一种高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理工艺及处理装置

技术领域

本发明涉及钢筋生产设备的技术领域，具体公开了一种高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理工艺及处理装置。

背景技术

高强度精轧螺纹钢筋是采用热轧方法在整根钢筋上再轧制出带有特殊形状外螺纹的钢筋，然后再进行热处理来提高机械性能。目前高强度精轧螺纹钢筋的热处理工艺主要是通过加热器将其加热，然后在经过冷却装置淬火降温至400℃左右，最后再回火加热至600℃左右保温一端时间后缓慢冷却至常温。

目前，其对高强度精轧螺纹钢筋进行连续感应热处理的装置只能每次对一根钢筋进行热处理，其热处理效率低下，极大限制了整个高强度精轧螺纹钢筋的生产产能。另外，现有热处理设备中的加热装置仅为高频感应线圈，钢筋在其中穿过时容易与线圈接触，从而将高频感应线圈划伤。另外，现有的冷却淬火装置一般是设置在螺纹钢卷的上方，其喷水冷却时钢卷的上表面会快速冷却，而钢卷的下表面冷却速度较慢，使得整个钢卷的上下表面温度差较大，容易引起弯折。

例如专利号为CN202849504U的实用新型就公开了一种钢筋在线热处理装置，其包括机架和固定在机架上的高频加热线圈，高频加热线圈的加热段为由空心管呈螺线形弯曲形成的螺线管；该钢筋在线热处理装置虽然通过高频加热线圈对钢筋进行加热，可实现冷轧钢筋在线回火处理，能消除钢筋冷轧应力，同时使冷轧后的钢筋的组织更加均匀，可改善钢筋综合力学性能；但是只能对钢筋进行一次加热处理，热处理工艺不佳，同时其每次只能对一根钢筋进行处理，热处理效率低。因此，针对现有钢筋在线热处理装置的上述不足，设计一种能够同时对多个钢筋进行一次回火、均匀淬火冷却、二次回火以及缓慢冷却至常温的热处理装置是一项有待解决的技术问题。

发明内容

对现有钢筋在线热处理装置的上述不足，设计一种能够同时对多个钢筋进行一次回火、均匀淬火冷却、二次回火以及缓慢冷却至常温的热处理装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置，包括L型机架板、U型输送机架、第一回火加热装置、喷雾冷却淬火装置和第二回火加热装置；所述U型输送机架的下表面间隔设置有若干支脚，所述支脚的下端与L型机架板的底板上表面固定连接，所述第一回火加热装置、喷雾冷却淬火装置和第二回火加热装置从左往右依次设置在U型输送机架中；

所述U型输送机架的最左端和最右端均设置有送料夹辊机构，所述送料夹辊机构包括第一上夹料辊和第一下夹料辊，所述第一上夹料辊和第一下夹料辊的辊身上间隔开设有若干环形夹槽，所述第一上夹料辊和第一下夹料辊上下对称设置，位于所述第一上夹料辊和第一下夹料辊前后端的U型输送机架上均设置有第一凸板，所述第一上夹料辊和第一下夹料辊的后端面辊轴与后侧第一凸板上的轴承转动连接，所述前侧第一凸板的前侧面有第一齿轮传动箱，所述第一齿轮传动箱的内部设置有两个上下对称且啮合设置的第一齿轮，两个第一上夹料辊和第一下夹料辊的前端面辊轴伸入第一齿轮传动箱与对应的第一齿轮的内端面相连接，所述第一齿轮传动箱的外表面设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴伸入第一齿轮传动箱中与其中一个第一齿轮外端相连接；

位于送料夹辊机构和第一回火加热装置之间的U型输送机架上设置有第一导料辊，位于所述喷雾冷却淬火装置左右两侧的U型输送机架上分布转动设置有第二导料辊和第三导料辊，所述第一导料辊、第二导料辊和第三导料辊的辊身上也设置有若干环形夹槽；

其中，所述第一回火加热装置和第二回火加热装置均包括螺旋线高频线圈、内陶瓷体和外陶瓷体，所述内陶瓷体的外表面开设有与螺旋线高频线圈相配合的外表面螺旋环槽，所述外陶瓷体分为上下两个，且两个所述外陶瓷体上下对称设置，所述所述外陶瓷体的两端部连接有向外延伸的凸边，所述凸边上均开设有多个连接孔，所述连接孔中设置有连接紧固螺栓，且两个所述外陶瓷体的内表面开设有内表面螺旋环槽，所述螺旋线高频线圈设置在外表面螺旋环槽和内表面螺旋环槽之间；

