一种开合式钢材热处理工装的制作方法

1.本实用新型属于钢铁材料热处理技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种开合式钢材热处理工装。


背景技术：

2.钢材热处理是指钢材在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种钢材热加工工艺。钢铁生产企业在对钢材进行热处理时常常会使用到台车式热处理炉、室式热处理炉、井式热处理炉等周期式炉窑。
3.台车式热处理炉安装有行走机构，行走机构由牵引机构沿炉底上的轨道拉出或拖入炉膛，便于在炉外装卸钢材，适用于各种规格及大批量的钢材进行热处理。室式热处理炉具有开闭式炉门，使用装出料机或无轨小车等辅助设备将钢材送入炉内或从炉内取出，应用于小批量钢材的热处理。钢铁生产企业在对直径小于100mm的小规格棒状钢材进行退火、淬火、固溶等热处理时，可能会使用台车式热处理炉或室式热处理炉进行热处理。
4.小规格棒状钢材的长度通常不小于4m，一般在4m至10m范围，当使用台车式热处理炉或室式热处理炉进行热处理时，由于炉体结构，炉底放置有一排垫铁，垫铁间距通常大于500mm，而燃气炉的垫铁需要避开烧嘴导致垫铁间距更大。同时，在热处理时，垫铁间距不宜过小，过小的间距会导致垫铁数量增多，增大热处理炉的额外负重，并且影响气流通畅性，引起炉温均匀性下降。
5.热处理时，小规格棒状钢材放在垫铁上，且通常钢材长度方向与垫铁长度方向保持垂直。较大的垫铁间距使得小规格棒状钢材在热处理的加热、保温过程中受到自身重力而发生较大弯曲变形。严重弯曲的小规格棒状钢材难以矫直时只能报废。
6.淬火、固溶热处理通常会将加热、保温完成的小规格棒状钢材快速转移到水或淬火液中快速冷却，钢材温度急剧变化，钢材内部产生强烈的热应力会导致小规格棒状钢材发生严重弯曲，严重弯曲的小规格棒状钢材难以矫直时只能报废，引起经济损失。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种开合式钢材热处理工装，其技术方案如下：
8.一种开合式钢材热处理工装，包括上盖体和下盖体，所述上盖体和所述下盖体扣合形成热处理腔；所述热处理腔呈细长状，用于容纳多个小规格棒状钢材并减小小规格棒状钢材的弯曲变形；所述热处理腔的两端开口，周面分布有多个通孔，用于气流流通。
9.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述上盖体上设有第一吊耳，用于提供起吊所述上盖体的位置；所述第一吊耳位于所述上盖体的顶部。
10.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述第一吊耳为多个，沿所述上盖体的长度方向，多个所述第一吊耳均匀分布。
11.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述下盖体上设有第二吊耳，
用于提供翻转所述下盖体的位置；所述第二吊耳位于所述下盖体的侧部。
12.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述第二吊耳为多个，沿所述下盖体的长度方向，多个所述第二吊耳均匀分布。
13.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述下盖体上设有外导向板；所述外导向板为多个，在所述下盖体的外侧沿上均匀分布，用于在所述上盖体扣合时提供导向。
14.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述下盖体上设有内导向板；所述内导向板为多个，位于所述下盖体的内侧沿上，与所述外导向板一一对应，形成导向槽。
15.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述导向槽的顶部宽度大于所述导向槽的底部宽度。
16.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述热处理腔的横截面为椭圆形、圆形、梭形的任一种。
17.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述热处理腔的横截面为圆形；所述上盖体的横截面的弧长占圆形周长的二分之一，所述下盖体的横截面的弧长占圆形周长的二分之一。
18.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述上盖体和所述下盖体的壁厚范围均为18mm至25mm，外径范围均为400mm至460mm，长度均小于热处理炉长度。
