申请/专利权人：扬州诚德重工有限公司

申请日：2018-06-14

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN108676984B

主分类号：C21D1/667

分类号：C21D1/667;C21D1/63

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2018.11.13#实质审查的生效;2018.10.19#公开

摘要：在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，涉及一种新型大规格特钢锻造和轧制生产的冷却设备，包括桥式起重机、底座、输入辊道、多套旋转冷却装置、输出辊道、特殊钢冷却槽和收集台架；旋转冷却装置包括一根长轴、一根淬火喷嘴管道、一根侧强压喷嘴管道、冷却风机和多组旋转辊组件，长轴的一端连接电机；旋转辊组件包括支撑座、轴承座、主动辊、被动辊，支撑座固定在底座上，轴承座连接在支撑座上，主动辊和被动辊均横向支撑在轴承座上，主动辊的一端与长轴传动连接；在淬火喷嘴管道上连接若干个淬火喷嘴，在侧强压喷嘴管道上连接若干个侧强压喷嘴，冷却风机连接在底座上。本发明效率高。

主权项：1.在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床的冷却方法，其特征在于：包括桥式起重机和底座，在桥式起重机的下方由输入端向输出端依次设置输入辊道、多套旋转冷却装置、输出辊道、特殊钢冷却槽和收集台架；所述桥式起重机包括中间的主梁和两侧的端梁，主梁横向布置，端梁纵向布置，主梁的两端通过行走装置在端梁上运动，主梁的下方连接多个吊钩；所述输入辊道包括平行布置的多根圆柱辊，多根圆柱辊均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁之间的下方，工件位于多根圆柱辊上；多套旋转冷却装置沿主梁的行走方向布置，多套旋转冷却装置连接在底座上；旋转冷却装置包括一根长轴、一根淬火喷嘴管道、一根侧强压喷嘴管道、冷却风机和多组旋转辊组件，所述长轴横向支撑在底座上，长轴的一端连接电机；多组旋转辊组件间隔布置在两根端梁之间的下方，旋转辊组件包括支撑座、轴承座、主动辊、被动辊，支撑座固定在底座上，轴承座连接在支撑座上，主动辊和被动辊均横向支撑在轴承座上，主动辊的一端与所述长轴通过齿轮和链条传动连接，工件位于主动辊与被动辊之间；所述淬火喷嘴管道横向布置并与支撑座连接，在淬火喷嘴管道上连接若干个淬火喷嘴，每个淬火喷嘴的出口均竖直朝上布置；所述侧强压喷嘴管道横向布置并与支撑座连接，在侧强压喷嘴管道上连接若干个侧强压喷嘴，淬火喷嘴和侧强压喷嘴对着工件；所述冷却风机连接在底座上，冷却风机位于工件的一端；所述输出辊道包括平行布置的多根圆弧型辊，多根圆弧型辊均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁之间的下方，工件位于多根圆弧型辊上；操作步骤如下：1）、锻造或轧制特钢来料由辊道输送进入冷床区域：坯料温度到900°C～1080°C，根据钢种进行控制轧锻后的温度；2）、行车吊运：主梁在端梁上来往运输，将工件送到指定的受料工位；行车由电气自动控制，并由程序进行自动识别有空的工位，按顺序进行布置摆放，同时通过电气进行控制，保证按时、按位精确放置，并平行退出工位，行车回到下一个指定工位；3）、旋转冷却输送到工位的工件进行旋转，通过电机带动长轴进行旋转托辊，由于工件自重，在摩擦力的条件下自行旋转，由于钢件在900℃以上高温状态下有一定的塑性，进行自身调节弯曲，同时由于旋转式空气或水雾进行冷却时比较均匀，不会导致冷却不均匀因此的外加应力弯曲变形；4）、控制冷却根据工件的钢种属性，和工艺要求进行喷水冷却，淬火喷嘴在正下方由一定压力的淬火水进行喷冷，同时根据冷却强度要求，可以开启侧强压喷嘴进行加强冷却，以满足淬火的要求和淬透性要求；5）、冷却完毕冷却完毕的工件由吊钩吊运到输出辊道进行输出到收集台架，转运至下道工序；6）、对于不锈钢，高合金钢，由吊钩直接吊运到特殊钢冷却槽进行强制冷却，特殊钢冷却槽内的水通过泵与外界的水池进行循环处理保证冷却水的温度符合工艺要求。