所述喷雾冷却淬火装置包括固定在U型输送机架中段的喷雾箱，所述喷雾箱的左右两侧面开设有若干个穿孔，且每个穿孔与环形夹槽相对应，所述喷雾箱中设置有倒U型喷雾管，所述倒U型喷雾管的上端中间段连接有伸出U型输送机架的高压水管，所述高压水管的下端连接有抽水泵，所述U型喷雾管的内侧面上均设置有多个雾化喷嘴，位于所述倒U型喷雾管下方的喷雾箱前后侧面均开设有水平条形溢流口。

作为上述方案的进一步设置，所述喷雾箱的右侧面上端设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴伸入喷雾箱的端部连接有丝杠，所述喷雾箱的顶壁左端连接有转动座，所述丝杠的端部与转动座相连接，所述倒U型喷雾管的上端连接有丝杠螺母，所述倒U型喷雾管的前后外侧面连接有导向滑块，所述导向滑块上开设有滑孔，所述喷雾箱的前后壁上均设置有与滑孔相配合的导向滑杆，所述所述倒U型喷雾管的上端中间段连接有伸缩管，所述伸缩管的端部与高压水管相连接。

作为上述方案的进一步设置，所述U型喷雾管上端设置的雾化喷嘴为六个，其两侧设置的雾化喷嘴为一个，其下端设置的雾化喷嘴为六个。

作为上述方案的进一步设置，所述伸缩管为波纹伸缩管。

作为上述方案的进一步设置，所述第一上夹料辊、第一下夹料辊、第一导料辊、第二导料辊和第三导料辊上开设的均环形夹槽为4～6个。

作为上述方案的进一步设置，所述L型机架板上连接有两个连接条，两个所述连接条分别与第一回火加热装置、第二回火加热装置的上表面固定连接。

作为上述方案的进一步设置，所述L型机架板的竖直侧面上设置有控制面板。

一种利用上述高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置进行热处理的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：精轧螺纹钢筋从连续热处理装置的上料系统自动上至的U型输送机架中，在左端的送料夹辊机构的作用下进入第一回火加热装置中，通过第一回火加热装置中的螺旋线高频线圈将钢筋加热至860-920℃；

S2：然后将加热至860-920℃的精轧螺纹钢筋通过对应的穿孔进入喷雾箱中，启动抽水泵将外界冷却液抽入至倒U型喷雾管中，然后从多个雾化喷嘴喷出，将精轧螺纹钢筋淬火降温至420-450℃；

S3：接着，将淬火降温后的精轧螺纹钢筋送入第二回火加热装置中，将其加热升温至600-660℃后并保温3～5min；

S4：最后，通过右端的送料夹辊机构将二次回火加热的精轧螺纹钢筋送出U型输送机架然后空冷至常温即可。

优选地，所述精轧螺纹钢筋的化学成分百分比为C：0.40-0.60％、Si：0.60-2.0％、Mn：0.60-2.0％、Mo：0.10-0.40％、V：0.10-0.30％、Cr0.30-1.20％、Ti0.01-0.10％、B0.0002-0.0005％、P、S≤0.03％。

优选地，所述第一次回火加热至900℃，淬火冷却至445℃，第二次回火加热至630℃

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)本发明公开的高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置，其通过将夹辊、导料辊能够一次性能够将多根钢筋依次送入第一回火加热装置、喷雾冷却淬火装置和第二回火加热装置中进行第一次加热回火、随后在进行喷雾淬火冷却，然后再进行第二次加热回火，最后再进行缓慢冷却至常温，处理后的的精轧螺纹钢筋，其力学性能有了明显的提高，硬化层厚，晶粒细化，性能稳定，强度、韧性高，不仅极大提高了处理后的钢筋的各项性能，而且其生产效率更高。

2)本发明公开的高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置其中的第一回火加热装置和第二回火加热装置是通过外陶瓷体和内陶瓷体将螺旋线高频线圈夹在内部，其外陶瓷体和内陶瓷体不仅能够防止钢筋在输送的过程中将螺旋线高频线圈被划伤，而且其内外陶瓷体其能敲绝缘作用，极大改善了整个回火加热装置的使用效果。

