一种锻圆用钢的冶炼装置及其锻造方法与流程

1.本发明涉及一种锻圆用钢的冶炼装置及其锻造方法，具体为一种锻圆用钢的冶炼装置及其锻造方法，属于圆钢冶炼锻造技术领域。


背景技术：

2.钢材作为人类社会最重要的材料之一，其使用范围广泛，通过调整其内碳元素含量的比例来相应调节钢材的强度与刚度，以适应钢材的不同使用需要，冶钢技术的发展是材料学中的里程碑，而钢材根据需要一般分为圆形钢、方形钢和工形钢几种，根据使用环境选用适用的型材能提高使用效果。
3.圆形钢是一种截面为圆形的实心长条钢材，也是目前适用范围最广的钢材型材，其规格以直径的毫米数表示，圆形钢的锻造工艺分为热轧、锻制和冷拉三种，现有技术中一般通过对原钢进行加热熔化，再通过拉伸使原钢接近锻造直径，再结合冷轧工艺得到需要直径的圆形钢，但是现有装置的加工工序复杂，因为热胀冷缩因素会极大地影响圆形钢的直径，所以需要在原钢冷却到接近常温后才能进行冷轧工序，而冷轧工序与热轧工序之间转换需要耗费大量时间与能量，或者需要大量清水参与，过程较为复杂，所以本领域技术人员提出一种锻圆用钢的冶炼装置及其锻造方法，来解决上述提出的现有装置加工锻造圆形钢时遇到的冷热转换问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种锻圆用钢的冶炼装置及其锻造方法，通过本发明装置来实现圆形钢的冶炼与锻造工艺更加精炼快速，尽量避免现有技术中圆形钢冶炼锻造装置所存在的冷热转换过程冗长与耗费能量、影响圆形钢成品质量的问题。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种锻圆用钢冶炼和锻造的装置，包括熔炼炉、输送带、热轧机、定型箱和冷轧机，其特征在于：所述熔炼炉固定设置在机架的上表面，所述熔炼炉的一侧设置有输送带，所述机架的上表面且位于输送带的侧面固定设置有热轧机，所述热轧机的一侧设置有定型箱，所述定型箱远离热轧机的一侧设置有冷轧机；
6.所述定型箱包括防护箱体、机械臂、淬火箱锻打台和水冷降温箱，所述机架的上表面且位于输送带的上方固定连接有防护箱体，所述防护箱体的内壁固定设置有机械臂，所述防护箱体的内壁固定连接有淬火箱，所述防护箱体的内壁且位于淬火箱的侧面固定设置有锻打台，所述防护箱体的内侧且位于锻打台远离淬火箱的一侧固定设置有水冷降温箱。
7.优选的，所述熔炼炉侧面且位于输送带的上方开设有导出管，所述导出管的侧面设置节流阀，所述熔炼炉的内侧设置有电弧熔炼组件，所述熔炼炉包括熔炉、密封压锁、炉盖和锁扣，所述熔炉与机架固定连接，所述熔炉的顶端设置有密封压锁，所述熔炉的上方固定卡接有炉盖，所述熔炉与炉盖之间设置有锁扣。
8.优选的，所述电弧熔炼组件贯穿炉盖的侧壁并延伸到熔炉内，所述炉盖上表面且
位于电弧熔炼组件的侧面设置有高度调节螺母，高度调节螺母与炉盖轴承连接。
9.优选的，所述输送带的侧面固定设置有隔热层，所述隔热层的上表面固定连接有锻圆模具，所述机架的侧面固定连接有与输送带相适配的驱动轴，所述输送带啮合连接在驱动轴的侧面，驱动轴贯穿机架且与动力件固定连接。
10.优选的，所述热轧机包括热轧防护箱、轧板和施压板，所述热轧防护箱固定连接在机架的上表面，所述热轧防护箱的内侧固定设置有轧板，所述热轧防护箱的内侧且位于轧板的一侧固定设置有施压板。
11.优选的，所述热轧防护箱的侧面固定连接有液压缸，所述施压板固定连接在液压缸远离热轧防护箱的一端，所述液压缸的液压控制杆贯穿热轧防护箱箱壁并延伸到热轧防护箱外。
12.优选的，所述机械臂固定设置在防护箱体内壁且靠近热轧机的一侧，所述淬火箱的侧面固定连接有淬火液补充管，所述防护箱体内壁且位于锻打台的上方固定设置有锻打锤，所述水冷降温箱的侧面贯穿设置有循环水管。