全文数据：在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床技术领域[0001]本发明涉及一种新型大规格特钢锻造和轧制生产的冷却设备，属于冶金锻造机械制造技术领域，是指一种锻造或乳制后冷却方法和后道冷却精整设备。背景技术[0002]锻造、乳制加工特钢后的热处理的是特钢制造领域非常重要的钢材精整并提高性能的方法，其技术水平和生产能力体现了一个国家的工业技术水平，对国民经济建设有着重大影响。[0003]常用的特钢冷却方法，一般功能单一，冷却不受控制，容易弯曲，效率低下，性能不稳定，成材率低等诸多缺点。[0004]常用的冷却设备方法有1、自由冷却自由冷却指锻造、乳制后特钢放置在场地上，空气中自由冷却，由于冷却空气不对流，和热传导不均匀，导致局部冷却快，部分局部冷却慢的情况。[0005]2、坑冷却将工件置于坑内进行缓冷，但是不能控制冷却速度和冷却强度，且冷却对直线度等外部尺寸无法进行控制。[0006]3、炉冷却将工件置于炉内进行缓冷，控制冷却速度可行，但是装炉量和冷却效率低下，不能实施在线生产，且不能进行在线淬火。[0007]4、推钢式冷床一种机械式冷床，采用动力推动工件在冷床上进行滑动或局部滚动，占地面积大，机械投资大，滚动效果弱，且不能实施在线控制冷却，甚至淬火。[0008]5、步进式冷床一种冷却冷床，步进式输送方式，投资大，采用耐热钢，但是占地面积大，投资大，同时不能进行有效的控制冷却和在线进行淬火;弯曲的控制能力弱。[0009]以上几种设备一般布置在独立的加工区域，适合于单件、小批量零件的生产，对于与其它工艺制造方式和设备的联合生产，发挥批量生产能力方面较欠缺。发明内容[0010]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种效率高的在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床。[0011]本发明的目的是这样实现的：在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，包括桥式起重机和底座，在桥式起重机的下方由输入端向输出端依次设置输入辊道、多套旋转冷却装置、输出辊道、特殊钢冷却槽和收集台架;所述桥式起重机包括中间的主梁和两侧的端梁，主梁横向布置，端梁纵向布置，主梁的两端通过行走装置在端梁上运动，主梁的下方连接多个吊钩;所述输入辊道包括平行布置的多根圆柱辊，多根圆柱辊均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁之间的下方，工件位于多根圆柱辊上;多套旋转冷却装置沿主梁的行走方向布置，多套旋转冷却装置连接在底座上；旋转冷却装置包括一根长轴、一根淬火喷嘴管道、一根侧强压喷嘴管道、冷却风机和多组旋转辊组件，所述长轴横向支撑在底座上，长轴的一端连接电机;多组旋转辊组件间隔布置在两根端梁之间的下方，旋转辊组件包括支撑座、轴承座、主动辊、被动辊，支撑座固定在底座上，轴承座连接在支撑座上，主动辊和被动辊均横向支撑在轴承座上，主动辊的一端与所述长轴通过齿轮和链条传动连接，工件位于主动辊与被动辊之间；所述淬火喷嘴管道横向布置并与支撑座连接，在淬火喷嘴管道上连接若干个淬火喷嘴，每个淬火喷嘴的出口均竖直朝上布置;所述侧强压喷嘴管道横向布置并与支撑座连接，在侧强压喷嘴管道上连接若干个侧强压喷嘴，淬火喷嘴和侧强压喷嘴对着工件;所述冷却风机连接在底座上，冷却风机位于工件的一端;所述输出親道包括平行布置的多根圆弧型辊，多根圆弧型辊均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁之间的下方，工件位于多根圆弧型辊上。[0012]生产时，多根圆柱辊保证输入钢件的平稳和输送效率，锻造或乳制完毕的工件，从输入辊道进入多功能冷床受料区域多套旋转冷却装置），顶部的主梁在端梁上来往运输，吊钩将工件送到指定的受料工位，电机通过链轮链条传动通过长轴进行传动，保证工件在主动辊和被动辊上进行旋转，冷却;冷却时，由淬火喷嘴和侧强压喷嘴进行强制或者控制喷水进行冷却；同时工件在冷却条件下进行旋转，边旋转，边冷却。冷却完毕，达到控制要求的工件由吊钩吊运至输出辊道输送至后道工序，如收集台架或者回火工序等下一道工序输出。对于不锈钢、及高合金钢或者特殊要求的特殊钢的材料进行特殊手段的淬火冷却或控制冷却，工件由吊钩直接吊运至特殊钢冷却槽，进行强行固溶或者强行淬火。按淬火工艺进行淬火完毕的工件吊运出特殊钢冷却槽后，单独放置在收集台架进行收集。[0013]高效生产时，操作步骤如下：1、锻造或乳制特钢来料由辊道输送进入冷床区域：坯料温度大约到90TC〜108TC，根据钢种进行控制轧锻后的温度；2、行车吊运：主梁在端梁上来往运输，将工件送到指定的受料工位。[00M]行车由电气自动控制，并由程序进行自动识别有空的工位，按顺序进行布置摆放，同时通过电气进行控制，保证按时、按位精确放置。并平行退出工位，行车回到下一个指定工位；3、旋转冷却输送到工位的工件进行旋转，通过电机带动长轴进行旋转托辊，由于工件自重，在摩擦力的条件下自行旋转，由于钢件在900以上高温状态下有一定的塑性，进行自身调节弯曲，同时由于旋转式空气或水雾进行冷却时比较均匀，不会导致冷却不均匀因此的外加应力弯曲变形。[0015]4、控制冷却根据工件的钢种属性，和工艺要求进行喷水冷却。淬火喷嘴在正下方由一定压力的淬火水进行喷冷，同时根据冷却强度要求，可以开启侧强压喷嘴进行加强冷却，以满足淬火的要求和淬透性要求。Luuio」t、作却完毕。