3)本发明中设置的倒U型喷雾管其在喷雾冷却过程中能够对多根钢筋的上下表面同时进行冷却，能够避免现有喷雾冷却装置在淬火时使得钢筋上下表面冷却不均匀而引起的问题；另外，通过伺服电机驱动丝杠正反转能够带动倒U型喷雾管在喷雾箱中左右移动，能够对钢卷进行全方位喷雾冷却，其冷却效果更加优异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一角度的立体结构示意图；

图2为本发明中U型输送机架、回火加热装置、喷雾冷却淬火装置等立体结构示意图；

图3为本发明中U型输送机架、回火加热装置、喷雾冷却淬火装置等平面结构示意图；

图4为本发明中第一上夹料辊、第一下夹料辊或导料辊等立体结构示意图；

图5为本发明中齿轮传动箱、第一驱动电机等立体结构示意图；

图6为本发明中齿轮传动箱的内部平面结构示意图；

图7为本发明中螺旋线高频线圈的立体结构示意图；

图8为本发明中内陶瓷体的立体结构示意图；

图9为本发明中两个外陶瓷体立体装配图；

图10为本发明中倒U型喷雾管、雾化喷嘴等立体结构示意图。

其中：1-L型机架板，2-U型输送机架，201-支脚，202-第一凸板，203-轴承，204-第一齿轮传动箱，205-第一齿轮，206-第一驱动电机，3-第一回火加热装置，301-螺旋线高频线圈，302-内陶瓷体，303-外陶瓷体，304-外表面螺旋环槽，305-凸边，306-连接孔，307-连接紧固螺栓，308-内表面螺旋环槽，4-喷雾冷却淬火装置，401-喷雾箱，402-倒U型喷雾管，403-高压水管，404-抽水泵，405-雾化喷嘴，406-水平条形溢流口，407-伺服电机，408-丝杠，409-转动座，410-丝杠螺母，411-导向滑块，412-滑孔，413-导向滑杆，414-伸缩管，5-第二回火加热装置，6-送料夹辊机构，601-第一上夹料辊，602-第一下夹料辊，603-环形夹槽，7-第一导料辊，8-第二导料辊，9-第三导料辊，10-连接条，11-控制面板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

下面结合附图1-10对本发明公开的一种高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置进一步说明。

实施例1

本实施例1公开了一种高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置，参考附图1，其主体结构包括L型机架板1、U型输送机架2、第一回火加热装置3、喷雾冷却淬火装置4和第二回火加热装置5。在U型输送机架2的下表面间隔设置有若干支脚201，支脚201的下端与L型机架板1的底板上表面固定连接，并在L型机架板1的竖直侧面上设置有控制面板11。

参考附图2和附图3，其中，第一回火加热装置3、喷雾冷却淬火装置4和第二回火加热装置5从左往右依次设置在U型输送机架2中。其中，在L型机架板1上连接有两个连接条10，两个连接条10分别与第一回火加热装置3、第二回火加热装置5的上表面固定连接。在U型输送机架2的最左端和最右端均设置有送料夹辊机构6。具体地，参考附图4、附图5和附图6，其送料夹辊机构6包括第一上夹料辊601和第一下夹料辊602，第一上夹料辊601和第一下夹料辊602的辊身上间隔开设有若干环形夹槽603。其中，第一上夹料辊601和第一下夹料辊602上下对称设置，位于第一上夹料辊601和第一下夹料辊602前后端的U型输送机架2上均设置有第一凸板202，第一上夹料辊601和第一下夹料辊602的后端面辊轴与后侧第一凸板202上的轴承203转动连接，前侧第一凸板202的前侧面有第一齿轮传动箱204，第一齿轮传动箱204的内部设置有两个上下对称且啮合设置的第一齿轮205，两个第一上夹料辊601和第一下夹料辊602的前端面辊轴伸入第一齿轮传动箱204与对应的第一齿轮205的内端面相连接，第一齿轮传动箱204的外表面设置有第一驱动电机206，第一驱动电机206的输出轴伸入第一齿轮传动箱204中与其中一个第一齿轮205外端相连接；通过第一驱动电机206的驱动作用能够实现第一上夹料辊601和第一下夹料辊602相反转动从而实现送料的左右。

