专利名称：一种中厚钢板直接淬火的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于钢铁生产工艺领域，特别涉及一种中厚钢板直接淬火的装置。
背景技术：
直接淬火是指钢在热轧终止处于奥氏体组织时，通过急冷处理使轧件组织产生相变马氏体和贝氏体，细化晶粒，起到改善材质韧性的作用。相对再加热淬火工艺，直接淬火工艺省略再加热奥氏体化过程，节约能源并简化了工艺。需要指出，这里的直接淬火已经不是传统热处理工艺中的所谓淬火，它是亚调质工艺的在线应用。在控制轧制和控制冷却的后续热处理过程，国内高强钢普遍采用再加热淬火+回火(即调质处理)方式生产，这种生产工艺不仅增加了设备投资，而且工序繁多，生产周期长，同时钢材的合金化成本与生产工序成本大大增加，极大地制约了经济效益的提高。国内也有采用非调质处理工艺生产高强度钢板的报道，如2006年的中国专利申请(申请号为 200610051936. 2)公开了 “ IlOOMpa级非调质高强钢及其生产方法”，此专利的不足在于热轧后还需要进行大压下量的冷轧工艺，工艺流程复杂，投资巨大。又如2008年的中国专利申请(申请号为200810013604.4)公布了“一种高强韧厚钢板的直接淬火生产工艺方法”， 此专利采用水幕冷却方式，只适合成品厚度为20 50mm的厚钢板，对于较薄规格的钢板难以解决因为冷却不均勻带来的板形平直度问题，且对钢板的成分要求苛刻，难以在合金钢生产领域普遍推广。2009年中国专利申请(申请号200810196040. 2)公开了“炉卷轧机在线淬火生产高强调质钢的工艺”，此专利只适合炉卷轧机在线淬火生产厚度为12mm-35mm调质板，工艺设备布置局限于炉卷生产线，而且层流冷却装置冷却能力有限难以实现对厚度大于35mm的钢板实现在线淬火。又如2009年中国专利申请(申请号200910091825. 8)“一种适合不同厚度高强韧钢板的直接淬火工艺”此专利采用层流冷却装置实现在线淬火，冷却区的粗冷段和精冷段上下集管的水量固定不能自由调节，每组集管只含一套上下喷头， 水流密度低，冲击区面积小，冷却能力弱，难以实现大的冷却速度，对于在线淬火生产高强钢具有一定的局限性。
实用新型内容为解决上述问题，本发明的目的提供一种具有节约能源、缩短工艺流程、提高生产效率、冷却能力强、冷却均勻性好、淬火板形平直，维护简单方便，水质要求低、设备造价低， 适宜中厚板生产线的普及使用的一种中厚钢板直接淬火装置。本实用新型的技术方案是一种中厚钢板直接淬火的装置，包括用于供水的高位水箱和水量分配器，其特征在于，所述水量分配器通过供水管路分别与安装在上冷却器支架上的淬火上冷却器、加速冷却上冷却器、精调上冷却器和安装在辊道之间的淬火下冷却器、加速冷却下冷却器、精调下冷却器连接，边部遮蔽装置和侧喷装置组成，所述供水管路上串联设置有手动阀、调节阀、流量计和气动阀；所述淬火上冷却器、加速冷却上冷却器和精调上冷却器下部两侧安装有边部遮蔽装置，用于遮挡可能下落到钢板边部的冷却水，提高冷却均勻性，改善淬火板形的，所述辊道两侧交叉布置侧喷装置；进一步，所述淬火上冷却器由进水法兰、不锈钢喷水管、主水管、支撑板组成；其中，所述主水管通过所述进水法兰与供水管路管接，不锈钢喷水管焊接在所述主水管主体上，支撑板焊接在主水管下部用于固定所述不锈钢喷水管。进一步，所述淬火下冷却器由进水法兰、排污孔、阻尼管、检修法兰、箱体、喷水孔组成；其中，所述阻尼管通过进水法兰与所述供水管路管接，所述阻尼管焊接固定于所述箱体内，所述箱体的两端下表面上设所述排污孔，上表面设置所述喷水孔，所述排污孔和所述喷水孔均与所述阻尼管联通，所述阻尼管的两端内部设有所述检修法兰。进一步，所述加速冷却上冷却器由进水法兰、不锈钢喷水管、主水管、支撑板组成。 其中，所述主水管通过所述进水法兰与所述供水管路管接，所述不锈钢喷水管焊接在所述主水管主体上，所述支撑板焊接在所述主水管下部用于固定所述不锈钢喷水管。