13.优选的，所述冷轧机包括冷轧防溅箱、延伸杆、驱动辊和冷轧辊，所述冷轧防溅箱固定连接在机架的上表面，所述冷轧防溅箱的内壁固定连接有延伸杆，所述延伸杆远离冷轧防溅箱一端延伸到输送带的上方，所述延伸杆远离冷轧防溅箱一端固定连接有驱动辊，另一个所述延伸杆的顶端固定连接有冷轧辊。
14.s1：一种锻圆用钢冶炼锻造方法，将炉盖通过升降装置升起后，将适量原钢置入熔炉中，再盖上炉盖，炉盖靠近熔炉的过程中对设置在熔炉顶端的密封压锁施压，使得两者之间具有良好的密封性，再通过锁扣将两者固定在一起，贯穿设置在炉盖上的电弧熔炼组件是现有技术已具备的成熟技术，利用两个电极之间的短暂放电引燃，从而产生高温熔化原钢，熔化的铁水自设置在熔炼炉侧面的导出管引出到输送带表面的锻圆模具，并通过输送带向后续工序输送；
15.s2：一种锻圆用钢冶炼锻造方法，输送带携带锻圆模具进入热轧机，施压板在液压缸的作用下向轧板靠近，将微冷的原钢自轧板侧面的筑孔挤压而出，使得圆形钢粗坯初步形成，在输送带2的传动效果下圆形钢进入定型箱，机械臂夹起圆形钢粗坯进入淬火箱，圆形钢粗坯在淬火箱中进行淬火，淬火液体根据需要进行配比，可以对圆形钢中碳元素含量进行调节，以提高其塑性，淬火后的圆形钢粗坯表面产生变化，通过机械臂将圆形钢粗坯移动到锻打台上，通过设置在锻打台上方的锻打锤进行锻打，挤出内部气泡并增加金属强度，再移动到水冷降温箱中进行冷却降温，使得圆形钢粗坯的温度降低到接近常温的状态；
16.s3：一种锻圆用钢冶炼锻造方法，再次回到输送带上表面的圆形钢粗坯继续前进，进入冷轧机范围后，延伸杆顶端的驱动辊抵紧在圆形钢粗坯侧面并转动，带动圆形钢粗坯的旋转，旋转的圆形钢粗坯接近冷轧辊后，在多个冷轧辊的转动挤压作用下修理侧面，使得圆形钢粗坯的直径逐渐接近预设值，并最终得到圆形钢成品。
17.本发明的有益效果是：
18.1：设置一种连续工艺的锻圆用钢的冶炼装置及其锻造方法，从原钢的熔化，到铁水浇筑、输送到热轧、淬火、降温与冷轧成型设置在一条连续的生产线上，使得圆形钢的冶炼锻造过程尽量缩短，从而相对简化圆形钢的冶炼锻造工艺，并且热轧到冷轧过程中设置定型箱，定型箱中通过对高温圆形钢进行淬火、锻造和水冷步骤，对圆形钢粗坯的材料与性
能进行调整，保证与提高圆形钢的质量，并将圆形钢粗坯的温度降到接近常温，以进行冷轧操作；
19.2：熔炼炉设置为通过电弧熔炼组件熔炼的方式，其中电弧熔炼组件短暂高压放电熔化原钢，一方面采用高压电弧引燃放热熔化方式节省燃料并增加反应热，可以使原钢更快更好地熔化，相应保护环境减少排放的号召，另一方面通过密封压锁与锁扣限位的熔炼炉可以很好保证熔炼炉的正常工作；
20.3：热轧机、定型箱和冷轧机中都设置有防护箱体，防护箱体可以将工作区与装置周围隔离开安全区域，避免热轧与冷轧过程中产生金属碎片的溅射，保护周围操作者的安全，也方便对装置的清理工作；
21.4：热轧机内直接采用轧板对高温状态的原钢熔融物压型，利用高温状态下原钢粗坯易进行塑形的特点，可以最快完成成型工艺，并且节省环节中的能量消耗，而冷轧机中冷轧过程通过延伸杆调整驱动辊与冷轧辊的位置，以适应对不同直径的圆形钢加工作业；
22.5：定型箱作为热轧与冷轧的过渡阶段，通过水冷降温使圆形钢粗坯快速降温到接近常温状态，急速的降温过程可能导致圆形钢内部结构产生变化，所以在定型箱内设置有淬火箱与锻打台，在急冷前对圆形钢粗坯进行淬火降温并调整材料内碳元素的含量，又经过锻打增加圆形钢的结构性，将圆形钢粗坯内部产生的气泡逼出，保证圆形钢成品的质量。
附图说明
23.图1为本发明整体结构示意图；
24.图2为本发明整体结构剖视图；
25.图3为本发明图2中a处结构放大图；
26.图4为本发明图2中b处结构放大图；
27.图5为本发明热轧机结构示意图；
28.图6为本发明定型箱结构示意图；
29.图7为本发明冷轧机结构示意图。
