專利名稱：特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金加工設(shè)備，是一種特優(yōu)鋼材加工氣浴 緩冷裝置。
背景技術(shù)：
對于特優(yōu)鋼鐵材料在加工生產(chǎn)冷卻過程中，從高溫區(qū) (80(TC以上)冷卻下來會發(fā)生組織的轉(zhuǎn)變。鋼材的表面和芯部由于冷卻 速率的不一樣，冷卻過程中鋼材由表及里會得到不同組織，這種組織的 變化會產(chǎn)生組織應(yīng)力。同時鋼材表面溫降過快，芯部溫降較慢，這種溫 差會產(chǎn)生熱應(yīng)力。二種應(yīng)力作用的結(jié)果，常常會使鋼材表面和芯部產(chǎn)生 裂紋。這種裂紋的產(chǎn)生隨著生產(chǎn)規(guī)格的擴(kuò)大，出現(xiàn)幾率增加。因此鋼鐵 材料加工生產(chǎn)冷卻過程中，常常采取緩冷措施進(jìn)行保護(hù)處理。
緩冷措施的釆用，還有一個用途是盡可能消除鋼中的氫。因為氫使 鋼易產(chǎn)生白點(diǎn)、點(diǎn)狀偏析、氬脆等嚴(yán)重缺陷，也是焊縫熱影響區(qū)中發(fā)生 冷裂的重要因素，常常作為有害元素加以除去。
氫以原子或離子的形式溶于鋼中，形成間隙式固溶體。氫熔點(diǎn)-262°C,在奧氏體中的溶解度遠(yuǎn)大于在鐵素體中的溶解度；而在鐵素體 中的溶解度隨溫度的降低而劇減。隨著冶煉裝備和工藝技術(shù)的進(jìn)步， 鋼中的氫含量進(jìn)一步降低。為消除氳在鋼中的有害影響，通常將鋼材 放在坑里或爐中長時間保溫，使鋼中的氳有時間擴(kuò)散逸出。如果冷卻 不當(dāng)，鋼中的氫不能及時有效地析出，會以間隙原子的擴(kuò)散方式匯 集，在鋼材的內(nèi)部某一位置集中。當(dāng)其體積膨脹力超過晶界組織強(qiáng)度 時會產(chǎn)生中心裂紋。
傳統(tǒng)的緩冷工藝是將加工成型的高溫鋼材》l7v傳動緩冷裝置中進(jìn)行 (干燥)自然變艮冷卻。傳統(tǒng)的緩冷裝置包括有緩冷坑和保溫蓋，緩
3冷坑內(nèi)布置有隔離支架，緩冷坑底部i文置有若干方鋼墊鐵，傳統(tǒng)的緩冷 方式要求緩冷坑充分干燥，讓裝入的鋼材進(jìn)行自然變!"曼冷卻。采用傳統(tǒng)
的緩冷方式，存在以下不足l.鋼材入坑溫度較高(600-800°C),緩冷 時鋼材冷卻速度較慢，鋼材在坑內(nèi)時間較長，緩冷裝置的周轉(zhuǎn)利用率 低；2.鋼材冷卻不均，切頭率高；3.生產(chǎn)量較大時，需建很多緩冷裝 置，投資大，占地廣；4.因出緩冷裝置時鋼材溫度仍較高，難以保證鋼 材的緩冷質(zhì)量，且工人勞動環(huán)境差，強(qiáng)度大；5.不能調(diào)節(jié)鋼材在緩冷坑 中的冷卻速度。
曰

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有緩冷方式緩冷速度慢， 效率低，鋼材冷卻不均，切頭率高的問題，提供新的特優(yōu)鋼材加工氣浴 緩冷工藝及裝置。
本發(fā)明提出的特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷工藝方案，其特征是將高 溫加工成型的鋼材堆入特制的氣浴緩冷裝置的緩冷坑中，蓋上保溫 蓋，并在鋼材放入緩冷坑之前或之后立即向緩冷坑底部注入冷水，冷 水高度不得超過緩冷坑底部的方鋼墊鐵，根據(jù)需求適時向緩冷坑底部 加入冷水，通過鋼材自身的高溫使冷水氣化，形成氣浴緩冷，35-38小 時出緩冷坑。
本發(fā)明并針對現(xiàn)有緩冷裝置進(jìn)行了改進(jìn)，提出以下兩種氣浴緩冷 裝置新方案