进一步，所述边部遮蔽装置由减速电机、链条、支撑结构、链轮和挡水板组成，所述减速电机通过所述链条与所述链轮传动，所述挡水板安装在所述链条上。进一步，所述侧喷装置由箱体、喷嘴组成；箱体通过螺栓交叉布置固定在辊道两侧，喷嘴安装在箱体上四个角上，喷嘴角度根据工人调整以满足生产的需要，每组冷却器后布置一套侧喷装置。进一步，两个所述淬火上冷却器为一组，六个所述淬火下冷却器为一组；两个所述加速冷却上冷却器为一组，六个所述加速冷却下冷却器为一组；一个所述精调上冷却器为一组，三个所述精调下冷却器为一组。进一步，所述淬火系统由淬火区、加速冷却区、精调区三个区域组成，分别由淬火冷却器、加速冷却器、精调冷却器组成。进一步，所述淬火系统的出口位置安装吹扫装置，吹扫装置用于除去淬火完钢板表面的冷却水，防止板形恶化；所述吹扫装置由进气管、法兰、支撑件、喷嘴、主气管组成，所述主气管通过所述支撑件安装固定，所述喷嘴安装于所述主气管上，所述进气管和通过法兰与所述主气管连接；所述吹扫装置的介质为压缩空气，压力> 0. 4Mpa。本实用新型的有益效果在于(1)采用轧后直接淬火工艺，节省了同类钢板下再加热淬火的工序，生产周期短、 成本低，提高了生产效率，节约能源。(2)采用在线淬火装置，分为3个冷却区域，淬火区和加速冷却区每组上冷却器含两个喷头、每组下冷却器含6个喷头，冷却器冲击区大，冷却均勻性好，能够达到较大的冷却速度和终冷温度调节范围，使钢板直接淬火过程中冷却更加均勻，获得的钢板板形更加易控，钢板的性能更加均勻。(3)侧喷装置均勻布置在轧线两侧，侧喷喷嘴合理布置，大大提高了钢板直接淬火时冷却换热效果，可以达到较大的冷却速率。(4)采用边部遮蔽装置遮挡可能下落到钢板边部的冷却水，防止边部过冷，提高钢板横向冷却的均勻性，改善淬火板形。(5)采用控冷装置出口的气吹扫装置除去淬火完钢板表面的冷却水，防止板形恶化。
图1是本实用新型一种中厚钢板直接淬火的装置的结构示意图。图2是本实用新型的淬火上冷却器的结构示意图。图3是本实用新型的淬火上冷却器的右视图。图4是本实用新型的加速冷却上冷却器的结构示意图。图5是本实用新型的加速冷却上冷却器的右视图。图6是本实用新型的淬火下冷却器的结构示意图。图7是本实用新型的淬火下冷却器的右视图。图8是本实用新型的遮蔽装置的结构示意图。图9是本实用新型的侧喷装置的结构示意图。图10是本实用新型的侧喷装置的右视图。图11是本实用新型的吹扫装置的结构示意图。图12是本实用新型的吹扫装置的喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。如图1所示为本实用新型一种中厚钢板直接淬火系统的结构示意图，该系统由高位水箱1、水量分配器2、淬火上冷却器7、淬火下冷却器8、加速冷却上冷却器9、加速冷却下冷却器10、精调上冷却器11和精调下冷却器12组成，其中，高位水箱1设置于水量分配器 2上方，2个淬火上冷却器7为一组通过供水管路与水量分配器2连接，6个淬火下冷却器8 为一组通过供水管路与水量分配器2连接，2个加速冷却上冷却器9为一组通过供水管路与水量分配器2连接和6个加速冷却下冷却器为一组通过供水管路水量分配器2连接，每个精调上冷却器和每3个精调下冷却器各由1套供水管路供水，供水管路上均串联设置手动阀3、调节阀4、流量计5和气动阀6。如图2、图3所示本实用新型淬火上冷却器的结构示意图。淬火上冷却器7由进水法兰7-1、U形冷却器7-2、主水管7-3、支撑板7-4组成。所述主水管7_3通过所述进水法兰7-1与供水管路管接，4排不锈钢喷水管7-2焊接在所述主水管7-3主体上，支撑板7-4 焊接在主水管7-3下部用于固定4排不锈钢喷水管7-2。如图4、图5所示本实用新型的加速冷却上冷却器的结构示意图。加速冷却上冷却器9由进水法兰9-1、不锈钢喷水管9-2、主水管9-3、支撑板9-4组成。主水管9_3通过进水法兰9-1与供水管路管接，2排不锈钢喷水管9-2焊接在主水管9-3主体上，支撑板9-4 焊接在主水管9-3下部用于固定2排不锈钢喷水管9-2。