多功能同炉多带快速高效双金属带锯条热处理生产线及其工艺

摘要

多功能同炉多带快速高效双金属带锯条热处理生产线及其工艺，它涉及一种用于生产双金属带锯条的热处理生产线及其淬火工艺，实现了锯条的快速加热和快速冷却技术，实现锯条高质量、高效率、高产能、低投入、低成本和低能耗。本发明采用深冷、水冷、风冷、氮气复合冷却工艺分级快速淬火，既能保证生产高效率和高产能，还能保证锯条高品质。将所有工序设备整合成一条生产线，将淬火、回火、喷砂、清洗、烘干、打标、涂油、校直等全部工序在一条生产线上完成，并可以在一条生产线同时完成多根、多种规格带锯条。实施本发明后锯条产能提高3倍左右，产品质量提高30％左右，节省电、水、油、气等能源200％以上，节省项目投资200％以上，节省厂房和土地150％以上，生产成本下降50％以上，底解决了多年来常规性以质量换产量，以大投入换取高产能的矛盾和技术瓶颈问题。

主权项

一种多功能同炉多带快速高效双金属带锯条热处理生产线，所述生产线包括温控系统(18)、制氮机(27)和制冷机组(29)，其特征在于：所述生产线还包括按锯条输入至输出方向依次设置的N个放料装置(17)、感应淬火预热炉(26)、箱式淬火加热炉(44)、复合淬火装置(34)、油冷淬火装置(39)、第一感应回火预热炉(95一1)、第一箱式回火炉(13‑1)、第二感应回火预热炉(95‑2)、第二箱式回火炉(13‑2)、第三感应回火预热炉(95‑3)、第三箱式回火炉(13‑3)、位于第三箱式回火炉(13‑3)出口端的导向轮装置(8)、干式喷砂机(7)、在线打标涂油设备(3)、输出端牵引装置(2)和N个收料装置(1)；其中N为自然数且2≤N≤16；所述感应淬火预热炉(26)包括机架(96)、炉壳(97)、保温层(75)、N个感应加热器(84)、N个红外测温原件(90)、N个红外测温原件接线(94)和N个感应加热器接线端，所述炉壳(97)安装在机架(96)上，所述炉壳(97)呈筒状且炉壳(97)内的四周侧壁上设有保温层(75)，N个感应加热器(84)和N个红外测温原件(90)均设置在炉壳(97)的内腔中，每个感应加热器(84)与一个相应的感应加热器接线端连接，每个感应加热器接线端，穿出炉壳(97)的下端炉壁，每红外测温原件(90)与一个远红外测温探头接线端(94)连接，每个远红外测温原件接线(94)穿出炉壳(97)的上端炉壁，每个感应加热器(84)上设有一个红外测温原件(90)；红外测温原件(90)朝向锯条(9)侧面用来测量锯条(9)的表面温度；红外测温原件(90)将温度信号传递给温控系统(18)并通过温控系统(18)控制感应淬火预热炉(26)内的温度；所述感应淬火预热炉(26)还包括N个固定杆(91)、多个感应加热器支架(85)，固定杆(91)用于将红外测温原件(90)固定，感应加热器支架(85)用于将感应加热器(84)固定；所述箱式淬火加热炉(44)为电阻加热炉，所述电阻加热炉包括机架(96)、炉壳(97)、保温层(75)、多组电阻丝加热器(76)、多个热电偶(105)、托架(77)、支架(83)、金属炉胆(79)、导向块(78)、循环风机(80)和循环风筒(82)，电阻加热炉(45)的炉壳(97)安装在机架(96)上，所述淬火加热炉炉壳(97)呈筒状且淬火加热炉炉壳(97)内的四周侧壁上设有保温层(75)，N个金属炉胆(79)沿淬火加热炉炉壳(97)的长度方向设置在淬火加热炉炉壳(97)的内腔中，金属炉胆(79)的内腔为加热通道，导向块(78)设置在金属炉胆(79)的所述加热通道内；多组电阻加热器(76)依次设置在沿淬火加热炉炉壳(97)的长度方向的内腔中的两侧，每组电阻加热器(76)和热电偶(105)、循环风机(80)、循环风筒(82)、温控系统(18)形成一个加热区，并由温控系统(18)控制各个加热区的温度；循环风机(80)和循环风筒(82)的作用是将箱式淬火加热炉(44)内的热空气循环；多个热电偶(105)依次穿过淬火加热炉炉壳(97)、保温层(75)，多个热电偶(105)依次布置在金属炉胆(79)上或金属炉胆(79)之间；制氮机(27)的氮气出口 