在线控时控温穿水淬火冷却装置制造方法及图纸

一种钢铁制造技术领域的在线控时控温穿水淬火冷却装置，包括：轧机、冷却单元和辊道组成的生产线，若干辊道在轧机与冷却单元之间和冷却单元与冷却单元之间等间隔布置并负责传送钢材，若干个冷却单元设置于轧机的后端且每个冷却单元之间间隔２－５个辊道间隔的距离。本发明专利技术中的每个冷却单元均可实现在线穿水冷却和空冷两种状态转换，即冷却单元开启为穿水冷却，冷却单元非开启为空冷。本发明专利技术能够按照钢材淬火冷却工艺的要求设定各冷却单元的冷却状态，为钢材淬火冷却提供相应的冷却强度，既避免了钢材因冷却过快而引起开裂，也达到了获取预期组织与性能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种钢铁制造
的装置，具体是一种钢材轧后在线控时控 温穿水淬火冷却装置。
技术介绍
控时控温水_空交替淬火冷却是指将钢材加热到Ara或Aa点以上某一温度并保持 一定时间后，以水和空气为冷却介质，采用水冷与空冷交替的方式对钢材冷却时间进行控 制(控时)和对钢材降温进程进行控制(控温)的淬火冷却过程。以钢材在水中穿过的穿 水快速冷却为特征结合空冷对冷却进程进行调节的控时控温冷却技术被称为控时控温穿 水淬火冷却技术。穿水淬火的冷却强度比通常的水喷射淬火的冷却强度更大，采用穿水淬 火冷却可以获得水喷射淬火冷却难以获得的马氏体或贝氏体组织。因此，采用控时控温穿 水淬火冷却是获得高强度组织(马氏体或贝氏体)的有效途径之一。随着对钢铁材料性能要求的提高，在钢材轧后直接在线进行淬火冷却处理已经被 许多钢铁企业采用。围绕轧后的淬火冷却技术开展了多方面的研究，有许多新的技术被应 用到了工程之中。但是，现有国内的轧后淬火冷却多采用水喷射技术，较难得到高强度的马 氏体或贝氏体组织。经对现有技术文献检索发现，中国专利申请号200910197056. X，记载了一种“在线 穿水冷却方法及设备”，该技术采用的穿水淬火冷却的冷却强度大于水喷射淬火冷却的冷 却强度，因此可以获得采用水喷射淬火冷却难以获得的马氏体或贝氏体组织，适合应用于 钢材轧后在线淬火冷却获得预期的高强度组织(马氏体或贝氏体)，该技术的淬火冷却方 式为轧后一段式淬火冷却。但是，对于要求实现轧后控时控温获得预期组织的淬火冷却过 程，采用轧后一段式淬火冷却方式就无法满足要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种在线控时控温穿水淬火冷却装 置，即在轧机后沿辊道方向顺序布置数个冷却单元，每个冷却单元均可实现在线穿水冷却 和空冷两种状态转换，即冷却单元开启为穿水冷却，冷却单元非开启为空冷。为了满足不同 厚度不同材料的钢材对冷却各阶段冷却强度、冷却时间的要求，按照钢材淬火冷却工艺的 要求设定各冷却单元的冷却状态，为钢材淬火冷却提供相应的冷却强度，即避免了钢材因 冷却过快而引起开裂，也达到了获取预期组织与性能的目的。本专利技术是通过以下技术方案实现，本专利技术包括轧机、冷却单元和辊道组成的生产 线，其中若干辊道等间隔布置在轧机与冷却单元之间和冷却单元与冷却单元之间并负责 传送钢材，若干个冷却单元设置于轧机的后端且每个冷却单元之间间隔2-5个辊道间隔的距离。所述的冷却单元包括带机械密封的辊道、淬火槽、供水槽和注水泵系统，其中 淬火槽置于供水槽之上，若干带机械密封的辊道置于供水槽之上且横穿淬火槽并沿钢材运动方向等距离排列，沿钢材运动方向在淬火槽的槽体两侧开有进料口和出料口，注水泵系 统分别与淬火槽和供水槽相连接且从供水槽中抽水注入淬火槽中，并再由淬火槽两侧的进 料口和出料口流出进入到供水槽内；当注水泵系统向淬火槽中注入的水量足够大时，淬火 槽内的液面高于带机械密封的辊道的高度，从而实现钢材在淬火槽中带机械密封的辊道上 的运动是在水中浸没状态下进行，即实现穿水淬火过程。所述的辊道和带机械密封的辊道为适合传输各种类型型钢、钢板、带钢、方钢和圆 钢的辊道。带机械密封的辊道横穿淬火槽的槽体部位设有机械密封装置，实现在进行穿水 淬火过程中带机械密封的辊道与淬火槽的槽体之间的密封。所述的淬火槽为长方形有底无盖的五面体结构，在垂直带机械密封的辊道的槽体 两侧板上开有辊道轴的伸出孔。所述的供水槽为长方形有底无盖的五面体结构，其作用是为淬火槽供水和收集淬 火槽溢流出水的容器。