19.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述上盖体和所述下盖体的材质为12crmovg、16mn、20cr的任一种。
20.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述热处理腔的周面均匀分布有多个圆形的所述通孔；所述通孔的直径范围为50mm至100mm。
21.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：沿所述热处理腔的圆周方向，相邻所述通孔之间的夹角范围为45
°
至90
°
；沿所述热处理腔的长度方向，相邻所述通孔之间的间距为150mm至300mm。
22.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述上盖体和所述下盖体的外周面围绕有缠绕丝，用于将所述上盖体和所述下盖体紧固在一起。
23.如上所述的开合式钢材热处理工装，进一步优选为：所述缠绕丝为双股铁丝，单股直径范围为5mm至8mm；沿所述上盖体和所述下盖体的长度方向，所述缠绕丝为3至5处。
24.分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：
25.本实用新型的开合式钢材热处理工装在热处理过程中能够起到两方面的作用：其一，减小小规格棒状钢材在热处理的加热、保温过程中受到自身重力而发生的较大弯曲变形程度，最大弯曲度由原最大200mm/m最大弯曲度减小到10mm/m以内，后续经过矫直机矫直后就可满足交付条件。并且，与不使用开合式钢材热处理工装相比，钢材的硬度、组织等质量不会发生变化，能够保证热处理的质量合格；其二，大幅度减小小规格棒状钢材在淬火、固溶热处理过程中因水或淬火液中快速冷却而产生的严重弯曲，最大弯曲度由原最大250mm/m最大弯曲度减小到40mm/m以内，后续经过矫直机矫直后就可满足交付条件。并且，可以使淬火、固溶热处理后小规格钢棒状钢材的力学性能、组织等与不使用开合式钢材热处理工装时一致，保证热处理的质量合格。
附图说明
26.图1为本实用新型的开合式钢材热处理工装的立体图。
27.图2为本实用新型的开合式钢材热处理工装的正视图。
28.图3为本实用新型的开合式钢材热处理工装的侧视图。
29.图4为本实用新型的下盖体的正视图。
30.图5为本实用新型的下盖体的侧视图。
31.图6为本实用新型的上盖体的正视图。
32.图7为本实用新型的上盖体的侧视图。
33.图中：1-第一吊耳；2-上盖体；3-通孔；4-外导向板；5-下盖体；6-第二吊耳；7-内导向板。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
36.请参考图1至图7，其中，图1为本实用新型的开合式钢材热处理工装的立体图；图2为本实用新型的开合式钢材热处理工装的正视图；图3为本实用新型的开合式钢材热处理工装的侧视图；图4为本实用新型的下盖体的正视图；图5为本实用新型的下盖体的侧视图；图6为本实用新型的上盖体的正视图；图7为本实用新型的上盖体的侧视图。
37.本实用新型提供了一种开合式钢材热处理工装，主要包括上盖体2和下盖体5，上盖体2和下盖体5扣合时形成热处理腔。具体的，热处理腔呈细长状，两端开口，周面分布有多个通孔3。在小规格棒状钢材进行热处理时，热处理腔的两端开口和多个通孔3能够流通气流，热处理腔能够为小规格棒状钢材提供容纳空间，小规格棒状钢材在受热发生弯曲变形时，热处理腔能够限制变形幅度，从而减小小规格棒状钢材的弯曲变形。
38.本实用新型的开合式钢材热处理工装在处理小规格棒状钢材时，先将多个小规格棒状钢材用铁丝捆在一起，然后将小规格棒状钢材置于热处理腔内。上盖体2和下盖体5扣合后紧固在一起，在小规格棒状钢材弯曲变形时能够起到限位作用。在热处理过程中能够起到两方面的作用：其一，减小小规格棒状钢材在热处理的加热、保温过程中受到自身重力而发生的较大弯曲变形程度，最大弯曲度由原最大200mm/m最大弯曲度减小到10mm/m以内，后续经过矫直机矫直后就可满足交付条件。并且，与不使用开合式钢材热处理工装相比，钢材的硬度、组织等质量不会发生变化，能够保证热处理的质量合格；其二，大幅度减小小规格棒状钢材在淬火、固溶热处理过程中因水或淬火液中快速冷却而产生的严重弯曲，最大
弯曲度由原最大250mm/m最大弯曲度减小到40mm/m以内，后续经过矫直机矫直后就可满足交付条件。并且，可以使淬火、固溶热处理后小规格钢棒状钢材的力学性能、组织等与不使用开合式钢材热处理工装时一致，保证热处理的质量合格。
