[发明专利]一种铝合金中厚板多级淬火冷却喷淋系统及实施方法

权利要求书

1.一种铝合金中厚板多级淬火冷却喷淋系统，其特征在于：所述的铝合金中厚板多级淬火冷却喷淋系统包含：依次布置的第一级冷却区（a）、第二级冷却区（b）、第三级冷却区（c）、第四级冷却区（d）和空冷烘干区（e）；每一级冷却区均包含有位于板材（2）上表面上方布置的喷嘴组和管道；还包含有位于板材（2）下表面下方的辊道（3）之间以固定高度布置的喷嘴组和管道；

第一级冷却区（a）包含风雾喷刀装置（a1）、淬火水输送管道（a2）和淬火水喷嘴组（a3）；所述的风雾喷刀装置（a1）包含包覆于水雾输送管道（a1-2）之外的风输送管道（a1-1），包覆于水雾喷刀（a1-4）之外的风刀（a1-3）；冷却风和水雾分别经风输送管道（a1-1）和水雾输送管道（a1-2）送至风刀（a1-3）和水雾喷刀（a1-4）后，以固定喷射角度α1喷射至板材表面；淬火水经淬火水输送管道（a2）送至淬火水喷嘴组（a3），以固定角度α2喷射至板材表面；

第二级冷却区（b）包含沿长度方向交错布置的水雾喷嘴组（b3）和淬火水喷嘴组（b5），沿宽度方向布置且位于板材上表面上方的水雾喷嘴输送支管道（b2）和淬火水喷嘴输送支管道（b4），布置于第二级冷却区（b）两端并沿宽度方向分成若干组的水雾喷嘴输送母管道（b1）和淬火水喷嘴输送母管道（b6）；

第三级冷却区（c）包含沿长度方向交错布置的水雾喷嘴组（c6）和淬火水喷嘴组（c3），沿长度方向布置的水雾喷嘴输送支管道（c5）和淬火水喷嘴输送支管道（c2），以及布置于宽度方向的水雾喷嘴输送母管道（c4）和淬火水喷嘴输送母管道（c1）；

第四级冷却区（d）包含淬火水喷嘴（d3）、沿长度方向布置的淬火水喷嘴输送支管道（d2）以及布置于宽度方向的淬火水喷嘴输送母管道（d1）；

空冷烘干区（e）包括人字形排布的风刀（e2）和提供冷却风的风箱（e1）；

所述风雾喷刀装置（a1）的喷射角度α1的取值范围为0°~35°；

所述的第一级冷却区（a）中的淬火水喷嘴采用扇形喷嘴，喷射角度α2的取值范围为0°~35°；

所述的第二级冷却区（b）中的布置于板材上表面上方的水雾喷嘴输送母管道（c4）和淬火水喷嘴输送母管道（c1）具有上下移动的功能，水雾喷嘴输送支管道（b2）和淬火水喷嘴输送支管道（b4）具有旋转功能；

所述第二级冷却区（b）中的水雾喷嘴组（b3）和淬火水喷嘴组（b5）的喷射角度α3取值范围为0°~35°，水雾喷嘴组（b3）采用实心锥喷嘴，淬火水喷嘴组（b5）采用扇形喷嘴；

所述第三级冷却区（c）中的位于板材上表面上方的水雾喷嘴组（c6）和淬火水喷嘴组（c3）具有上下移动调节喷淋高度的功能。

2.根据权利要求1所述的铝合金中厚板多级淬火冷却喷淋系统，其特征在于：所述水雾喷嘴组（c6）和淬火水喷嘴组（c3）的喷射角度α5取值范围0°~35°，水雾喷嘴组（c6）采用实心锥喷嘴，淬火水喷嘴组（c3）采用扇形喷嘴。

3.根据权利要求1所述的铝合金中厚板多级淬火冷却喷淋系统，其特征在于：所述第四级冷却区（d）中的淬火水喷嘴（d3）采用实心锥喷嘴，喷射角度α6取值范围为0°~35°。

4.根据权利要求1所述的铝合金中厚板多级淬火冷却喷淋系统，其特征在于：所述空冷烘干区（e）中的风刀（e2）喷射角度α7的取值范围为0°~35°，风刀（e2）夹角α8取值范围为90°~180°。

5.根据权利要求1所述的铝合金中厚板多级淬火冷却喷淋系统的实施方法，其特征在于：所述的实施方法包含以下步骤：

步骤一、铝合金中厚板进行淬火工艺前，根据铝合金中厚板材多析出反应淬火固溶速率制定的多级淬火工艺，依次设定第一级冷却区（a）至第四级冷却区（d）冷却介质输送母管道的流量和空冷烘干区的新风流量；

步骤二、根据板材厚度调整第二级冷却区（b）和第三级冷却区（c）板材上表面之上的喷嘴组高度；依据板材宽度方向上排布数量，调整第二级冷却区（b）喷嘴组沿宽度方向的喷射角度α4；依据板材形变控制工艺，设定第二级冷却区（b）输送母管道组的流量；

步骤三、参数设置完毕后，所述多级淬火冷却喷淋系统至稳定运行；

步骤四、板材固溶保温完毕后在辊道的拖动下以固定前行速度由加热区进入淬火区，依次经过：

第一级冷却区（a）喷淋冷却，工艺冷却速率的同时避免冷却速率过大带来的大芯表温差；第二级冷却区（b）喷淋冷却，板材芯表快速冷却至工艺要求温度，同时达到板形控制效果；第三级冷却区喷淋冷却，使板材芯部冷却至工艺要求温度；第四级冷却区（d）喷淋冷却，板材芯表温度最终冷却至工艺要求温度；空冷烘干区（e）：将板材表面残留淬火水排出并烘干板材表面；

步骤五、板材移出淬火区，完成板材多级淬火工艺，所述多级淬火冷却喷淋系统停止运行。