参考附图3，位于送料夹辊机构6和第一回火加热装置3之间的U型输送机架2上设置有第一导料辊7，位于喷雾冷却淬火装置4左右两侧的U型输送机架2上分布转动设置有第二导料辊8和第三导料辊9，并在第一导料辊7、第二导料辊8和第三导料辊9的辊身上也设置有若干环形夹槽，其每个环槽与每个第一上夹料辊601和第一下夹料辊602上的环形夹槽相对应。具体地，其第一上夹料辊601、第一下夹料辊602、第一导料辊7、第二导料辊8和第三导料辊9上开设的均环形夹槽为4～6个。

参考附图7、附图8和附图9，其中，第一回火加热装置3和第二回火加热装置5均包括螺旋线高频线圈301、内陶瓷体302和外陶瓷体303，在内陶瓷体302的外表面开设有与螺旋线高频线圈301相配合的外表面螺旋环槽304，外陶瓷体303分为上下两个，并且两个外陶瓷体303上下对称设置，在外陶瓷体303的两端部连接有向外延伸的凸边305，凸边305上均开设有多个连接孔306，连接孔306中设置有连接紧固螺栓307，且两个外陶瓷体303的内表面开设有内表面螺旋环槽308，螺旋线高频线圈301设置在外表面螺旋环槽304和内表面螺旋环槽308之间；通过内陶瓷体302和外陶瓷体303将螺旋线高频线圈301夹在两者之间，其不仅可以防止钢筋再送料过程中对螺旋线高频线圈301造成损坏。

参考附图3和附图10，其喷雾冷却淬火装置4包括固定在U型输送机架2中段的喷雾箱401，喷雾箱401的左右两侧面开设有若干个穿孔402，并且每个穿孔402与环形夹槽相对应，喷雾箱401中设置有倒U型喷雾管402，倒U型喷雾管402的上端中间段连接有伸出U型输送机架2的高压水管403，高压水管403的下端连接有抽水泵404，U型喷雾管402的内侧面上均设置有多个雾化喷嘴405。具体设置时，其U型喷雾管402上端设置的雾化喷嘴405为六个，其两侧设置的雾化喷嘴405为一个，其下端设置的雾化喷嘴405为六个。最后，在位于倒U型喷雾管402下方的喷雾箱401前后侧面均开设有水平条形溢流口406。

实施例2

实施例2公开了基于实施例1基础上改进后的高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置，参考附图1，其主体结构包括L型机架板1、U型输送机架2、第一回火加热装置3、喷雾冷却淬火装置4和第二回火加热装置5。在U型输送机架2的下表面间隔设置有若干支脚201，支脚201的下端与L型机架板1的底板上表面固定连接，并在L型机架板1的竖直侧面上设置有控制面板11。

参考附图2和附图3，其中，第一回火加热装置3、喷雾冷却淬火装置4和第二回火加热装置5从左往右依次设置在U型输送机架2中。其中，在L型机架板1上连接有两个连接条10，两个连接条10分别与第一回火加热装置3、第二回火加热装置5的上表面固定连接。在U型输送机架2的最左端和最右端均设置有送料夹辊机构6。具体地，参考附图4、附图5和附图6，其送料夹辊机构6包括第一上夹料辊601和第一下夹料辊602，第一上夹料辊601和第一下夹料辊602的辊身上间隔开设有若干环形夹槽603。其中，第一上夹料辊601和第一下夹料辊602上下对称设置，位于第一上夹料辊601和第一下夹料辊602前后端的U型输送机架2上均设置有第一凸板202，第一上夹料辊601和第一下夹料辊602的后端面辊轴与后侧第一凸板202上的轴承203转动连接，前侧第一凸板202的前侧面有第一齿轮传动箱204，第一齿轮传动箱204的内部设置有两个上下对称且啮合设置的第一齿轮205，两个第一上夹料辊601和第一下夹料辊602的前端面辊轴伸入第一齿轮传动箱204与对应的第一齿轮205的内端面相连接，第一齿轮传动箱204的外表面设置有第一驱动电机206，第一驱动电机206的输出轴伸入第一齿轮传动箱204中与其中一个第一齿轮205外端相连接；通过第一驱动电机206的驱动作用能够实现第一上夹料辊601和第一下夹料辊602相反转动从而实现送料的左右。