39.作为对本实用新型的改进，如图1至图7所示，本实用新型还提供了如下改良方案：
40.在本实用新型中，上盖体2上设有第一吊耳1，第一吊耳1位于上盖体2的顶部，能够提供起吊上盖体2的位置。当需要由热处理腔内取出小规格棒状钢材时，可通过第一吊耳1将上盖体2吊起。优选的，第一吊耳1为多个，沿上盖体2的长度方向，多个第一吊耳1均匀分布，能够保证上盖体2在起吊过程中的平衡性。在本实用新型的一个实施例中，第一吊耳1为两个，既能够保证起吊过程的平衡性，又能够避免因第一吊耳1数量过多而导致操作繁琐。
41.在本实用新型中，下盖体5上设有第二吊耳6，第二吊耳6位于下盖体5的侧部，能够提供翻转下盖体5的位置。当上盖体2被吊起来后，要由下盖体5内取出小规格棒状钢材时，起吊第二吊耳6，下盖体5将被翻转，小规格棒状钢材能够从下盖体5内翻倒出来。优选的，第二吊耳6为多个，沿下盖体5的长度方向，多个第二吊耳6均匀分布，能够保证下盖体5在被翻转时长度方向的受力均衡。在本实用新型的一个实施例中，第二吊耳6为两个，能够确保起吊的平稳性和便捷性。
42.在本实用新型中，下盖体5上设有外导向板4，外导向板4为多个，在下盖体5的外侧沿上均匀分布。下盖体5为细长型，两端开口，内部用来形成热处理腔，两侧为侧沿。外导向板4在下盖体5两侧侧沿的外侧沿上均匀分布，当扣合上盖体2时，上盖体2可沿多个外导向板4准确扣合在下盖体5上，从而外导向板4可以为上盖体2提供导向。
43.进一步的，在本实用新型中，下盖体5上还设有内导向板7。内导向板7为多个，位于下盖体5的内侧沿上，与外导向板4一一对应，从而内导向板7和外导向板4之间形成导向槽。当扣合上盖体2时，上盖体2的侧沿位于导向槽内，上盖体2既不会向下盖体5的外侧错位，又不会向下盖体5的内侧错位，从而能够确保连接的可靠性。
44.更进一步的，在本实用新型中，导向槽的顶部宽度大于导向槽的底部宽度，从而便于上盖体2插入。
45.在本实用新型中，热处理腔的横截面可以为椭圆形、圆形、梭形的任一种，能够减小小规格棒状钢材的弯曲程度即可。
46.作为优选实施方案，在本实用新型中，热处理腔的横截面为圆形；上盖体2的横截面的弧长占圆形周长的二分之一，下盖体5的横截面的弧长占圆形周长的二分之一。即采用一根钢管沿轴线剖为两半，进行加工即可得到上盖体2和下盖体5，方便加工。
47.进一步的，在本实用新型中，上盖体2和下盖体5由一根钢管加工而成，壁厚及外径均相等。壁厚范围为18mm至25mm，外径范围为400mm至460mm，长度小于热处理炉长度。材质可以为12crmovg、16mn、20cr的任一种，方便焊接加工。
48.更进一步的，在本实用新型中，热处理腔的周面均匀分布有多个圆形的通孔3，通孔3为圆形，方便加工制作。优选的，通孔3的直径范围为50mm至100mm；沿热处理腔的圆周方向，相邻通孔3之间的夹角范围为45
°
至90
°
；沿热处理腔的长度方向，相邻通孔3之间的间距为150mm至300mm。以圆周方向为排、以长度方向为列，作为一种可实施方案，上盖体2和下盖体5上的通孔3可以均为三排或四排。
49.在本实用新型中，进行热处理时，上盖体2和下盖体5通过缠绕丝实现紧固。上盖体
2的外周面和下盖体5的外周面围绕有缠绕丝，缠绕丝用来将上盖体2和下盖体5紧固在一起。优选的，缠绕丝为双股铁丝，单股直径范围为5mm至8mm。沿上盖体2和下盖体5的长度方向，缠绕丝缠绕的地方为3至5处，在长度方向上均匀分布，能够避免上盖体2与下盖体5脱离。
50.如图1至图7所示，下面对本实用新型的工作过程做详细说明：
51.第一：小规格棒状钢材打捆。将小规格棒状钢材用铁丝捆在一起，打捆成近似椭圆，打捆椭圆长轴尺寸在100-250mm为宜，不宜过小以保证打捆后有足够的强度，不宜过大以防止热处理透烧时间需要延长，冷却效率降低。小规格棒状钢材长度方向上保持每米间隔捆一道铁丝，铁丝双股为宜，可根据长度情况适当调整，铁丝直径5mm至6mm。
52.第二：打捆后的小规格棒状钢材放入热处理腔内。将上盖体2吊开，然后将打捆好的小规格棒状钢材放入下盖体5内，可以单捆或多捆放入，然后扣合上盖体2与下盖体5。
53.第三：捆扎上盖体2和下盖体5。将扣合的上盖体2与下盖体5的外侧捆上3至5道缠绕丝，缠绕丝为双股铁丝，单股直径5mm至8mm。
54.第四：热处理。将装入小规格棒状钢材的开合式钢材热处理工装放入热处理炉中进行热处理，热处理后剪缠绕丝，将上盖体2吊开，再起吊下盖体5即可翻倒出热处理完成后的小规格棒状钢材。
55.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。