方案一 一種特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷裝置，包括有緩冷坑和保溫 罩，緩冷坑內(nèi)布置有隔離支架，緩冷坑底部放置有若干方鋼墊鐵，其 特征是a.所述保溫蓋上開有散氣孔；b.設(shè)置有進(jìn)水管通至緩冷坑的 底部。
方案二 一種特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷裝置，包括有緩冷坑和保溫 蓋，緩冷坑內(nèi)布置有隔離支架，緩冷坑底部放置有若干方鋼墊鐵，其 特征是a.所述保溫蓋上開有散氣孔；b.在緩冷坑底部開有儲水槽，該儲水槽延伸至緩冷坑外部。
鋼材冷卻過程，熱量的損失實(shí)際上是一種通過介質(zhì)的熱交換過 程。傳統(tǒng)的緩冷裝置采用熱擴(kuò)散的自然緩慢冷卻。本發(fā)明工藝通過改 變熱交換介質(zhì)和邊界條件，采用傳導(dǎo)和對流的熱交換方式，大大提高 緩冷效果和效率，本發(fā)明打破了傳統(tǒng)理論不能潮濕緩冷的工藝，既能 控制組織轉(zhuǎn)變，又能保證氫的有效擴(kuò)散逸出。本發(fā)明工藝簡單，成本 低，效果顯著，本發(fā)明氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)筒單、實(shí)用。本發(fā)明可通過
加入冷水實(shí)現(xiàn)氣浴緩冷，具有以下特點(diǎn)
1. 解決在生產(chǎn)過程中因緩冷裝置緩冷周期長，周轉(zhuǎn)慢，緩冷裝置 緊張的矛盾。
2. 解決了工業(yè)化生產(chǎn)大規(guī)模投資建設(shè)緩冷坑的矛盾，以前一個緩 冷周期(4)140mmM^各)平均時間為48小時，現(xiàn)在緩冷周期平均時間則 為35-38小時左右。
3. 解決了緩冷速度不能控制的問題。
4. 提高了生產(chǎn)效率，降低了員工的勞動強(qiáng)度。
5. 鋼材緩冷效果明顯提高，切頭率低，探傷合格率由原來的90%左 右提高到99%以上。
6. 鋼材的組織性能得到改善。

圖l是本發(fā)明氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)之一的主剖視圖； 圖2是本發(fā)明氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)之一的俯視圖； 圖3是本發(fā)明氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)之二的主剖視圖； 圖4是本發(fā)明氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)之二的俯視圖。 圖中l(wèi)-保溫蓋，2-散氣孔，3-進(jìn)水管，4-緩冷坑，5-隔離支 架，6-鋼材，7-方鋼墊鐵，8—諸水槽。 ffi)
具體實(shí)施例方式
5本發(fā)明特制有兩種氣浴緩冷裝置
特制氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)一，參見圖l、圖2，它包括有緩冷坑4和保 溫蓋l，緩冷坑4內(nèi)布置有隔離支架5，緩冷坑4底部放置有若干方鋼墊 鐵7,特別是所述保溫蓋1上開有散氣孔2;設(shè)置有進(jìn)水管3通至緩冷 坑4的底部，即構(gòu)成特制氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)一。
特制氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)之二，參見圖3、圖4，它包括有緩冷坑4和 保溫蓋l,緩冷坑4內(nèi)布置有隔離支架5，緩冷坑4底部放置有若干方鋼 墊鐵7,特別是所述保溫蓋1上開有散氣孔2;在緩冷坑4底部開有儲 水槽8,該儲水槽8延伸至緩冷坑4外部，即構(gòu)成特制氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)
