一種鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉一種可合理控制冷卻速度并將冷卻余熱回收再利用的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，包括冷卻室、換熱器、儲(chǔ)熱水循環(huán)回路、余熱利用回路和控制柜，所述冷卻室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌、冷卻臺(tái)、冷空氣進(jìn)氣通道和熱空氣出氣通道，熱空氣出氣通道與冷卻室外的出氣管連通；所述換熱器內(nèi)設(shè)有熱空氣傳熱通道、儲(chǔ)熱水傳遞通道和余熱利用介質(zhì)傳遞通道，出氣管與熱空氣傳熱通道的進(jìn)口連通，熱空氣傳熱通道的出口設(shè)有排氣管，所述排氣管上設(shè)有引風(fēng)機(jī)；儲(chǔ)熱水循環(huán)回路包括分別與儲(chǔ)熱水傳遞通道進(jìn)口和出口連通的閉式循環(huán)管路，循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)泵，靠近所述循環(huán)泵兩端的循環(huán)管路上分別設(shè)有控制閥；余熱利用介質(zhì)傳遞通道的進(jìn)出和出口分別與余熱利用系統(tǒng)連通。
【專利說明】一種鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高溫工件冷卻余熱回收系統(tǒng)，特別涉及一種鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在2008年《中華人民共和國節(jié)約能源法》公布施行起，國家就不斷推動(dòng)企業(yè)降低產(chǎn)值能耗和單位產(chǎn)品能耗，淘汰高耗能生產(chǎn)工藝和設(shè)備，鼓勵(lì)、扶持工業(yè)企業(yè)余熱利用等節(jié)能技術(shù)，加快形成節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)方式和消費(fèi)模式，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力。鋼鐵、機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)在生產(chǎn)鋼錠、鑄、鍛工件后必須要進(jìn)行工件運(yùn)輸前或下道工序生產(chǎn)前的冷卻降溫工藝，冷卻降溫過程中將釋放大量的熱能，直接排放到環(huán)境中既造成能源浪費(fèi)又對(duì)造成環(huán)境污染。
[0003]生產(chǎn)中，鑄件在澆注后，落砂前，都需一定的冷卻時(shí)間，待鑄件凝固后，方能落砂。冷卻過快的鑄件容易產(chǎn)生裂紋，因此鑄件的冷卻速度必須滿足冷卻工藝的要求。但是為了提高生產(chǎn)效率，加快場(chǎng)地和砂箱周轉(zhuǎn)，又必須盡量縮短冷卻時(shí)間，所以對(duì)冷卻時(shí)間可控很重要。機(jī)械化生產(chǎn)線的鑄鐵鑄造車間，澆注后的鑄型是在鑄型輸送機(jī)輸送的過程中實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)冷卻的。鍛件冷卻是鍛造工藝過程中必不可少的工序，生產(chǎn)中由于鍛后冷卻不當(dāng)，常使鍛件翹曲，表面硬度升高，甚至產(chǎn)生裂紋。為保證鍛件質(zhì)量，常將鍛后的鍛件放在空氣中自然冷卻，此方法冷卻速度不可控，易引起工件質(zhì)量問題，并且冷卻余熱全部排放到環(huán)境中既造成能源浪費(fèi)又污染環(huán)境?；蛘邔㈠懞蟮腻懠袢氤涮钪鴮?dǎo)熱性較小的沙子、爐渣、石灰或石棉的地坑中進(jìn)行冷卻又稱坑冷，但這種方法冷卻速度較慢，通常只適用于中碳鋼、合金工具鋼及大多數(shù)低合金鋼的中型鍛件，而碳素工具鋼鍛件需先空冷至700°C—650°C后再坑冷，且熱量還是全部浪費(fèi)了。再或者將鍛后的鍛件立即放入500°C — 700°C的加熱爐中，隨爐冷卻(稱:爐冷)，這是一種最緩慢的冷卻方法，適合于中碳鋼及低合金鋼的大型鍛件和高合金鋼的重要零件，雖能控制冷卻速度，但熱量還是沒有回收利用，而且還占用了加熱爐的使用效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)流程及技術(shù)存在的問題，提供一種鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，旨在按不同工件的冷卻速度要求合理控制鑄件或鍛件的冷卻速度，避免因工件冷卻速度不可控在工件內(nèi)部產(chǎn)生裂紋、變形或翹曲等缺陷，并且還將工件冷卻余熱有效回收再利用，提高資源的回收再利用率，減少環(huán)境污染。