通过氮气入口(28)向金属炉胆(79)内通入保护气；多个热电偶(105)用来测量箱式淬火加热炉(44)内的温度，通过热电偶(105)检测温度并由控温系统(18)实现温度自动控制；制氮机(27)产生的纯氮气通过氮气入口(28)向每个金属炉胆形(79)内通入保护气；所述每个金属炉胆(79)形成的加热通道内设置一组导向块(78)，导向块(78)采用白刚玉或碳化硅制成；复合淬火装置(34)和油冷淬火装置(39)构成淬火冷却装置，在复合淬火通道的上方设有多个冷却风机A(47)，N组复合淬火通道并列设置在复合淬火装置的壳体内，深冷冷却器(32)、氮气冷却器(51)、水冷冷却器(33)分别由各自的铜管缠绕成环形；深冷冷却器(32)缠绕在最里层，制冷机组(29)制冷剂出口(31)和深冷冷却器(32)的深冷剂入口(50)连接，制冷机组(29)的制冷剂入口(30)和深冷冷却器(32)的冷却剂出口(52)连接，深冷冷却器(32)和制冷机组(29)形成一个闭环系统，冷却剂在其内部循环，实现深冷；气冷淬火通道由氮气冷却器(51)缠绕在深冷冷却器(32)的铜管之间形成环形，氮气冷却器(51)采用铜管制成，里面通入连续不断的氮气，并在氮气冷却器(51)的环形管的里侧开有多个小孔，氮气在氮气冷却器(51)里被迅速冷却，经过冷却的氮气通过多个小孔喷射到锯条(9)的两个侧面，实现氮气冷却；水冷冷却器(33)由铜管缠绕成环形螺旋状并套装在深冷冷却器(32)和氮气冷却器(51)的外层，冷却水经过冷却水管入口(53)进入，再从冷却水管出口(54)流出；N个复合淬火通道沿着锯条(9)的长度方向平行设置，每个淬火通道里穿入一根锯条；制氮机(27)的氮气入口(28)与氮气冷却器通道连接，经过冷却的氮气通过多个小孔喷到锯条(9)的表面；经过箱式淬火加热炉(44)后的N条锯条(9)从复合淬火装置(34)的入口端一一对应地穿过N组复合淬火通道；油冷淬火装置(39)包括N个油淬火通道、N个淬火油管(37)、淬火油回油口(35)、淬火油回油管(49)、油箱(36)、冷却器(102)、N个淬火油进口(38)、管道泵(98)和N个流量调节阀(99)，冷却器(102)安装在油箱(36)里；冷却器(102)中通有冷却水，冷却器(102)将油箱里的淬火油冷却，使淬火油保持恒温；管道泵(98)和N个流量调节阀(99)、N个淬火油进口(38)并联，N个淬火油管(37)一一对应在N个油淬火通道上，淬火油分别经过N个淬火油管(37)流入N个油淬火通道上，淬火油的液位高于锯条(9)齿尖10～40mm；N个淬火通道并排、水平排列，N个淬火通道的进、出口开有孔洞，锯条穿过孔洞，淬火油可以在淬火箱中形成一定高度的油位，通过N个流量调节阀(99)分别调节N个淬火油管(37)的淬火油流量大小；N个淬火通道的淬火油油位高度高于油箱(36)的油位高度，淬火油由于高度差自然流向淬火油回油管(49)，淬火油回油管(49)通过管路和淬火油回油口(35)连接，淬火油回油口(35)和油箱(36)连接；N个淬火通 道的淬火油通过淬火油回油管(49)、淬火油回油口(35)返回油箱(36)；经过箱式淬火加热炉(44)后的N条锯条(9)从复合淬火装置(34)的入口端一一对应地穿过N组油淬火通道；温控系统(18)控制复合淬火装置(34)和油冷淬火装置(39)的温度；第一感应回火预热炉(95‑1)包括炉壳(97)、机架(96)、保温层(75)、N个感应加热器(84)、感应加热器支架(85)、感应加热器A接线端(86)、感应加热器B接线端(87)、感应加热器C接线端(88)、感应加热器D接线端(89)、N个红外测温元件(90)、N个固定杆(91)、N个红外测温原件接线(94)、第一屏蔽板(100‑1)、第二屏蔽板(100‑2)、第三屏蔽板(100‑3)和第四屏蔽板(100‑4)；壳体(97)呈筒状且壳体的四周侧壁设有保温层(75)，N个红外测温元件(90)、N个感应加热器(84)设置在壳体(97)的内腔中；N个红外测温元件(90)和N个固定杆(91)相间设置且均插装在壳体(97)的内腔中，每个红外测温元件固定杆(91)安装有1个红外测温元件(90)，壳体(97)的内腔中安装有N个感应加热器(84)；感应加热器(84)成环形螺旋状设置，感应加热器(84)和感应加热器接线端由铜管缠绕而成，内部通入冷却水，冷却水在感应加热器(84)、感应加热器接线端和感应加热电源(62)内部循环，冷却水可以冷却以上部件；感应加热器接线端的一端和感应加热电源的正极连接，感应加热器接线端的另一端和感应加热电源的负极连接；感应加热器(84)和感应加热器接线端固定在感应加热器支架(85)上，感应加热器接线穿过壳体(97)且露在壳体(97)的外部；红外测温元件(90)固定在固定杆(91)上，固定杆(91)且的一端穿过壳体(97)且露在壳体(97)的外部；在感应淬火预热炉(26)内的相互临近的感