如图6、图7所示本实用新型的淬火下冷却器的结构示意图。淬火下冷却器8由进水法兰8-1、排污孔8-2、阻尼管8-3、检修法兰8-4、箱体8_5、喷水孔8_6组成；阻尼管8_3 通过进水法兰8-1与供水管路管接，阻尼管8-3焊接固定于箱体8-5内，排污孔8-2安装于箱体8-5的两端下表面与阻尼管8-3联通，检修法兰8-4位于阻尼管8-3的两端内部，喷水孔8-6位于箱体8-5的上表面与阻尼管8-3联通。如图8所示本实用新型的边部遮蔽装置的结构示意图。边部遮蔽装置13固定在淬火上冷却器7、加速冷却上冷却器9以及精调上冷却器11的下面，边部遮蔽装置13由减速电机13-1、链条13-2、链轮13-3、滑动轮13_4、挡水板13_5、导轨13_6组成，所述减速电机13-1通过所述链轮13-3驱动所述链条13-2，所述挡水板13_5与所述链条13_2连接，所述链条13-2动作时驱动所述挡水板13-5，所述挡水板13-5通过所述滑动轮13_4在所述导轨13-6上滑动。如图9、图10所示本实用新型的侧喷装置的结构示意图。在辊道两侧交叉布置侧喷装置14，所述侧喷装置14由箱体14-1、喷嘴14-2组成。箱体14_1通过螺栓交叉布置固定在辊道两侧，喷嘴14-2安装在箱体14-1上四个角上，喷嘴14-2角度根据工人调整以满足生产的需要。如图11、图12所示本实用新型的吹扫装置的结构示意图。吹扫装置15由进气管 15-1、法兰15-2、支撑件15-3、喷嘴15_4和主气管15_5组成，主气管15_5通过所述支撑件 15-3安装固定，喷嘴15-4安装于所述主气管15-5上，进气管15_1和通过法兰15_2与主气管15-5连接。本实用新型的工作原理通过辊道16从轧机出来的成品钢板，进入该装置的控制冷却区域，控制冷却区域分为3个冷却区，分别为淬火上冷却器7和淬火下冷却器8组成的淬火区，加速冷却上冷却器9和加速冷却下冷却器10组成的主冷区及精调上冷却器11和精调下冷却器12组成的精冷区，冷却装置的平均冷却速度为10°C /s 50°C /s，直接淬火辊道速度范围为0. 4-2m/ s，喷出的均勻冷却水冷却，其中，所有上冷却器设置边部遮蔽装置13，遮挡可能下落到钢板边部的冷却水，提高冷却均勻性，改善淬火板形，交叉布置在辊道16两侧的侧喷装置14，提高淬火钢板的冷却效果，采用上下冷却器不同水量控制以及吹扫装置保证钢板淬火后的板形，冷却区的出口布置吹扫装置15利于除去淬火完钢板表面的冷却水，防止板形恶化。在线淬火装置各冷却区的集管数和冷却时钢板上部和下部冷却的水流密度如下表所示
权利要求1.一种中厚钢板直接淬火的装置，包括用于供水的高位水箱(1)和水量分配器(2)，其特征在于，所述水量分配器(2)通过供水管路分别与安装在上冷却器支架上的淬火上冷却器(7)、加速冷却上冷却器(9)、精调上冷却器(11)和安装在辊道(16)之间的淬火下冷却器 (8)、加速冷却下冷却器(10)、精调下冷却器(12)连接，所述供水管路上串联设置有手动阀 (3)、调节阀(4)、流量计(5)和气动阀(6);所述淬火上冷却器(7)、加速冷却上冷却器(9)和精调上冷却器(11)下部两侧安装有边部遮蔽装置(13)，用于遮挡下落到钢板边部的冷却水，提高冷却均勻性，改善淬火板形，所述辊道(16)两侧交叉布置侧喷装置(14)。
2.根据权利要求1所述的中厚钢板直接淬火的装置，其特征在于，所述淬火上冷却器 (7 )由进水法兰(7-1)、不锈钢喷水管(7-2 )、主水管(7-3 )、支撑板(7-4 )组成；其中，所述主水管(7-3 )通过所述进水法兰(7-1)与所述管路管接，所述不锈钢喷水管(7-2 )焊接在所述主水管(7-3)主体上，支撑板(7-4)焊接在主水管(7-3)下部用于固定4排不锈钢喷水管 (7-2)。
