一种冷轧钢筋热处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种热处理设备，特别涉及一种冷轧钢筋热处理装置，属于钢筋热处理领域。

背景技术：

钢筋经过冷轧处理后存在着较大的应力，需要热处理才能消除，但是，如果热处理温度太低难以彻底消除内部应力，如果热处理温度太高会大幅度地改变内部组织结构，之前，有专利号为201220562616.4的专利，该专利申请了一种“钢筋在线热处理装置”其结构包括机架和固定在机架上的高频加热线圈，高频加热线圈的加热段为由空心管呈螺线形弯曲形成的螺线管，在这种热处理设备主要用于回火处理，难以改变钢筋的综合力学性能，特别是难以保证钢筋的抗拉强度。

近年来，随着我国高铁行业的发展，高铁高架桥上无咋道整体道床结构中所用的带肋钢筋对抗拉强度和伸长率有着特殊的要求，为了满足这些对抗拉强度和伸长率的特殊要求，需要研发特殊的热处理设备以及工艺才能达到高铁建设的要求。

不同的频率的电加热装置在热处理过程中有着不同的用处，不断向后传送的钢筋在传送过程中如何提高抗拉强度，保证高延性，是冷轧钢筋热处理的关键环节，一般而言，利用高频线圈进行热处理，在钢筋加热后，高频淬火深度一般在表面0.2-2mm，广泛的应用于表面淬火，如果利用中频加热处理，其有效淬火深度为2-10mm，中频电流的透射深度比高频深度大，而且热处理时间、钢筋通过速度以及升温、降温速度有着一定的关系，根据高铁高架桥对钢筋特性要求进行了相应的热处理研发。

技术实现要素：

由于传统高频感应线圈和中频感应线圈与加热时间、钢筋传送速度、热处理时间、热处理时升温降温速率等有着密切的关系，为了满足高铁高架桥无咋道整体道床结构中钢筋的抗拉强度以及延伸率要求，本实用新型提供一种冷轧钢筋热处理装置，其目的是改善钢筋内部组织，消除钢筋内部应力，提高钢筋的抗拉强度、保证钢筋的伸长率，提高钢筋混凝土的承载能力和抗裂能力。

本实用新型的技术方案是：一种冷轧钢筋热处理装置，包括机架和固定在机架上的螺旋状感应加热线圈，所述热处理装置包括逐步升温部、快速降温部以及自然冷却部，逐步升温部由多个升温装置组成，快速降温部由一个或多个降温装置构成，多个升温装置为螺旋状中频感应加热线圈，中频感应加热线圈两侧设置有保温板，多个升温装置之间设置有导向辊轮装置，导向辊轮装置包括上、下导向辊轮，上、下导向辊轮的辊轮轴为空心轴，空心轴内流动有冷却介质，钢筋依次经过通过多个中频感应加热线圈中心以及多个上、下导向辊轮之间和快速降温部的中间部位；

进一步，所述螺旋状中频感应加热线圈分别连接有各自的控制器，自前向后多个螺旋状中频感应加热线圈的加热温度不同，后边的中频感应加热线圈的加热温度的大于前边中频感应加热线圈的加热温度，逐步升温部的加热温度在150℃-650℃之间；

进一步，所述逐步升温部长度5≤L≤15米，所述轧制钢筋传送速度为0.2-1.5m/S；

进一步，所述快速降温部设置有沿着钢筋传送方向的冷却风筒，冷却风筒上设置有风机吹风口，风机由一个或多个组成；

进一步，所述空心轴内流动的冷却介质为冷却液或冷却气体；

进一步，所述自然冷却部长度在5米以上；

进一步，所述多个升温装置分别设置有各自的保温罩，保温罩后侧设置有铰接轴，保温罩开口侧设置有开关手柄；

进一步，多个升温装置之间的温度差在20-80℃之间；

进一步，所述导向辊轮装置包括上导向辊轮和下导向辊轮，下导向辊轮通过空心轴与轴承设置在导向轮支撑架上，导向轮支撑架上部两侧设置有一对滑动槽相对的两个滑槽板，滑槽板之间滑动连接有滑动板的两端，滑动板上设置有上导向辊轮的空心轴和轴承，两个滑槽板上端设置有压紧板，压紧板与滑动板之间设置有压紧弹簧；