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，包括冷卻室、換熱器、儲(chǔ)熱水循環(huán)回路、余熱利用回路和控制柜，所述冷卻室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌和可在導(dǎo)軌上滑移的冷卻臺(tái)，所述冷卻室內(nèi)分別設(shè)有冷空氣進(jìn)氣通道和熱空氣出氣通道，所述冷空氣進(jìn)氣通道與冷卻室外的進(jìn)氣管連通并且進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣閥，所述熱空氣出氣通道與冷卻室外的出氣管連通；所述換熱器內(nèi)設(shè)有熱空氣傳熱通道、儲(chǔ)熱水傳遞通道和余熱利用介質(zhì)傳遞通道，所述出氣管與熱空氣傳熱通道的進(jìn)口連通，所述熱空氣傳熱通道的出口設(shè)有排氣管，所述排氣管上設(shè)有引風(fēng)機(jī)；所述儲(chǔ)熱水循環(huán)回路包括分別與儲(chǔ)熱水傳遞通道進(jìn)口和出口連通的閉循環(huán)管路，所述循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)泵，靠近所述循環(huán)泵兩端的循環(huán)管路上分別設(shè)有控制閥；所述余熱利用介質(zhì)傳遞通道的進(jìn)出和出口分別與余熱利用系統(tǒng)連通。
[0006]本實(shí)用新型的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)工作原理是:冷卻室內(nèi)的導(dǎo)軌可延伸至鑄造或鍛造生產(chǎn)線上，以便于冷卻臺(tái)沿導(dǎo)軌將待冷卻的高溫工件搬運(yùn)到冷卻室內(nèi)。工作時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)分三路，第一路以引風(fēng)機(jī)為循環(huán)動(dòng)力，冷卻空氣從進(jìn)氣閥經(jīng)進(jìn)氣管和冷空氣進(jìn)氣通道進(jìn)入冷卻室，對(duì)冷卻臺(tái)上的工件進(jìn)行冷卻，工件的冷卻余熱將冷卻室內(nèi)的空氣加熱，被加熱的高溫氣體從熱空氣出氣通道被抽出冷卻室經(jīng)出氣管進(jìn)入換熱器的熱空氣傳熱通道并在換熱器內(nèi)發(fā)生熱傳遞將熱量放出后氣體溫度降低從出氣管經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出；第二路為儲(chǔ)熱水循環(huán)回路，該回路內(nèi)的儲(chǔ)熱水從換熱器的儲(chǔ)熱水傳遞通道經(jīng)熱交換吸收熱空氣傳熱通道釋放的熱量將水溫升高并通過循環(huán)泵的循環(huán)作用使整個(gè)循環(huán)回路內(nèi)的水溫逐漸升高并將熱量儲(chǔ)存在循環(huán)回路內(nèi)；第三路為余熱利用回路，當(dāng)余熱利用回路需要有熱水輸出時(shí)，常溫水或余熱利用要加熱的介質(zhì)從余熱利用傳熱通道的進(jìn)口進(jìn)入換熱器，在余熱利用傳遞通道內(nèi)與換熱器內(nèi)的高溫介質(zhì)即儲(chǔ)熱水循環(huán)回路發(fā)生熱交換升高溫度后從余熱利用傳遞通道的出口排出，不斷進(jìn)行余熱利用。本實(shí)用新型的冷卻余熱回收利用系統(tǒng)，通過控制引風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量可以控制冷卻室內(nèi)的冷卻空氣進(jìn)入量和空氣循環(huán)速度從而控制工件的冷卻速度，既可以提高工件的冷卻速度，還避免了工件因冷卻速度不可控制而生產(chǎn)裂紋和翹曲等缺陷；同時(shí)冷卻工件后的高溫氣體通過換熱器的熱交換作用可以將熱量儲(chǔ)存或經(jīng)余熱利用系統(tǒng)合理利用，從而避免了冷卻余熱的浪費(fèi)及對(duì)環(huán)境的熱污染。
[0007]為便于控制冷卻室內(nèi)工件各位置的冷卻速度均勻，所述冷空氣進(jìn)氣通道設(shè)有若干進(jìn)氣口并設(shè)置于冷卻室的下方，所述熱空氣出氣通道設(shè)有若干排氣口并設(shè)置于冷卻室的上方，所述進(jìn)氣管內(nèi)和冷卻室上方的排氣口附近分別設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器一和溫度傳感器二；所述出氣管與排汽管上分別設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器三和溫度傳感器四，所述引風(fēng)機(jī)為通過控制柜控制的變頻引風(fēng)機(jī)。本系統(tǒng)中，根據(jù)工件的冷卻工藝速度要求，通過控制柜控制變頻引風(fēng)機(jī)的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率來調(diào)節(jié)排風(fēng)量，并且通過冷卻室進(jìn)出風(fēng)口溫度的監(jiān)測(cè)由控制柜進(jìn)一步精確控制工件的冷卻速度。