[0017]冷却完毕的工件由吊钩吊运到输出辊道进行输出到收集台架，转运至下道工序；6、对于特殊钢如不锈钢，高合金钢等特殊钢种，由吊钩直接吊运到特殊钢冷却槽进行强制冷却，特殊钢冷却槽内的水通过栗与外界的水池进行循环处理保证冷却水的温度符合工艺要求，当然水槽也可以按工艺要求放入淬火其他介质液体。[0018]本发明具有以下优点：1、多功能性冷床;不仅冷却、还可以执行旋转矫直功能；2、可以进行控制冷却:空冷，控制冷却，风冷、雾化冷却、喷水淬火、沉浸式淬火；3、在线式冷却，淬火使得工业化生产的效率得以提升，比传统的离线淬火效率高。[0019]3、本发明适用于连续化工业锻造和轧制生产，成本低廉，能耗低。[0020]4、尺寸精度高，成品尺寸直线度可达土丨咖m。[0021]5、最终的特钢性能均匀，在周长36〇度方向冷却均匀，性能均匀，硬度和机械屈服和抗拉强度等机械性能均匀。[0022]7、减少后道工序的工作量，例如矫直和后续再热处理。[00M]本发明的特殊钢冷却槽为下沉式水槽，特殊钢冷却槽的底部低于所述底座的底部。采用下沉式水槽的优点：1、考虑吊钩的起吊高度不能太高，2、下沉后的水槽可以储存水的容量更大，便于控制水温在合理工艺温度要求以下，避免水温过高。[0024]为了保证输入工件的平稳和输送效率，多根圆柱辊等距离间隔布置。[0025]为了保证效率，旋转冷却装置有八套，也可以更多套。[0026]为了更稳固地支撑，适合一定长度的工件，旋转辊组件有六组。[0027]为了使喷嘴更合理的对准工件，侧强压喷嘴与水平面之间的夹角为10。。附图说明[0028]图1为本发明的结构示意图。[0029]图2为图1的侧视图。[0030]图3为图1的俯视图。[0031]图4为本发明的立体视图。[0032]图5为旋转冷却装置的结构示意图。[0033]图6为图5的左视图。[0034]图7为图5的立体图。[0035]图8为图5的俯视图。[0036]图中，1工件，2输入辊道，2-1圆柱辊，3桥式起重机，3-1主梁，3-2行走装置，3-3端梁，3-4吊钩，4底座，5长轴，6输出辊道，7淬火喷嘴管道，8旋转冷却装置，9侧强压喷嘴管道，10收集台架，11旋转辊组件，12冷却风机，13电机，14特殊钢冷却槽，15支撑座，16轴承座，17主动辊，18被动辊，ig链条，20侧强压喷嘴，21限位支撑杆，22淬火喷嘴，23斜向导向杆，24竖杆。具体实施方式[0037]如图1一8所示，在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，包括桥式起重机3和底座4，在桥式起重机3的下方由输入端向输出端依次设置输入棍道2、八套旋转冷去卩装置8、输出辊道6、特殊钢冷却槽14和收集台架10。[0038]桥式起重机3包括中间的主梁3-1和两侧的端梁3_3,主梁3-1横向布置，端梁3_3纵向布置，主梁3-1的两端通过行走装置3-2在端梁3_3上运动，主梁3-1的下方连接六个吊钩3-4〇[0039]输入辑道2包括平行布置的多根圆柱親2-1，多根圆柱辅2-1均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁3-3之间的下方，工件1位于多根圆柱辊2-1上。’[0040]八套旋转冷却装置8沿主梁3_1的行走方向布置，八套旋转冷却装置8连接在底座4上。旋转冷却装置8包括一根长轴5、一根淬火喷嘴管道7、一根侧强压喷嘴管道9、冷却风机12和六组旋转辊组件11。[0041]长轴5横向支撑在底座4上，长轴5的一端连接电机13。六组旋转親组件11间隔布置在两根端梁3_3之间的下方，旋转辊组件11包括支撑座15、轴承座16、主动辊17、被动辊18，支撑座15固定在底座4上，轴承座I6连接在支撑座15上，主动辊17和被动辊18均横向支撑在轴承座16上，主动辊17的一端与长轴5通过齿轮和链条19传动连接。[0042]淬火喷嘴管道7横向布置并与支撑座15连接，在淬火喷嘴管道7上连接若干个淬火喷嘴22,每个淬火喷嘴22的出口均竖直朝上布置。侧强压喷嘴管道9横向布置并与支撑座15连接，在侧强压喷嘴管道9上连接若干个侧强压喷嘴2〇,侧强压喷嘴20与水平面之间的夹角为10°。冷却风机12连接在底座4上。工件1位于主动辊17与被动辊I8之间，淬火喷嘴22和侧强压喷嘴20对着工件1，冷却风机12位于工件1的一端。[0043]输出辊道6包括平行布置的多根圆弧型辊6-1，多根圆弧型辊6-1均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁3-3之间的下方，工件1位于多根圆弧型辊6-1上。[0044]特殊钢冷却槽14为下沉式水槽，特殊钢冷却槽14的底部低于底座4的底部。[0045]收集台架10包括六组——对应连接的限位支撑杆21、斜向导向杆23、竖杆24,竖杆24靠近特殊钢冷却槽14,限位支撑杆21远离特殊钢冷却槽14,斜向导向杆23的高端与竖杆24连接，低端与限位支撑杆21连接，限位支撑杆21的上端位于斜向导向杆23的上方形成对工件1的限位。[0046]八套旋转冷却装置8保证工件1在主动辊17和被动辊18之间进行旋转，冷却。冷却时，由淬火喷嘴22和侧强压喷嘴20进行强制或者控制喷水进行冷却；同时工件1在冷却条件下进行旋转，边旋转，边冷却。冷却完毕，达到控制要求的工件1由吊钩吊运至输出辊道6输送至后道工序，如收集台架或者回火工序等下一道工序输出。[0047]对于不锈钢、及高合金钢或者特殊要求的特殊钢的材料进行特殊手段的淬火冷却或控制冷却，工件1由吊钩直接吊运至特殊钢冷却槽14进行强行固溶或者强行淬火，按淬火工艺进行淬火完毕的工件1吊运出特殊钢冷却槽14后，单独放置在收集台架1〇进行收集。

