[发明专利]一种钢板淬火冷却方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及热处理淬火冷却领域，具体地，涉及的是一种钢板淬火冷却方法及相应的设备。

背景技术

热处理是指将奥氏体组织状态的钢以适当速度冷却，获得预期组织与性能的过程。钢在淬火冷却过程中除了组织和性能发生变化外，还伴随着产生开裂和畸变。如果钢在淬火中产生开裂将造成报废，淬火开裂可以通过合适的工艺和淬火方式来避免；淬火畸变是指工件的原始尺寸或形状在淬火冷却时发生的变化，无论通过何种措施（改变加热与冷却工艺、装夹方式、淬火介质种类、淬火方式）都无法避免淬火畸变的产生，所不同的是产生畸变的大小。这里的钢板是指钢锭经轧制或锻造而成一定厚度的矩形体或其它形状板类件。

目前钢板淬火分为轧后在线淬火和轧后或锻后重新加热淬火两类。轧后在线淬火是将经热轧后的钢板直接输送到专用淬火机上以水平的方式进行淬火冷却，专用淬火机在上板面设置有压力机构，钢板的上下板面在上下喷水的状态下实现淬火冷却，对于板厚小的钢板采用该方式淬火冷却可以控制畸变量在一定范围内，对于板厚大的钢板由于专用淬火机压力机构的压力限制，控制淬火畸变的效果不明显；钢板重新加热淬火，普遍采用台车炉或辊底炉加热，然后采用行车和专用夹钳将钢板转移到淬火槽中进行浸液淬火冷却。钢板浸液淬火的入液方式有两种，一种为钢板上下板面与淬火介质液面之间呈水平方式浸液淬火，这种方式淬火冷却由于下板面产生的蒸汽膜厚度大于上板面，造成上板面的冷却强度明显大于下板面，导致淬火后钢板的畸变量明显增大。另一种为钢板的上下板面与淬火介质液面呈垂直方式浸液淬火冷却，这种方式由于减少了上下板面之间的冷却差异，淬火后的畸变量相对较小，但是这种淬火方式需要在淬火之前将水平加热的钢板翻转90°，需要配置大型专用翻转机构，对厂房高度空间有要求，同时由于宽板面钢板先浸液一边与后浸液一边的冷却时间差较大而影响板面质量的一致性。

经对现有技术文献检索发现，作者Wolfram Schupe,Holger Kehler,Wang Peizhong等在“第六届中国国际钢铁大会论文集”发表的《高效钢板淬火-回火热处理工艺》（2010:614-617）文章，介绍了一种固定式淬火机，该淬火机可以和周期式辊底炉配套使用，每次能淬一块钢板，钢板出炉后被输送到淬火机内，然后被紧紧的夹持住，水从钢板的上面和下面通过喷嘴喷向钢板。通过控制喷嘴在钢板的边缘和中部形成不同的喷水区，结合钢板刚性地夹持在淬火机内，可确保钢板具有很好的平直度，特别是薄钢板。为了这个目的，喷水方式必须是均匀覆盖整个钢板表面，这需要喷嘴的最佳配置及高压水的稳定供给。由于钢板上下板面夹持力的限制，这种淬火冷却方式对控制大厚度钢板畸变效果不佳。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可显著减小钢板淬火冷却畸变的淬火冷却方法及设备。

根据本发明的一个方面，提供一种钢板淬火冷却方法，该方法将钢板板面以与液面平行的方式放置在淬火槽上方的料架上，料架在驱动装置的驱动下以料架长度方向的一侧为转轴向下旋转一定角度，此时钢板部分浸入到液体之中，同时向淬火槽内注入液体，淬火槽中液体的液面上升直到将钢板全部浸没，从而实现钢板倾斜淬火冷却的目的。本发明可以快速方便的实现钢板以一倾斜角度浸入液体之中，解决了钢板水平放置浸入液体后钢板下表面大量蒸汽膜不能顺畅排出而产生上下板面冷却强度差异大的问题，同时也减小了钢板垂直方式浸入液体中的先浸液一边与后浸液一边的时间差。

根据本发明的另一个方面，提供一种钢板淬火冷却设备，该设备包括：淬火钢板倾斜浸液与出液系统、由外槽体向内槽体注水系统、快速放水系统，其中：所述淬火钢板倾斜浸液与出液系统由升降驱动装置、料架、转轴和支座组成；所述由外槽体向内槽体注水系统由内槽体、外槽体、向内槽注水管路、泵和由外槽抽水管路组成；上述各部件连接方式为：升降驱动装置设置在外槽体的一侧或顶部，内槽体设置在外槽体内，料架、转轴、支座和定位桩设置在内槽体内，快速放水系统设置在内槽体的外侧上部，向内槽注水管路、泵和由外槽抽水管路设置在外槽体的外侧下部将内槽体与外槽体联通。

优选地，所述的由外槽体向内槽体注水系统，通过该系统将外槽体与内槽体联通，在泵的驱动下将外槽体的水注入到内槽体内。该系统装有止回阀，在泵停止工作的情况下内槽体的液体不会流到外槽体中。外槽体向内槽体注水系统的数量是根据需要注入的水量和注水速率确定，并且可以沿外槽体的四周设置。