所述的注水泵系统是由泵、阀门、管路组成，作用是将供水槽中的水注入到淬火槽 中。本专利技术通过以下步骤实现冷却经轧制后的钢材在辊道的驱动下进入由数个冷却 单元组成的控时控温穿水淬火冷却生产线，冷却单元的数量及各冷却单元是执行穿水功能 还是空冷功能是根据钢材需要的淬火冷却工艺确定的；为了获得更宽的冷却强度范围，也 可以在冷却单元上增加喷水(喷雾)功能，即根据冷却能力的要求开启穿水、喷水(喷雾) 等功能。本专利技术针对的产品对象是各类钢材，它可以是各种类型型钢、钢板、带钢、方钢和 圆钢。本专利技术的设备特别适用于多品种材料和多品种规格钢材的在线控时与控温淬火 冷却，设置多个冷却单元的目的是根据钢材需要的淬火冷却工艺沿生产线设置开启的冷却 单元和非开启的冷却单元，从而实现钢材的在线控时与控温淬火冷却。本专利技术设备也可以用于离线淬火冷却处理，即将钢材加热到奥氏体单相区或铁素 体和奥氏体的两相区或渗碳体和奥氏体的两相区，然后通过对各个冷却单元的冷却强度 (穿水、喷水(喷雾))设置和空冷状态的转换，实现Q-P-T工艺(淬火-碳分配-回火工 艺)、TRIP钢工艺、贝氏体钢工艺和双相钢工艺等。与现有技术相比，本专利技术是在目前的轧后一段式淬火冷却方式无法满足对轧后需 要有多段不同冷却强度要求情况下提出的，尤其是对处理后性能要求较高的高强度钢的快 冷淬火冷却。采用本专利技术的方法可以在轧后直接实现复杂的淬火冷却工艺。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为冷却单元的结构示意图。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1所示，本实施例包括轧机1、冷却单元2和辊道3组成的生产线，其中棍道 3沿生产线在轧机1与冷却单元2之间和冷却单元2与冷却单元2之间等间隔布置，辊道3 负责传送钢材沿生产线运动，在轧机1后面设置η个冷却单元2，每个冷却单元2之间间隔 2-5个辊道间隔的距离，以保证两个冷却单元之间的出料口和进料口可以顺畅的排水。如图2所示，所述的冷却单元2包括带机械密封的辊道4、淬火槽5、供水槽6、注 水泵系统7，其中淬火槽5置于供水槽6之上，带机械密封的辊道4置于供水槽6之上横穿 淬火槽5并沿钢材运动方向等距离排列，该淬火槽的槽体两侧沿辊道方向开有进料口和出 料口，注水泵系统7由供水槽6中抽水注入淬火槽5中，当注水泵系统7向淬火槽5中注入 的水量足够大时，就会出现淬火槽5内的液面高于带机械密封的辊道4上面一定高度，从而 实现钢材在淬火槽5中的带机械密封的辊道4上的运动是在水中浸没状态下进行，即实现 穿水淬火过程。水的运动过程是通过注水泵系统7将供水槽6中的水注入到淬火槽5中， 然后再由淬火槽两侧的出料口和进料口流出进入到供水槽6之内。本装置通过以下方式进行冷却工作按照Q-P-T工艺要求将9个冷却单元分成三 个组块，即将轧机后面第1个到第4个冷却单元定义为第一组块，将该组块设置为开启状 态，即在该组块实施穿水冷却，实现钢材的淬火过程，在此过程钢材表层及次表层的温度冷 至马氏体开始转变温度(Ms)以下；将第5个到第7个冷却单元定义为第二组块，将该组块 设置为非开启状态，即在该组块实施空冷过程，在此过程钢材表层及次表层温度回升到Ms 以上某个温度进行碳分配；将第8个和第9个冷却单元定义为第三组块，将该组块设置为开 启状态，即在该组块实施穿水过程，在此过程钢材温度降低到Ms以上某一温度，从而实现 回火。上述方法得到微观组织为马氏体+残留奥氏体+碳化物的马氏体钢。如果将钢材加热到铁素体和奥氏体两相区保温一段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线控时控温穿水淬火冷却装置，其特征在于，包括：轧机、冷却单元和辊道组成的生产线，其中：若干辊道在轧机与冷却单元之间和冷却单元与冷却单元之间等间隔布置并负责传送钢材，若干个冷却单元设置于轧机的后端且每个冷却单元之间间隔２－５个辊道间隔的距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乃录，戎咏华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]