权利要求：1.在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，其特征在于:包括桥式起重机和底座，在桥式起重机的下方由输入端向输出端依次设置输入辊道、多套旋转冷却装置、输出辊道、特殊钢冷却槽和收集台架；所述桥式起重机包括中间的主梁和两侧的端梁，主梁横向布置，端梁纵向布置，主梁的两端通过行走装置在端梁上运动，主梁的下方连接多个吊钩；所述输入辊道包括平行布置的多根圆柱辊，多根圆柱辊均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁之间的下方，工件位于多根圆柱辊上；多套旋转冷却装置沿主梁的行走方向布置，多套旋转冷却装置连接在底座上;旋转冷却装置包括一根长轴、一根淬火喷嘴管道、一根侧强压喷嘴管道、冷却风机和多组旋转辊组件，所述长轴横向支撑在底座上，长轴的一端连接电机;多组旋转辊组件间隔布置在两根端梁之间的下方，旋转辊组件包括支撑座、轴承座、主动辊、被动辊，支撑座固定在底座上，轴承座连接在支撑座上，主动辊和被动辊均横向支撑在轴承座上，主动辊的一端与所述长轴通过齿轮和链条传动连接，工件位于主动辊与被动辊之间；所述淬火喷嘴管道横向布置并与支撑座连接，在淬火喷嘴管道上连接若干个淬火喷嘴，每个淬火喷嘴的出口均竖直朝上布置;所述侧强压喷嘴管道横向布置并与支撑座连接，在侧强压喷嘴管道上连接若干个侧强压喷嘴，淬火喷嘴和侧强压喷嘴对着工件;所述冷却风机连接在底座上，冷却风机位于工件的一端；所述输出辊道包括平行布置的多根圆弧型辊，多根圆弧型辊均纵向布置，并且间隔布置在两根端梁之间的下方，工件位于多根圆弧型辊上。2.根据权利要求1所述在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，其特征在于:所述特殊钢冷却槽为下沉式水槽，特殊钢冷却槽的底部低于所述底座的底部。3.根据权利要求1所述在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，其特征在于:多根圆柱辊等距离间隔布置。4.根据权利要求1所述在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，其特征在于:旋转冷却装置有八套。5.根据权利要求1所述在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，其特征在于:旋转辊组件有六组。6.根据权利要求1所述在线多功能多工位控制冷却型淬火冷床，其特征在于:所述侧强压喷嘴与水平面之间的夹角为10°。

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