3.根据权利要求1所述的中厚钢板直接淬火的装置，其特征在于，所述淬火下冷却器(8)由进水法兰(8-1)、排污孔(8-2)、阻尼管(8-3)、检修法兰(8-4)、箱体(8-5)、喷水孔(8-6)组成；其中，所述阻尼管(8-3)通过进水法兰(8-1)与所述供水管路管接，所述阻尼管(8-3)焊接固定于所述箱体(8-5)内，所述箱体(8-5)的两端下表面上设所述排污孔 (8-2),上表面设置所述喷水孔(8-6)，所述排污孔(8-2)和所述喷水孔(8-6)均与所述阻尼管(8-3)联通，所述阻尼管(8-3)的两端内部设有所述检修法兰(8-4)。
4.根据权利要求1所述的中厚钢板直接淬火的装置，其特征在于，所述加速冷却上冷却器(9)由进水法兰(9-1)、不锈钢喷水管(9-2)、主水管(9-3)、支撑板(9-4)组成；其中， 所述主水管(9-3 )通过所述进水法兰(9-1)与所述供水管路管接，所述不锈钢喷水管(9-2 ) 焊接在所述主水管(9-3 )主体上，所述支撑板(9-4 )焊接在所述主水管(9-3 )下部用于固定所述不锈钢喷水管(9-2)。
5.根据权利要求1所述的中厚钢板直接淬火的装置，其特征在于所述边部遮蔽装置(13)由减速电机(13-1)、链条(13-2)、链轮(13-3)、滑动轮(13-4)、挡水板(13-5)、导轨 (13-6)组成，所述减速电机(13-1)通过所述链轮(13-3)驱动所述链条(13-2)，所述挡水板 (13-5)与所述链条(13-2)连接，所述链条(13-2)动作时驱动所述挡水板(13-5)，所述挡水板(13-5)通过所述滑动轮(13-4)在所述导轨(13-6)上滑动。
6.根据权利要求1所述的中厚钢板直接淬火的装置，其特征在于所述侧喷装置(14) 由箱体(14-1)、喷嘴(14-2)组成；其中，所述箱体(14-1)通过螺栓交叉布置固定在所述辊道(16)两侧，所述喷嘴(14-2)安装在所述箱体(14-1)上四个角上，所述喷嘴(14-2)的角度根据工人调整以满足生产的需要，每组冷却器后布置一组侧喷装置。
7.根据权利要求1所述的中厚钢板直接淬火的装置，其特征在于，两个所述淬火上冷却器(7)为一组，六个所述淬火下冷却器(8)为一组；两个所述加速冷却上冷却器(9)为一组，六个所述加速冷却下冷却器(10)为一组；一个所述精调上冷却器(11)为一组，三个所述精调下冷却器(12)为一组。
8.根据权利要求1所述的中厚钢板直接淬火的系统，其特征在于，在所述淬火系统的出口位置安装吹扫装置(15)，吹扫装置(15)用于除去淬火完钢板表面的冷却水，防止板形恶化；所述吹扫装置(15)由进气管(15-1)、法兰(15-2)、支撑件(15-3)、喷嘴(15-4)、主气管(15-5)组成，所述主气管(15-5)通过所述支撑件(15-3)安装固定，所述喷嘴(15-4)安装于所述主气管(15-5)上，所述进气管(15-1)和通过法兰(15-2)与所述主气管(15_5)连接；介质为压缩空气，压力> 0. 4Mpa。
专利摘要本实用新型提供一种中厚钢板直接淬火的装置，该装置包括高位水箱，水量分配器，淬火上冷却器、加速冷却上冷却器、精调上冷却器、淬火下冷却器、加速冷却下冷却器、精调下冷却器、边部遮蔽装置、侧喷装置和吹扫装置。淬火方法为经过控制轧制，终轧温度控制在780℃~850℃，计算机根据钢板厚度和钢种计算辊道速度、开启冷却器组数，冷却器水量、边部遮蔽量，钢板按照预定的速度进入控冷区，根据钢板的位置顺序开启冷却器和相应的侧喷装置，终冷温度范围为150-450℃。本实用新型的特点是装置造价低、维护简便，冷却速度大、钢板冷却均匀、淬火板形平直，可以稳定生产淬火厚度为9~60mm钢板；与传统离线淬火方法相比，具有工艺流程短、节约能源的特点。
文档编号C21D1/667GK202139269SQ20102062685
公开日2012年2月8日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者何春雨, 余伟, 卢学云, 廖卫团, 张立杰, 武会宾, 江业泰, 温志红, 马金祥, 齐亮 申请人:北京科技大学, 广东韶钢松山股份有限公司