进一步，所述冷却风筒包括内风筒和外风筒，内风筒与外风筒之间端面为密封连接面，内风筒两端为出风口，内风筒外周上设置有多个进风孔，进风孔的大小与距离风机吹风口远近成正比。

通过设置逐步升温部能够消除冷轧成型后钢筋内部形成的应力；通过利用中频加热，可降低钢筋的铁素体体积份数，控制其中的铁素体可优化塑性变形；通过设置快速降温部可在钢筋表面形成淬火层，特别是利用中频感应加热可进一步提高淬火层深度，进而提高钢筋的屈服强度和抗拉强度；通过设置自然冷却部，能够使钢筋心部的组织转换成铁素体和珠光体组织，保证钢筋的伸长率；通过在冷却风筒中设置内风筒和外风筒，内风筒与外风筒之间端面密封连接，从内风筒两端出风，内风筒外周上设置多个进风孔，进风孔的大小与距离风机吹风口远近成正比，能够在钢筋的表面形成均匀的冷却风，可得到均匀的表面淬火层，从而提高钢筋的抗拉强度，特别是提高钢筋表面的抗拉强度；通过设置较长的自然冷却部，能够逐步消除钢筋内部的残余应力，增强钢筋的力学性能。利用本实用新型，可提高钢筋的抗拉强度，保证钢筋的伸长率，可得到理想的外形色泽，提高抗氧化、抗腐蚀能力，进一步提高钢筋混凝土的承载能力和抗裂能力。

附图说明

图1本热处理设备的整体结构示意图。

图2导向辊轮装置的侧面结构放大图。

图3快速降温部的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图就本实用新型的具体技术方案进行详细说明。在本技术方案中，所述的前边或后边，是按钢筋的前进方向而言的，也就是说，后边是朝向自然冷却部方向一侧，前边指朝向逐步升温部一侧。

附图中标号代表：10-逐步升温部、12-中频感应加热线圈、12a-保温板、13-保温罩、14-中频发生器、15-导线、16-上导向辊轮、17a-下导向辊轮一、17b-下导向辊轮二、18a-冷却管一、18b-冷却管二、19-导向轮支撑架、20-快速降温部、21a-外风筒、21b-内风筒、22-风机、23-进风孔、24-密封连接面、30-自然冷却部，40-钢筋、41-压紧板、42-滑动板、42a-滑动槽、44a-滑槽板一、44b-滑槽板二。

本实用新型的技术方案是一种冷轧钢筋热处理装置，图1是本热处理设备的整体结构示意图。图2 是导向辊轮装置的侧面结构放大图。热处理装置包括机架和固定在机架上的螺旋状加热线圈，所述热处理装置包括逐步升温部10、快速降温部20以及自然冷却部30，逐步升温部10设置在逐步升温台11上，由两个以上多个升温装置组成，快速降温部20由一个或多个降温装置构成，多个升温装置为螺旋状中频感应加热线圈12，螺旋状中频感应加热线圈12两侧分别设置有保温板12a，螺旋状中频感应加热线圈12电流由中频发生器14供给，15为螺旋状中频感应加热线圈12与中频发生器14中间的导线，多个升温装置之间的逐步升温台11上还设置有导向辊轮装置，导向辊轮装置中设置有上导向辊轮16和下导向辊轮，多个导向辊轮的辊轮轴为空心轴，空心轴内流动有冷却介质，钢筋40依次通过多个中频感应加热线圈12中心以及多个上下导向辊轮之间和快速降温部20的中间部位。

