[发明专利]一种热轧、热锻钢球余热淬火装置及淬火工艺

说明书

本发明提供了一种热轧、热锻钢球余热淬火装置及淬火工艺，所述淬火装置包括淬火水槽，以及倾斜设置在淬火水槽内的螺旋推升机构，所述淬火水槽内装有淬火介质，所述淬火水槽通过设置在螺旋推升机构下方的支撑板分为急冷区和缓冷区；所述螺旋推升机构推动钢球经急冷区、缓冷区自下而上移动；所述淬火工艺基于上述装置进淬火后的钢球硬度均匀，无开裂，力学性能得到改善。

技术领域

本发明属于球类热轧、热锻锻件热处理技术领域，具体涉及采用一种热轧、热锻钢球余热淬火装置及淬火工艺。

技术背景

冶金工业在我国工业产业链中，处于整个产业链的上游，承担着为制造业提供原材料及能源的重任，在促进国民经济发展、加强国防建设和实现“中国制造—2025”中的地位十分重要。热轧、热锻和铸造的钢球是冶金工业企业研磨各种矿料的主要介质和易损件，年需求量在500万吨，(其中热轧、热锻钢球占65％)以上。国际同行业热轧、热锻钢球研磨每吨矿料平均耗损低于0.7kg，目前国内很多企业还达不到这一质量水平，其主要原因就是热处理工艺亟须改进。譬如国内具有代表性的热处理工艺是采用箱式炉或隧道/转盘通过式炉加热后浸水淬火，由于钢球在炉内受热不匀，淬火时介质流动性不好，介质温度不能精确控制，造成钢球硬度不均匀、力学性能差，研磨矿料时失圆或开裂。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种热轧、热锻钢球余热淬火装置及淬火工艺，实现热处理工艺技术创新，达到球类锻件淬硬度均匀、力学性能好的效果，从而提高钢球的使用寿命。

本发明解决上述技术问题，一方面提供了一种热轧、热锻钢球余热淬火装置，所述装置包括淬火水槽，以及倾斜设置在淬火水槽内的螺旋推升机构，所述淬火水槽内装有淬火介质，所述螺旋推升机构包括转轴以及缠绕设置在转轴上的螺旋叶片，所述螺旋叶片外侧设有轴向半圆筒形输送滑槽，所述螺旋推升机构一端固定在淬火水槽的底部，其转轴与淬火水槽底面成10～15°夹角，该螺旋推升机构另一端连接电机；所述淬火水槽通过设置在螺旋推升机构下方的支撑板分为急冷区和缓冷区；所述螺旋推升机构推动钢球经急冷区、缓冷区自下而上移动。

进一步地，所述螺旋叶片为镂空式结构。

进一步地，所述螺旋推升机构的转轴与淬火水槽底面夹角为13°。

进一步地，所述电机为变频电机，使螺旋推升机构可以变频调速，以满足不同球径钢球的淬火速度。

进一步地，所述急冷区和缓冷区的侧壁上分别设有用于水冷交换的给水口，且各区还分别设有热电偶及流量计，以控制介质温度、流量和水冷交换。

进一步地，所述急冷区侧壁上设有通用溢流口，所述通用溢流口下方设有机动溢流口，所述机动溢流口的中心线与螺旋推升机构终端螺旋叶片下切点的垂直距离为200mm。

进一步地，所述急冷区与缓冷区的给水口均设置在机动溢流口的下方。

本发明另一方面提供一种热轧、热锻钢球余热淬火工艺，该工艺包括如下步骤：

1.将热轧、锻制后的钢球，通过提升机和控温输送滑道送入上述淬火装置；钢球送入淬火装置时，控制其温度为750℃±10℃；

2.钢球通过螺旋推升机构由下至上依次经过急冷区与缓冷区淬火，钢球在急冷区过冷至230℃的M_S线时，进入缓冷区淬火，钢球上行脱离缓冷区后进入低温回火工序。

进一步地，所述步骤2的具体操作为：钢球进入急冷区时，增加冷却给水，控制急冷区给水流量为8～10m³/h，增加钢球冷却速度，确保钢球过冷至230℃的MS线时，钢球进入缓冷区，钢球进入缓冷区后，减少冷却给水，控制缓冷区给水流量为3～4m³/h，降低钢球冷却速度。

进一步地，淬火水槽内的淬火介质温度为30℃～35℃。