参考附图3，位于送料夹辊机构6和第一回火加热装置3之间的U型输送机架2上设置有第一导料辊7，位于喷雾冷却淬火装置4左右两侧的U型输送机架2上分布转动设置有第二导料辊8和第三导料辊9，并在第一导料辊7、第二导料辊8和第三导料辊9的辊身上也设置有若干环形夹槽，其每个环槽与每个第一上夹料辊601和第一下夹料辊602上的环形夹槽相对应。具体地，其第一上夹料辊601、第一下夹料辊602、第一导料辊7、第二导料辊8和第三导料辊9上开设的均环形夹槽为4～6个。

参考附图7、附图8和附图9，其中，第一回火加热装置3和第二回火加热装置5均包括螺旋线高频线圈301、内陶瓷体302和外陶瓷体303，在内陶瓷体302的外表面开设有与螺旋线高频线圈301相配合的外表面螺旋环槽304，外陶瓷体303分为上下两个，并且两个外陶瓷体303上下对称设置，在外陶瓷体303的两端部连接有向外延伸的凸边305，凸边305上均开设有多个连接孔306，连接孔306中设置有连接紧固螺栓307，且两个外陶瓷体303的内表面开设有内表面螺旋环槽308，螺旋线高频线圈301设置在外表面螺旋环槽304和内表面螺旋环槽308之间；通过内陶瓷体302和外陶瓷体303将螺旋线高频线圈301夹在两者之间，其不仅可以防止钢筋再送料过程中对螺旋线高频线圈301造成损坏。

参考附图3和附图10，其喷雾冷却淬火装置4包括固定在U型输送机架2中段的喷雾箱401，喷雾箱401的左右两侧面开设有若干个穿孔402，并且每个穿孔402与环形夹槽相对应，喷雾箱401中设置有倒U型喷雾管402，倒U型喷雾管402的上端中间段连接有伸出U型输送机架2的高压水管403，高压水管403的下端连接有抽水泵404，U型喷雾管402的内侧面上均设置有多个雾化喷嘴405。具体设置时，其U型喷雾管402上端设置的雾化喷嘴405为六个，其两侧设置的雾化喷嘴405为一个，其下端设置的雾化喷嘴405为六个。最后，在位于倒U型喷雾管402下方的喷雾箱401前后侧面均开设有水平条形溢流口406。

参考附图3，本实施例2中的喷雾箱401的右侧面上端设置有伺服电机407，伺服电机407的输出轴伸入喷雾箱401的端部连接有丝杠408，喷雾箱401的顶壁左端连接有转动座409，丝杠408的端部与转动座409相连接，倒U型喷雾管402的上端连接有丝杠螺母410，倒U型喷雾管402的前后外侧面连接有导向滑块411，导向滑块411上开设有滑孔412，喷雾箱401的前后壁上均设置有与滑孔412相配合的导向滑杆413，倒U型喷雾管402的上端中间段连接有伸缩管414，具体地伸缩管414为波纹伸缩管，并将伸缩管414的端部与高压水管403相连接。本实施例2通过丝杠408的转动可以将倒U型喷雾管402在喷雾箱401中左右移动，从而将第一次回火加热后的钢筋全方位均匀淬火冷却。

使用实施例1或实施2公开的高强度精轧螺纹钢筋连续感应热处理装置进行热处理的工艺，包括如下步骤：

S1：精轧螺纹钢筋从连续热处理装置的上料系统自动上至的U型输送机架中，在左端的送料夹辊机构的作用下进入第一回火加热装置中，通过第一回火加热装置中的螺旋线高频线圈将钢筋加热至860-920℃；

S2：然后将加热至860-920℃的精轧螺纹钢筋通过对应的穿孔进入喷雾箱中，启动抽水泵将外界冷却液抽入至倒U型喷雾管中，然后从多个雾化喷嘴喷出，将精轧螺纹钢筋淬火降温至420-450℃；

S3：接着，将淬火降温后的精轧螺纹钢筋送入第二回火加热装置中，将其加热升温至600-660℃后并保温3～5min；

S4：最后，通过右端的送料夹辊机构将二次回火加热的精轧螺纹钢筋送出U型输送机架然后空冷至常温即可。

本申请中的精轧螺纹钢筋的化学成分百分比为C：0.40-0.60％、Si：0.60-2.0％、Mn：0.60-2.0％、Mo：0.10-0.40％、V：0.10-0.30％、Cr0.30-1.20％、Ti0.01-0.10％、B0.0002-0.0005％、P、S≤0.03％。

具体地参数设置时，本处理工艺中的第一次回火加热至900℃，淬火冷却至445℃，第二次回火加热至630℃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。