[发明专利]一种金属板带材热处理螺旋辊道

说明书

本发明公开了一种金属板带材热处理螺旋辊道，由螺旋辊本体、传动轴承座、支撑轴承座、辊环组成，安装于辊式淬火机高压段和部分低压段，用于2～300mm厚普碳钢、低合金钢、不锈钢、特种合金等金属板带材快速冷却(淬火、固溶)热处理。该螺旋辊道一方面可快速、定向排除金属板带材热处理冷却过程中壁面冷却残水，避免冷却软点和高温带产生，另一方面可通过导流、均流设计实现宽向流量分区控制，提高金属板带材冷却效率和均匀性。

技术领域

本发明属于金属板带材热处理装备技术领域，涉及一种金属板带材热处理螺旋辊道。

背景技术

金属板带材热处理涉及正火、淬火、回火、控制冷却、固溶等工艺过程，其中淬火、控制冷却、固溶等工艺需要将金属板带材加热至一定温度(一般≥800℃)后，采用水冷方式以一定冷却速度降至工艺终冷温度，以达到改善金属内部组织和结构、提升性能的目的。

金属板带材热处理通常采用辊底式热处理炉完成加热工序、采用辊式淬火机完成淬火、控制冷却等工序。辊式淬火机冷却能力强、冷却均匀、冷却后板带材板形好，可用于碳素钢、不锈钢、特种合金、钛合金、铝合金等金属板带材淬火、固溶、控制冷却等生产，是大型热处理线主要冷却设备形式。辊式淬火机采用射流冲击淬火方式，高压、大流量冷却水高速冲击板带材上下表面，刺穿表面蒸汽膜，实现直接与壁面单相强制对流换热，壁面换热效率高、换热可控性好。

金属板带材冷却过程中，冷速、板形是主要工艺指标。对于10mm以下极薄规格金属板带材，淬火机高压段采用狭缝喷嘴和多排圆孔倾斜射流喷嘴，实施大流量瞬时大冷速射流冷却，保证冷却过程中相变彻底、准瞬态发生，提高冷却温降和性能的均匀性，减小冷却应力；对于100mm以上特厚金属板材，淬火机高压段实施大温度梯度冷却，高压、大流量冷却水迅速降低板带材厚向近表面至1/4厚度区间温度，为心部大温度梯度导热奠定传热基础，低压段实施持续高效冷却，实现壁面换热与内部导热的动态平衡，持续提升心部冷速和断面冷却均匀性；对于3500mm宽以上超宽板带材，冷却过程进行宽向流量分区控制，保证宽向中部与边部温降/相变准同步发生，提高板带材宽向冷却均匀性。上述冷却工艺的实施均需要淬火机高压段大流量、高冷速冷却和低压段高效持续冷却，大量热交换后的残余冷却水需要及时、有序的排走，提高新水与高温壁面接触、换热的机会和能力，同时实现宽向流量分区控制。

专利CN207483787U，公开了一种金属表面处理螺旋辊，包括辊体和螺旋线加工刀刃。该螺旋辊用于金属构件表面处理，去除表面氧化皮及脱碳层，实现金属强化和表面耐磨性，与本发明金属板带材热处理螺旋辊道的排水、输送钢板、分流等功能无关。

专利CN202246754U，公开了一种辊筛内螺旋淬火机，包括螺旋淬火滚筒、减速箱、电机和滑道。该淬火机下半部浸入水槽中，用于球形或圆棒形金属工件进行淬火，与本发明金属板带材辊式淬火螺旋辊道在结构和功能上差别较大。

专利CN104099462A，公开了一种螺旋水冷式炉底辊，包括辊体、连接在辊体两端的辊轴。该辊道用于板带热镀锌加热炉，特点是水冷均匀、炉辊冷却效果好，与本发明金属板带材冷却辊道在结构和功能上差别较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属板带材热处理螺旋辊道，安装于辊式淬火机高压段和部分低压段，一方面可快速、定向排除金属板带材热处理冷却过程中壁面冷却残水，避免冷却软点和高温带产生；另一方面可通过导流、均流设计实现宽向流量分区控制，满足金属板带材热处理水冷高冷速、高冷却均匀性和高平直度板形需求，提高金属板带材冷却效率和均匀性。