淬火池和淬火系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适用于冷却大型工件的淬火池，池内设置有水平布局且形状为环形的喷水主管，喷水主管上连通有进水管和喷水支管；池内底部还设置有水平布局且形状为环形的高压喷气主管，所述高压喷气主管连通有进气管，高压喷气主管上设置有高压喷气嘴，高压喷气嘴指向上方。淬火系统包括前述淬火池和冷却系统，冷却系统和淬火池通过管路串联形成回路。淬火池的喷水支管能够对池内不断注入新的低温淬火剂，并且使池内形成搅拌作用；同时高压喷气嘴喷出高压气体带动液体流动。两种搅动作用相互配合，优化工件淬火效果；淬火系统，除了前述淬火池的优点外，还可以对淬火剂进行强制冷却降温后再循环进入淬火池中对工件进行淬火冷却。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种适用于冷却大型工件的淬火池，池内设置有水平布局且形状为环形的喷水主管，喷水主管上连通有进水管和喷水支管；池内底部还设置有水平布局且形状为环形的高压喷气主管，所述高压喷气主管连通有进气管，高压喷气主管上设置有高压喷气嘴，高压喷气嘴指向上方。淬火系统包括前述淬火池和冷却系统，冷却系统和淬火池通过管路串联形成回路。淬火池的喷水支管能够对池内不断注入新的低温淬火剂，并且使池内形成搅拌作用；同时高压喷气嘴喷出高压气体带动液体流动。两种搅动作用相互配合，优化工件淬火效果；淬火系统，除了前述淬火池的优点外，还可以对淬火剂进行强制冷却降温后再循环进入淬火池中对工件进行淬火冷却。【专利说明】淬火池和淬火系统
本技术涉及一种适用于冷却大型工件的淬火池，具体的是一种可以实现池内 淬火剂强力搅动的淬火池，本技术还涉及一种淬火系统，具体的是包括前述淬火池，并 且能实现淬火剂循环流动和强制冷却的淬火系统。
技术介绍
热处理中的淬火工艺是提高大型容器锻件材料力学性能最主要的手段和工艺方 法。而淬火过程中，淬火冷却强度的大小又对锻件最终热处理效果起着至关重要的作用，特 别是对材料的断裂韧性和冲击韧性指标有着重要影响。 淬火冷却强度一方面取决于淬火剂的性能，另一方面取决于淬火池的设计。对于 实际生产中，合理的淬火池的设计、恰当的淬火剂搅拌不仅仅提高了淬火系统的冷却强度， 而且对淬火冷却的均匀性、可控性有重要作用。研究表明，大型工件淬火时，距表层5mm处 的冷却均匀程度，外表层波动仅有14%，而内表层波动高达40%。 为了让工件得到最佳的低温韧性和强度，要求工件淬火时，进行快速地强冷、深 冷，从而在工件整个截面更多地得到均匀分布的贝氏体组织。为达到这些要求，除与化学成 分、冶炼、锻造、热处理工艺参数有关外，还与淬火冷却烈度有直接关系，即淬火剂的循环流 量，温度，搅拌能力等介质流动状态有关。 随着我国核电、石化容器、深海试验容器等大型化的发展，容器制造所采用的锻件 也向大型化、厚壁化、整体化发展；除了要满足较高的强度，还对材料的韧性，特别是对低 温冲击韧性、落锤指标等力学性能提出了很高的要求，如第三代核电SA508 Gr. 3 Cl. 1压 力容器钢锻件-23. 3°C Akv彡41 (J)、NDTT彡-23. 3°C ;SA508 Gr. 3 C1. 2蒸汽发生器钢 锻件-21°C Akv 彡 48 (J)、TNDT 彡-21°C ;18MND5 蒸汽发生器钢锻件-20°C Kv 彡 48 (J)、 RTNDT < -20°C。又例如第三代核电核岛主设备锻件、重型容器壁厚达到300mm、重量达到 130吨以上、要求TXT/4或TXT/2取样。 要实现上述大型容器的锻件淬火，按照现有技术中的淬火方法，将大型工件浸入 装满淬火剂的淬火池中，由于加热后的工件总热量非常高，淬火剂温度会急剧上升，将大大 影响淬火工件的性能；或者淬火时在工件表面产生大量气泡，阻碍淬火剂与工件表面接触， 使得工件表面形成缺陷。
技术实现思路
本技术所要解决的第一个技术问题是：提供一种淬火池，可以通过管路向池 内不断注入新的低温淬火剂，并且使池内淬火剂形成旋转搅拌流动，同时从淬火池底部充 入高压气体，高压气体带动周围液体流动，使池内淬火剂保持均匀的低温状态，优化淬火效 果。 本技术要解决的第二个技术问题是：提供一种淬火系统，可以通过管路向池 内不断注入新的低温淬火剂，并且使池内淬火剂形成旋转搅拌流动，同时从淬火池底部充 入高压气体，高压气体带动周围液体流动，使池内淬火剂保持均匀的低温状态，优化淬火效 果；同时对淬火后升温的淬火剂进行强制冷却降温后再循环进入淬火池中对工件进行淬火 冷却。