻段L3可使其 噴嘴為小流量的水冷噴嘴，以使鋼管按照冷卻曲線降溫至200°C以下。此外，上、下風箱64、65以及各冷卻水管66、67、68可連接在機殼61上，它們均可 實現在線拆裝更換，維護方便。參見圖3所示，根據本發明的一個實施方式，每個淬火輥道62的軸端部與機殼61 之間設有密封件7，密封件7包括一個底板71，底板71的一面設有空心的錐形體72。在淬 火輥道62的軸端部套設有密封圈73，密封圈73位於錐形體72內。由於密封件7的設置， 使得淬火輥道62的密封結構優化，可有效防止冷卻水外漏，結構簡單；而且，方便淬火輥道 62從機殼61中拆除，便於更換淬火輥道62，維護成本低。進一步而言，在裝配時，底板71抵靠在機殼61上，排霧罩83的下邊緣則貼合在底 板71上方的邊緣上，接著用螺釘將機殼61、底板71和排霧罩83連接在一起；下水通道631 的上邊緣則貼合在底板71下方的邊緣上，接著用螺釘將機殼61、底板71和下水通道631連 接在一起。如此使得淬火機內形成一個相對密封的空間，可有效防止冷卻水外漏。作為本發明一種可選的實施方式，所述機殼61的頂部設有排霧系統8。排霧系統 8包括排霧風機81、排霧通道82和排霧罩83，排霧罩83直接設置在機殼61的頂部，位於各 冷卻水管的上方，排霧通道82連通排霧罩83，排霧風機81連接在排霧通道82的一端。在排霧風機81的作用下，淬火機內鋼管冷卻時產生的氣霧經排霧罩83的引導再從排霧通道 82排出，以改善工作環境，提高設備使用壽命。本實施例中，排霧系統8採用獨立的排霧風 機81，使得排霧效果好，控制手段靈活。換句話說，淬火機採用單獨的排霧系統8及排水系 統63，可分別配備自動控制系統，並設置檢測多個點以實時監測記錄淬火機冷卻水回水溫 度，建立資料庫，便於優化控制。所述機殼61在其入料口處設有淬火密封簾611。淬火密封簾611結構輕巧簡便實 用，可有效防止淬火時的水氣外溢，避免影響相關加設備的工作和壽命。在機殼61上還可設置若干個觀察孔，以實現對淬火機內鋼管情況的實時觀測，以 可以在關閉時有效防止冷卻水外漏。本發明實施例還可配合一級及二級專有控制系統，採用控制流程，對淬火機進行 實時控制，並建立資料庫，有針對性地優化流量控制水平。本實施方式的其他結構、工作原理和有益效果與實施方式1和/或實施方式2的 相同，在此不再贅述。以上所述僅為本發明的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的可以 對本發明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種固溶熱處理爐設備，其包括相互連接的輥底式熱處理爐和淬火機；其特徵在 於，所述輥底式熱處理爐的入口一側連接裝料臺架，所述淬火機的出口一側連接出料臺架； 所述輥底式熱處理爐包括爐本體，其四周設有爐牆，在所述爐本體的相對的兩側位置分別對應地設有爐體進料 口和爐體出料口；多個爐輥裝置，其平行地設置在爐體進料口和爐體出料口之間，每個爐輥裝置的兩端 通過密封模塊而密封設置在爐牆中，每個爐輥裝置包括水冷支撐軸和輥身，水冷支撐軸設 有冷卻水通道，輥身具有軸向貫通的空腔，所述水冷支撐軸通過所述空腔而貫穿於所述輥 身的內部，且所述輥身與所述水冷支撐軸為同步轉動設置；所述水冷支撐軸的外壁與所述 輥身的內壁之間形成容置空間，在所述容置空間內沿軸向平行且間隔地設有多個支撐組 件，所述支撐組件的一側與所述水冷支撐軸的外壁相連接，其另一側與所述輥身內壁之間 具有預定的間隙。
2.根據權利要求1所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述輥身的兩端設置在所 述爐牆中；每個所述支撐組件由垂直於水冷支撐軸軸向的同一圓周平面上均勻分布的至少 兩個支撐塊構成，所述支撐塊的一側與所述水冷支撐軸相連接，其另一側與所述輥身內壁 之間具有所述預定的間隙；在所述支撐塊與所述水冷支撐軸相連接的一側開設有沿所述水 冷支撐軸軸向貫通的槽孔；相鄰的兩個所述支撐組件的支撐塊沿圓周方向彼此交錯設置。
3.根據權利要求2所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，在所述輥身的兩端部分別 固設有支撐圈，所述支撐圈與所述水冷支撐軸為鍵聯接；所述輥身的一端部的支撐圈的兩 側設有限位擋環；在所述支撐圈的內環側和外環側分別沿周向布設溝槽，且所述內環側的 溝槽與外環側的溝槽在圓周方向上交錯設置。
4.根據權利要求3所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，在所述容置空間內設有由 隔熱介質形成的隔熱層，所述隔熱介質為陶瓷纖維、二氧化矽纖維或玻璃纖維；所述水冷支 撐軸的材料為碳素結構鋼，所述輥身的材料為耐熱鑄鋼。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述密封模塊 包括密封磚，所述密封磚設置在所述爐牆內，所述密封磚的內部具有貫通孔，在所述貫通孔 內沿軸向方向設有多層纖維模塊，所述爐輥裝置的端部穿設在所述多層纖維模塊中，在所 述爐輥裝置的端部穿出所述密封磚的一端設有纖維毯，所述纖維毯密封設置在所述密封磚 和所述爐輥裝置的端部之間。