30.图中：1、熔炼炉；101、熔炉；102、密封压锁；103、炉盖；104、锁扣；2、输送带；3、热轧机；301、热轧防护箱；302、轧板；303、施压板；4、定型箱；401、防护箱体；402、机械臂；403、淬火箱；404、锻打台；405、水冷降温箱；5、冷轧机；501、冷轧防溅箱；502、延伸杆；503、驱动辊；504、冷轧辊；6、机架；7、导出管；8、电弧熔炼组件；9、隔热层；10、锻圆模具；11、液压缸；12、淬火液补充管；13、锻打锤；14、循环水管。
具体实施方式
31.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
32.本发明实施例公开一种锻圆用钢的冶炼装置及其锻造方法：
33.根据附图1所示，包括熔炼炉1、输送带2、热轧机3、定型箱4和冷轧机5，熔炼炉1的一侧固定设置有输送带2，输送带2上方固定连接有热轧机3，输送带2的上方且位于热轧机3
的一侧固定设置有定型箱4，定型箱4远离热轧机3的一侧设置有冷轧机5，上述所述的熔炼炉1、输送带2等都固定设置在机架6的上表面。
34.机架6作为安装所有设施的支撑架，将所有安装在侧的设施承托到工作平面，并且机架6的侧壁贯穿设置有转轴，转轴的一端贯穿机架6后与动力件固定连接，输送带2啮合连接在转轴的侧面，转轴驱动输送带2以恒定速度运行。
35.根据附图2所示，熔炼炉1包括熔炉101、密封压锁102、炉盖103和锁扣104，熔炉101与机架6固定连接，熔炉101的顶端设置有密封压锁102，熔炉101的上方固定卡接有炉盖103，熔炉101与炉盖103之间设置有锁扣104。
36.通过液压抬升装置或者手动升起炉盖103，将原钢材料置于熔炉101内，再将炉盖103缓缓靠近熔炉101，炉盖103和熔炉101靠近的过程中，设置在熔炉101顶端的密封压锁102被下压的过程中完成密封和向外侧增压，以保持熔炼炉1内外的密封性，再通过设置在熔炉101侧面的锁扣104将炉盖103与熔炉101固定卡接。
37.根据附图3-4所示，熔炼炉1侧面且位于输送带2的上方开设有导出管7，导出管7的侧面设置节流阀，通过导出管7将熔炼炉1内熔融状态的液体导出到输送带2上，节流阀控制导出管7的通断与流量。
38.熔炼炉1的内侧设置有电弧熔炼组件8，电弧熔炼组件8是现有技术中已成熟的技术手段，在此通过先关结构可以进行高度的调整，电弧熔炼组件8通过两个电极间短时间高压放电引燃设置在熔炼炉1内的材料，一方面响应节能减排的号召，另一方面短时间获得足以熔炼钢材的高温，电弧熔炼组件8贯穿炉盖103的侧壁并延伸到熔炉101内，炉盖103上表面且位于电弧熔炼组件8的侧面设置有高度调节螺母，高度调节螺母与炉盖103轴承连接，通过转动调节螺母可以控制电弧熔炼组件8延伸进熔炼炉1的长度，以更好地使用需要熔炼的金属数量。
39.输送带2的侧面固定设置有隔热层9，隔热层9的上表面固定连接有锻圆模具10，熔融金属自熔炼炉1导出到锻圆模具10，隔热层9的设置隔开锻圆模具10中熔融液体的高温，减小高温对输送带2的影响，机架6的侧面固定连接有与输送带2相适配的驱动轴，输送带2啮合连接在驱动轴的侧面，驱动轴贯穿机架6且与动力件固定连接。
40.根据附图5所示，热轧机3包括热轧防护箱301、轧板302和施压板303，热轧防护箱301固定连接在机架6的上表面，热轧防护箱301的内侧固定设置有轧板302，轧板302的侧面贯穿设置有轧孔，热轧防护箱301的内侧且位于轧板302的一侧固定设置有施压板303，施压板303远离轧板302的一侧固定设置有固定板，固定板固定连接在热轧防护箱301的内壁。
41.热轧防护箱301的侧面固定连接有液压缸11，施压板303固定连接在液压缸11远离热轧防护箱301的一端，液压缸11远离施压板303的一端与固定板固定连接，固定板提供给施压板303向轧板302靠近施压的基础，液压缸11的液压控制杆贯穿热轧防护箱301箱壁并延伸到热轧防护箱301外，通过液压控制杆控制液压缸11的延长，液压控制杆可以通过手动，也可以通过一些传动结构与输送带2的周期相关联。