所述导向辊轮包括上导向辊轮16和下导向辊轮一17a以及下导向辊轮二17b，下导向辊轮一17a以及下导向辊轮二17b的空心轴设置在导向轮支撑架19上，导向轮支撑架19上部两侧设置有一对滑动槽42a相对的两个滑槽板，分别为滑槽板一44a和滑槽板二44b，下导向辊轮一17a以及下导向辊轮二17b的直径相等，高度在同一个水平面上，上导向辊轮16和下导向辊轮一17a以及下导向辊轮二17b之间有钢筋40通过，导向辊轮装置上部设置有压紧板41，上导向辊轮16的空心轴以及轴承设置在滑动板42上，滑动板两端滑动设置在两边设置的滑槽板一44a和滑槽板二44b的滑动槽42a中，滑动板42与压紧板41之间设置有压紧弹簧43。

在本实施例中，空心轴内流动的冷却介质为冷却水，从侧面观察，冷却水从压紧板上设置的连接头上进入，压紧板与下导向辊轮二17b的空心轴之间利用冷却管一18a连通，上导向辊轮16与下导向辊轮一17a的空心轴之间利用冷却管二18b连通，冷却管一18a和冷却管二18b为耐压软管，冷却水形成一个流动的回路。

所述中频感应加热线圈12分别连接各自的控制器，由各自的控制器控制，自前向后多个螺旋状中频感应加热线圈12的加热温度不同，后边的中频感应加热线圈12的加热温度的大于前边中频感应加热线圈12的加热温度，加热温度在150℃-650℃之间。

在本实施例中，一共设置了12个螺旋状中频感应加热线圈12或升温装置，螺旋状中频感应加热线圈12或升温装置中间设置有一个导向辊轮装置，两侧的导向辊轮装置一共设置有13个导向辊轮装置。

所述逐步升温部10长度在5≤L≤15米范围内，所述轧制钢筋40传送速度为0.2-1.5m/S。在本实施例中，采用了0.8 m/S的传送速度。

所述快速降温部20设置有沿着钢筋40传送方向的冷却风筒，冷却风筒上设置有风机22，风机22由一个或多个组成，在本实施例中，设置了一个风机22，由中间向两侧吹风。

所述空心轴内流动的冷却介质为冷却液或冷却气体，在本实施例中，利用了冷却水进行冷却，可防止导向滚轮的轴与轴承之间受热膨胀无法转动。

所述自然冷却部30长度在5米以上，在本实施例中，采用了10米的自然冷却部长度。

所述多个升温装置分别设置有各自的保温罩13，保温罩13后侧设置有铰接轴，保温罩13开口侧设置有开关手柄。

多个升温装置之间的温度差在20-80℃之间，逐步升温部自前向后温度逐渐升高。

图3快速降温部20的剖面结构示意图。所述冷却风筒包括内风筒21b和外风筒21a，内风筒21b与外风筒21a之间端面为密封连接面24，内风筒21b两端为出风口，内风筒21b外周上设置有多个进风孔23，进风孔23的大小与距离风机22吹风口远近成正比。

本实用新型通过设置逐步升温部10能够消除冷轧成型后钢筋40内部形成的应力，调整内部组织结构，通过利用中频加热，降低钢筋40的铁素体体积份数，控制其中的铁素体可优化塑性变形；通过设置快速降温部20，可增加钢筋40表面淬火层，特别是利用中频感应加热可进一步提高淬火层深度，进而提高钢筋40的屈服强度和抗拉强度，通过设置自然冷却部30，能够使钢筋40心部的组织转换成铁素体和珠光体组织，保证钢筋40的伸长率；通过将冷却风筒中设置内风筒21b和外风筒21a，内风筒21b与外风筒21a之间端面密封连接，内风筒21b两端为出风口，内风筒21b外周上设置有多个进风孔23，进风孔23的大小与距离风机22吹风口远近成正比，能够在钢筋40的表面形成均匀的冷却风，可得到均匀的表面淬火层，从而提高钢筋40的抗拉强度，特别是提高钢筋40表面的抗拉强度，通过设置较长的自然冷却部30，能够逐步消除钢筋40内部的残余应力，增强钢筋40的力学性能。利用本实用新型，可提高钢筋的抗拉强度，保证钢筋的伸长率，可得到理想的外形色泽，提高抗氧化、抗腐蚀能力，进一步提高钢筋混凝土的承载能力和抗裂能力。