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是： 淬火池，包括侧壁和池底，池内设置有水平布局且形状为环形的喷水主管，所述喷 水主管上连通有进水管，喷水主管上还连通有喷水支管；所述喷水支管侧面开设有喷水口， 穿过喷水口的开设方向所在直线的坚直平面为L1，穿过喷水主管所在圆的圆心、喷水支管 在喷水主管上安装位置的坚直平面为L2,所述L1与L2的夹角为t，所述t尹0 ;池内底部 还设置有水平布局且形状为环形的高压喷气主管，所述高压喷气主管连通有进气管，所述 高压喷气主管上设置有高压喷气嘴，所述高压喷气嘴指向上方。 进一步的，所述喷水主管在池底的投影，位于所述高压喷气主管在池底的投影与 所述侧壁之间，高压喷气主管在池底的投影位于淬火池底中心的位置；所述高压喷气主管 上设置有至少两个高压喷气嘴；穿过所述高压喷气主管所在圆的圆心和所述高压喷气嘴在 高压喷气主管上的安装点的坚直平面为M1，穿过高压喷气嘴喷出方向所在直线的坚直平面 为M2,所述Ml与M2的夹角为r，所述0° <r< 90°。 进一步的，所述夹角t为锐角。 进一步的，所述喷水支管侧面开设有至少两个喷水口。 进一步的，喷水主管上连通有至少两根喷水支管；所述喷水支管沿坚直方向设置。 淬火系统，包括淬火池，所述淬火池包括侧壁和池底,池内设置有水平布局且形状 为环形的喷水主管，所述喷水主管上连通有进水管，喷水主管上还连通有喷水支管；所述喷 水支管侧面开设有喷水口，穿过喷水口的开设方向所在直线的坚直平面为L1，穿过喷水主 管所在圆的圆心、喷水支管在喷水主管上安装位置的坚直平面为L2,所述L1与L2的夹角为 t，所述t尹0 ;池内底部还设置有水平布局且形状为环形的高压喷气主管，所述高压喷气主 管连通有进气管，所述高压喷气主管上设置有高压喷气嘴，所述高压喷气嘴指向上方；还包 括冷却系统，所述冷却系统和淬火池通过管道串联形成回路，管道上设置有回水泵。 进一步的，所述喷水主管在池底的投影，位于所述高压喷气主管在池底的投影与 所述侧壁之间，高压喷气主管在池底的投影位于淬火池底中心的位置；所述高压喷气主管 上设置有至少两个高压喷气嘴；穿过所述高压喷气主管所在圆的圆心和所述高压喷气嘴在 高压喷气主管上的安装点的坚直平面为M1，穿过高压喷气嘴喷出方向所在直线的坚直平面 为M2,所述Ml与M2的夹角为r，所述0° <r< 90°。 进一步的，所述冷却系统包括冷却机组和保温热交换池，所述冷却机组通过管道 与保温热交换池串联形成回路，管道上设置有冷水循环泵；所述淬火池通过管道与保温热 交换池串联形成回路，所述回水泵设置在淬火池与保温热交换池回路中的管道上，所述保 温热交换池内设置有实现淬火剂与冷却机组强制冷却后的冷媒进行热交换的换热装置。 进一步的，所述冷却机组是螺杆冷冻机组；所述淬火池与冷却系统之间还连通有 回水池，所述回水池进水端与淬火池相连；回水池出水端与冷却系统相连。 进一步的，所述淬火池连通回水池的管道上依次设置有过滤器、止回阀和所述回 水泵；所述保温热交换池连通淬火池的管道上还依次设置有过滤器、止回阀和增压阀。 本技术的有益效果是：使用本技术的淬火池，喷水支管能够对池内不断 注入新的低温淬火剂，并且使池内淬火剂形成搅拌作用；同时高压喷气嘴可以向池内充入 高压气体带动本文档来自技高网...

【技术保护点】
淬火池，包括侧壁(11)和池底，其特征在于，池内设置有水平布局且形状为环形的喷水主管(2)，所述喷水主管(2)上连通有进水管(20)，喷水主管(2)上还连通有喷水支管(21)；所述喷水支管(21)侧面开设有喷水口(22)，穿过喷水口(22)的开设方向所在直线的竖直平面为L1，穿过喷水主管(2)所在圆的圆心、喷水支管(21)在喷水主管(2)上安装位置的竖直平面为L2，所述L1与L2的夹角为t，所述t≠0；池内底部还设置有水平布局且形状为环形的高压喷气主管(3)，所述高压喷气主管(3)连通有进气管(30)，所述高压喷气主管(3)上设置有高压喷气嘴(31)，所述高压喷气嘴(31)指向上方； 所述喷水主管(2)在池底的投影，位于所述高压喷气主管(3)在池底的投影与所述侧壁(11)之间，高压喷气主管(3)在池底的投影位于淬火池底中心的位置；所述高压喷气主管3上设置有至少两个高压喷气嘴(31)；穿过所述高压喷气主管(3)所在圆的圆心和所述高压喷气嘴(31)在高压喷气主管(3)上的安装点的竖直平面为M1，穿过高压喷气嘴(31)喷出方向所在直线的竖直平面为M2，所述M1与M2的夹角为r，所述0°＜r＜90°。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜军毅，袁乐，刘志颖，曹晨思，
申请(专利权)人：二重集团德阳重型装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51