42.根据附图6所示，定型箱4包括防护箱体401、机械臂402、淬火箱403锻打台404和水冷降温箱405，机架6的上表面且位于输送带2的上方固定连接有防护箱体401，防护箱体401将定型箱4内外隔开，隔断出一个相对安全的工作空间。
43.防护箱体401的内壁固定设置有机械臂402，机械臂402是现有技术中已完善的技
术，机械臂402的控制技术再次不加以赘述，防护箱体401的内壁固定连接有淬火箱403，淬火箱403中的淬火液体是根据加工材料特制，防护箱体401的内壁且位于淬火箱403的侧面固定设置有锻打台404，在锻打台404上对圆形钢粗坯进行锻打逼出气泡，增加圆形钢粗坯的强度。
44.防护箱体401的内侧且位于锻打台404远离淬火箱403的一侧固定设置有水冷降温箱405，通过淬火与锻打的圆形钢粗坯的温度已降低很多，再通过温水的水冷降温箱405将其温度降低到接近常温的状态，一方面避免直接水冷对圆形钢粗坯造成内部损伤，另一方面经过特制淬火工序使得圆形钢粗坯的材质更好。
45.机械臂402固定设置在防护箱体401内壁且靠近热轧机3的一侧，淬火箱403的侧面固定连接有淬火液补充管12，淬火液补充管12向淬火箱403中及时补充淬火液体，防护箱体401内壁且位于锻打台404的上方固定设置有锻打锤13，锻打锤13的升降配合锻打台404，对其中的圆形钢粗坯进行多次反复锻打操作，水冷降温箱405的侧面贯穿设置有循环水管14。
46.根据附图7所示，冷轧机5包括冷轧防溅箱501、延伸杆502、驱动辊503和冷轧辊504，冷轧防溅箱501固定连接在机架6的上表面，冷轧防溅箱501的内壁固定连接有延伸杆502，延伸杆502远离冷轧防溅箱501一端延伸到输送带2的上方。
47.延伸杆502远离冷轧防溅箱501一端固定连接有驱动辊503，设置驱动辊503的延伸杆502内部设置有抵紧弹簧，通过抵紧弹簧将驱动辊503抵紧在圆形钢粗坯的侧面，另一个延伸杆502的顶端固定连接有冷轧辊504，设置有冷轧辊504的延伸杆502套通过螺栓进行长度的调节与固定，以保证冷轧辊504对圆形钢粗坯表面的作用。
48.一种锻圆用钢冶炼锻造方法，将炉盖103通过升降装置升起后，将适量原钢置入熔炉101中，再盖上炉盖103，炉盖103靠近熔炉101的过程中对设置在熔炉101顶端的密封压锁102施压，使得两者之间具有良好的密封性，再通过锁扣104将两者固定在一起，贯穿设置在炉盖103上的电弧熔炼组件8是现有技术已具备的成熟技术，利用两个电极之间的短暂放电引燃，从而产生高温熔化原钢，熔化的铁水自设置在熔炼炉1侧面的导出管7引出到输送带2表面的锻圆模具10，并通过输送带2向后续工序输送。
49.输送带2携带锻圆模具10进入热轧机3，施压板303在液压缸11的作用下向轧板302靠近，将微冷的原钢自轧板302侧面的筑孔挤压而出，使得圆形钢粗坯初步形成，在输送带2的传动效果下圆形钢进入定型箱4，机械臂402夹起圆形钢粗坯进入淬火箱403，圆形钢粗坯在淬火箱403中进行淬火，淬火液体根据需要进行配比，可以对圆形钢中碳元素含量进行调节，以提高其塑性，淬火后的圆形钢粗坯表面产生变化，通过机械臂402将圆形钢粗坯移动到锻打台404上，通过设置在锻打台404上方的锻打锤13进行锻打，挤出内部气泡并增加金属强度，再移动到水冷降温箱405中进行冷却降温，使得圆形钢粗坯的温度降低到接近常温的状态。
50.再次回到输送带2上表面的圆形钢粗坯继续前进，进入冷轧机5范围后，延伸杆502顶端的驱动辊503抵紧在圆形钢粗坯侧面并转动，带动圆形钢粗坯的旋转，旋转的圆形钢粗坯接近冷轧辊504后，在多个冷轧辊504的转动挤压作用下修理侧面，使得圆形钢粗坯的直径逐渐接近预设值，并最终得到圆形钢成品。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。