应加热器之间设有第四屏蔽板(100‑4)；在第一感应回火预热炉(95‑1)内的相互临近的感应加热器之间设有第一屏蔽板(100‑1)，第二感应回火预热炉(95‑2)内的相互临近的感应加热器之间设有第二屏蔽板(100‑2)，第三感应回火预热炉(95‑3)内的相互临近的感应加热器之间设有第三屏蔽板(100‑3)；所述第一感应回火预热炉(95‑1)、第二感应回火预热炉(95‑2)和第三感应回火预热炉(95‑3)结构相同；第一感应回火预热炉(95‑1)、第二感应回火预热炉(95‑2)、第三感应回火预热炉(95‑3)和感应淬火预热炉(44)的结构相同；第一感应回火预热炉(95‑1)的入口端、第一箱式回火炉(13‑1)的出口端、第二感应回火预热炉(95‑2)的入口端、第二箱式回火炉(13‑2)的出口端、第三感应回火预热炉(95‑3)的入口端以及第三箱式回火炉(13‑3)的出口端分别设有N组导向轮C(10)，每组导向轮C(10)由一对轮子组成且所述一对轮子之间有缝隙，锯条(9)从一对轮子中间的缝隙穿过；第一感应回火预热炉(95‑1)和第一箱式回火炉(13‑1)、第二感应回火预热炉(95‑2)和第 二箱式回火炉(13‑2)以及第三感应回火预热炉(95‑3)和第三箱式回火炉(13‑3)分别用一个壳体(97)连接成一体，且二者之间用隔板(103)隔开，隔板(103)采用保温材料制成，隔板(103)上开有锯条(9)可以方便穿过的长孔；所述第一箱式回火炉(13‑1)包括机架(96)、炉壳(97)、保温层(75)、多组电阻丝加热元件(76)、多个热电偶(105)、托架(77)、支架(83)、金属炉胆(79)、导向块(78)、循环风机(80)和循环风筒(82)，箱式回火炉炉壳(97)安装在箱式回火炉机架(96)上；所述箱式回火炉炉壳(97)呈筒状且箱式回火炉炉壳(97)四周侧壁上设有保温层(75)，N个金属炉胆(79)沿箱式回火炉炉壳(97)的长度方向设置在箱式回火炉炉壳(97)的内腔中，金属炉胆(79)的内腔为加热通道，导向块(78)设置在金属炉胆(79)的所述加热通道内；多组电阻丝加热元件(76)依次设置在沿箱式回火炉炉壳(97)的长度方向的内腔中的两侧，每组电阻丝加热元件(76)和热电偶(105)、循环风机(80)、循环风筒(82)、温控系统(18)形成一个加热区，并由温控系统(18)控制各个加热区的温度；多个热电偶(105)依次穿过箱式回火炉炉壳(97)、保温层(75)，多个热电偶(105)依次布置在金属炉胆(79)上或金属炉胆(79)之间；制氮机(27)的氮气通过氮气入口(28)向金属炉胆(79)内通入保护气；多个热电偶(105)用来测量箱式回火炉(13)内的温度，通过热电偶(105)检测温度并由控温系统(18)实现温度自动控制；经过感应回火预热炉(95)后的N条锯条(9)从箱式回火炉(13)的入口端一一对应地穿过金属炉胆(79)、导向块(78)；第一箱式回火炉、第二箱式回火炉和第三箱式回火炉依次布置，锯条(9)依次进入第一感应回火预热炉(95‑1)、第一箱式回火炉(13‑1)、第二感应回火预热炉(95‑2)、第二箱式回火炉(13‑2)、第三感应回火预热炉(95‑3)、第三箱式回火炉(13‑3)；在箱式回火炉(13)的金属炉胆(79)的锯条(9)入口端设有保护气体氮气入口(28)，制氮机(27)通过氮气出口(28)向金属炉胆(79)里通入高纯度氮气；多个箱式回火炉热电偶(105)通过温控系统控制以上所述的箱式回火炉(13)内温度恒定；所述第一箱式回火炉(13‑1)出口处的一组冷却风刀(56)固定在箱式回火炉炉壳(97)上，一对冷却喷嘴(92)对称布置，锯条穿过冷却喷嘴(92)，冷却喷嘴(92)的出风口相向设置，冷却喷嘴(92)朝向锯条(9)的侧面开有长条孔，压缩空气可以从长条孔中喷出，冷却喷嘴(92)对着锯条两个侧面，冷却喷嘴(92)用三通(104)和压缩空气进口(101)相连通；压缩空气经过压缩空气出口(101)、三通(104)进入到冷却喷嘴(92)并向锯条(9)的两侧喷射，沿着锯条(9)长度方向设置多组冷却风刀(56)，第二箱式回火炉(13‑2)、第三箱式回火炉(13‑3)与第一箱式回火炉(13‑1)的结构相同；感应加热器(84)对锯条(9)快速加热，红外测温元件(90)检测锯条(9)的温度；当锯 条(9)进入箱式回火炉(13)时锯条(9)被继续加热；当锯条(9)从箱式回火炉(13)出来时压缩空气对锯条(9)快速冷却，冷却风刀(56)冷却锯条(9)表面。