6.根據權利要求5所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述多層纖維模塊設有開 孔，所述爐輥裝置的端部穿設在所述開孔中，所述開孔的內側壁與所述爐輥裝置的端部的 外輪廓相配合；在各層纖維模塊之間設有所述纖維毯；所述纖維模塊為軟質纖維模塊，所 述密封磚為澆注料製成的重質輥脖磚。
7.根據權利要求1所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述輥底式熱處理爐的爐 體進料口和爐體出料口處分別設置有密封簾和/或爐門。
8.根據權利要求1至4任意一項所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述淬火機包 括機殼，機殼的兩側分別對應地設有入料口和出料口，入料口和出料口之間設置有多個平 行的淬火輥道，每個淬火輥道的兩軸端分別連接在機殼上，所述機殼內沿著淬火輥道的布 置的方向具有至少兩個冷卻段，第一冷卻段為水冷和風冷冷卻段，第二冷卻段為水冷冷卻段；所述機殼的底部設有排水系統，排水系統位於淬火輥道的下方。
9.根據權利要求8所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述機殼上在其第一冷卻 段設有多個相互對應的上風箱和下風箱，上風箱位於淬火輥道的上方，下風箱位於淬火輥 道的下方，各上風箱之間設有第一上水冷系統，各下風箱之間設有第一下水冷系統；所述第 一上、下水冷系統均包括多個相互平行且相互連通的第一冷卻水管，每個第一冷卻水管的 軸線方向與所述淬火輥道的軸線方向平行，第一冷卻水管上面對淬火輥道的一側設有多個 噴嘴。
10.根據權利要求9所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述機殼上在其第二冷卻 段對應所述淬火輥道的上、下方的位置分別設有第二水冷系統；所述第二水冷系統包括多 個相互平行且相互連通的第二冷卻水管，每個第二冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥道的 軸線方向平行，第二冷卻水管上面對淬火輥道的一側設有多個噴嘴。
11.根據權利要求8所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述機殼上在第二冷卻段 的後方還設有第三冷卻段，第三冷卻段為水冷冷卻段；所述第三冷卻段對應所述淬火輥道 的上、下方的位置分別設有第三水冷系統，所述第三水冷系統均包括多個相互平行且相互 連通的第三冷卻水管，每個第三冷卻水管的軸線方向與所述淬火輥道的軸線方向平行，第 三冷卻水管上面對淬火輥道的一側設有多個噴嘴。
12.根據權利要求8所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，每個淬火輥道的軸端部與 機殼之間設有密封件，密封件包括一個底板，底板的一面設有空心的錐形體；在淬火輥道的 軸端部套設有密封圈，密封圈位於錐形體內。
13.根據權利要求8所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述機殼的頂部設有排霧 系統，排霧系統包括排霧風機、排霧通道和排霧罩，排霧罩設置在機殼的頂部，排霧通道連 通排霧罩，排霧風機連接在排霧通道的一端；所述機殼在其入料口處設有淬火密封簾；所 述排水系統包括多個錐形的下水通道，下水通道的底部具有排水口。
14.根據權利要求1至4任意一項所述的固溶熱處理爐設備，其特徵在於，所述裝料 臺架和出料臺架分別包括輸入鏈輪和輸出鏈輪，所述輸入鏈輪和輸出鏈輪之間通過鏈條繞 接。
全文摘要
一種固溶熱處理爐設備，其包括輥底式熱處理爐和淬火機；輥底式熱處理爐的入口一側連接裝料臺架，淬火機的出口一側連接出料臺架；輥底式熱處理爐包括爐本體，在爐本體上分別對應地設有爐體進料口和爐體出料口；多個爐輥裝置，每個爐輥裝置的兩端通過密封模塊而密封設置在爐牆中，每個爐輥裝置包括水冷支撐軸和輥身，水冷支撐軸設有冷卻水通道，輥身具有軸向貫通的空腔，水冷支撐軸通過空腔而貫穿於所述輥身的內部，且輥身與所述水冷支撐軸為同步轉動設置；水冷支撐軸的外壁與輥身內壁之間形成容置空間，在容置空間內沿軸向平行且間隔地設有多個支撐組件，支撐組件的一側與水冷支撐軸的外壁相連接，其另一側與輥身內壁之間具有預定的間隙。
文檔編號C21D1/667GK102071288SQ201110028308
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者張剛, 戴志剛, 楊三堂, 胡文超 申請人:中冶京誠工程技術有限公司, 北京京誠鳳凰工業爐工程技術有限公司