例l:釆用氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)一進(jìn)行鋼材加工氣浴緩冷工藝參見 圖l,首先通過進(jìn)水管3向緩冷坑4的底部加入冷水， 一般水位控制在方 鋼墊鐵7的2/3高度，最高不得超過方鋼墊鐵7。然后將高溫鋼材6(成 捆)吊放入緩冷坑4中(擱置在方鋼墊鐵7上)，蓋上保溫蓋l,并根據(jù) 需要適時適量通過進(jìn)水管3向緩冷坑4的底部補(bǔ)水，通過鋼材自身的溫 度使冷水氣化，形成氣浴緩冷，36小時左右，即可吊出緩冷坑。
例2:采用氣浴緩冷裝置結(jié)構(gòu)二進(jìn)行鋼材加工氣浴緩冷工藝參見 圖3,首先將高溫鋼材6 (成捆)吊放入緩冷坑4中(擱置在方鋼墊鐵7 上)蓋上保溫蓋l,通過儲水槽8的外部入口灌入冷水，(冷水高度不 超過儲水槽8的高度即可)，并觀察水位，適時適量加水，通過鋼材自 身的溫度使冷水氣化，形成氣浴緩冷，38小時左右，即可吊出緩冷 坑。
權(quán)利要求
1.一種特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷工藝，其特征是將高溫加工成型的鋼材堆入特制的氣浴緩冷裝置的緩冷坑中，蓋上保溫蓋，并在鋼材放入緩冷坑之前或之后立即向緩冷坑底部注入冷水，冷水高度不得超過緩冷坑底部的方鋼墊鐵，根據(jù)需求適時向緩冷坑底部加入冷水，通過鋼材自身的高溫使冷水氣化，形成氣浴緩冷，35-38小時出緩冷坑。
2. 用于權(quán)利要求l所述特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷工藝中的特制氣浴裝 置，包括有緩冷坑和保溫蓋，緩冷坑內(nèi)布置有隔離支架，緩冷坑底部 放置有若干方鋼墊鐵，其特征是a.所述保溫蓋上開有散氣孔；b.設(shè) 置有進(jìn)水管通至緩冷坑的底部。
3. 用于權(quán)利要求l所述特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷工藝中的特制氣浴裝 置，包括有緩冷坑和保溫蓋，緩冷坑內(nèi)布置有隔離支架，緩冷坑底部 放置有若干方鋼墊鐵，其特征是a.所述保溫蓋上開有散氣孔；b.在 緩冷坑底部開有儲水槽，該儲水槽延伸至緩冷坑外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金加工技術(shù)，屬于特優(yōu)鋼材加工氣浴緩冷工藝及裝置，它是對傳統(tǒng)緩冷技術(shù)的改進(jìn)，本發(fā)明的工藝特征是將高溫加工成型的鋼材堆入特制的氣浴緩冷裝置的緩冷坑中，蓋上保溫蓋，并在鋼材放入緩冷坑之前或之后立即向緩冷坑底部注入冷水，冷水高度不得超過緩冷坑底部的方鋼墊鐵，根據(jù)需要適時向緩冷坑底部加入冷水，通過鋼材自身的高溫使冷水氣化，形成氣浴緩冷，35-38小時出緩冷坑；本發(fā)明中的特制氣浴緩冷裝置增設(shè)了加水功能，本發(fā)明改變了傳統(tǒng)裝置自然緩慢冷卻的方式，可大大提高緩冷效果和效率，提高了緩冷裝置的周轉(zhuǎn)利用率，特別適合于特優(yōu)鋼材的加工。
文檔編號C21D1/84GK101643826SQ200810236689
公開日2010年2月10日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者左伯青, 張建安, 武 文, 李名鵬, 潘文橋, 雷應(yīng)華 申請人:湖北新冶鋼有限公司