[發明專利]一種厚板淬火設備的設計方法

在審

• 申請號: 201711109425.6
• 申請日: 2017-11-11
• 公開（公告）號: CN108034795A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 焦學利;朱進興;黃勇清;張興國;祁風靜;何益峰
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21D1/64
• 分類號: C21D1/64;C21D9/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

本發明涉及一種厚板淬火設備的設計方法，所述方法包括以下步驟：步驟一、在淬火鋼板兩側安裝溢流管，在靠近鋼板地方的溢流管上開虹吸孔；步驟二、在淬火鋼板下方和鋼板周圍設置高壓吹掃管并在管上安裝高壓螺旋噴嘴；步驟三、通過高壓大流量水泵將冷卻水通入厚板淬火池作為補水使用，水泵流量為750m3/h，置換效率為每小時120％；步驟四、在淬火板兩側布置與高壓大流量水泵連通的高壓冷卻供水管，并且在高壓冷卻供水管上安裝高壓水噴嘴，通過產生的高壓水柱對鋼板進行快速沖刷冷卻；步驟五、提高入水裝置的液壓缸和液壓馬達的速度，使淬火鋼板的入水速度提高，同時加快臺車爐臺車的出鋼速度。本發明大幅度提升鋼板性能；滿足特殊鋼板淬火的性能要求。

技術領域

本發明涉及一種厚板淬火設備的設計、制作和使用方法，是一種大型鋼板的淬火方法及相應的設備。屬于熱處理工藝設備技術領域。

背景技術

該鋼板淬火設備適用于對厚度δ120～400mm普通碳鋼及合金鋼等需淬火的大型整塊鋼板進行淬火處理，如軋鋼軋制后的整塊鋼板(再加熱紅鋼)的淬火處理。厚鋼板淬火主要是用于建筑、橋梁、壓力容器、海上工程、大型鋼結構、液壓工程等。

特厚板淬火為大型模具鋼、齒條鋼、容器鋼制造提供了高質量的半成品規格原料。隨著國內制造業的快速發展及能源項目的建設，對特殊鋼板的需求量越來越大，如大型水電站用水電鋼Q500D、高強鋼Q690D，厚度在δ120～350mm等。使用的鋼板的技術質量要求越來越高，生產難度大。由于特厚板板面寬，厚度厚單重大，因此淬火問題成為困擾熱處理行業多年的一個棘手難題。鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上某一溫度，保溫一段時間，淬火加熱保證充分奧氏體化和合金元素的固溶，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝。熱處理淬火也就是是指將奧氏體組織狀態的鋼以適當速度冷卻，獲得預期組織與性能的過程。保證鋼板淬火組織為適當形態的粒狀貝氏體、多邊形鐵素體和少量馬氏體。對于特厚鋼板，加熱到860—900度后，快速入水、冷卻速率保證有效卻是重要技術難題，也就是同時要求淬火設備設計的特殊性。

目前對于特厚板的淬火，普遍用臺車爐加熱，然后在淬火水池中進行浸液式淬火冷卻。對于特殊用鋼，強度越來越高達到屈服強度500MPa級以上，而且是焊接消應處理以后的強度，靠正火已經不能保證強度，必須調質，而對于大厚度鋼板，受其冷卻能力限制，淬火的難度極大。

主要存在以下問題：

(1)鋼板淬火時，板周圍水溫高，水流速度慢不能及時把熱量置換掉達不到較好的冷卻效果。

(2)淬火池補充水溫度高＞32℃(尤其夏季)，水的溫度對鋼板淬火性能有效影響水溫范圍在24～32℃。

(3)鋼板淬火時，板面上形成的蒸汽膜不易破裂，影響鋼板的淬透性。

(4)鋼板入水速度慢，紅鋼出爐到入水時間內溫降較大，影響鋼板淬火性能。

以上這些問題導致生產特殊用鋼時，經過多次重復淬火，鋼板性能仍然不合格，仍然不能達到客戶要求的鋼板性能。浪費了大量的能源、人力和物力；制約了鋼板生產品種開發和高附加值鋼板的市場占有額。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種厚板淬火設備的設計方法，顯著提升特殊鋼板的淬透性和改善其內部組織性能。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種厚板淬火設備的設計方法，具體方法如下：

(1)鋼板淬火時，板周圍水溫高，水流速度慢不能及時把熱量置換掉達不到較好的冷卻效果，本發明從這幾個方面解決這一問題：1)在淬火板兩旁設計溢流管，使鋼板附近置換的高溫水快速流走，低溫水及時填補進來，有效降低板周圍水的溫度。2) 在淬火板下方和板的周圍設計高壓氣體噴嘴，使池子里的水分子做加速無軌跡運動，使池子里的熱水快速流走。