[0008]為進(jìn)一步提聞?chuàng)Q熱器的熱交換效率，所述儲(chǔ)熱水傳遞通道出口端的儲(chǔ)熱水循環(huán)回路上設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器五，所述余熱利用傳遞通道的進(jìn)口和出口的管路上分別設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器六和溫度傳感器七。
[0009]為保證儲(chǔ)熱水循環(huán)回路長期可靠運(yùn)行，所述循環(huán)泵在儲(chǔ)熱水循環(huán)回路上并聯(lián)設(shè)置兩路，并且每路循環(huán)泵兩端分別設(shè)有控制閥，所述循環(huán)泵和控制閥分別與控制柜連接控制。此兩路并聯(lián)的循環(huán)泵工作時(shí)，一主一輔，以便于循環(huán)泵故障或檢修時(shí)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0010]為進(jìn)一步精確監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和節(jié)能量統(tǒng)計(jì)，所述儲(chǔ)熱水循環(huán)回路上設(shè)有若干與控制柜連接的壓力表，所述余熱利用傳遞通道的進(jìn)口管路和出口管路上分別設(shè)有與控制柜連通的壓力表、溫度傳感器和流量計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)原理圖。[0012]其中，I冷卻室；101導(dǎo)軌；102冷卻臺(tái)；103冷空氣進(jìn)氣通道；104熱空氣出氣通道；2換熱器；3儲(chǔ)熱水循環(huán)回路；301循環(huán)泵；302控制閥；4余熱利用回路；5控制柜；6進(jìn)氣管；7進(jìn)氣閥；8出氣管；9溫度傳感器一 ；10溫度傳感器二 ；11溫度傳感器三；12溫度傳感器四；13排氣管；14引風(fēng)機(jī)；15溫度傳感器五；16溫度傳感器六；17溫度傳感器七。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示為本實(shí)用新型的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，包括冷卻室1、換熱器2、儲(chǔ)熱水循環(huán)回路3、余熱利用回路4和控制柜5，冷卻室I內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌101和可在導(dǎo)軌101上滑移的冷卻臺(tái)102，冷卻室I內(nèi)分別設(shè)有冷空氣進(jìn)氣通道103和熱空氣出氣通道104，冷空氣進(jìn)氣通道103與冷卻室I外的進(jìn)氣管6連通并且進(jìn)氣管6上設(shè)有進(jìn)氣閥7，熱空氣出氣通道104與冷卻室I外的出氣管8連通；換熱器2內(nèi)設(shè)有熱空氣傳熱通道、儲(chǔ)熱水傳遞通道和余熱利用介質(zhì)傳遞通道，出氣管8與熱空氣傳熱通道的進(jìn)口連通，熱空氣傳熱通道的出口設(shè)有排氣管13，排氣管13上設(shè)有引風(fēng)機(jī)14 ;儲(chǔ)熱水循環(huán)回路3包括分別與儲(chǔ)熱水傳遞通道進(jìn)口和出口連通的閉式循環(huán)管路，循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)泵301，靠近循環(huán)泵301兩端的循環(huán)管路上分別設(shè)有控制閥302 ;余熱利用介質(zhì)傳遞通道的進(jìn)出和出口分別與余熱利用系統(tǒng)連通構(gòu)成余熱利用回路4。
[0014]為便于控制冷卻室I內(nèi)工件各位置的冷卻速度均勻，冷空氣進(jìn)氣通道103設(shè)有若干進(jìn)氣口并設(shè)置于冷卻室I的下方，熱空氣出氣通道104設(shè)有若干排氣口并設(shè)置于冷卻室I的上方，進(jìn)氣管6內(nèi)和冷卻室I上方的排氣口附近分別設(shè)有與控制柜5連接的溫度傳感器一 9和溫度傳感器二 10 ;出氣管8與排汽管13上分別設(shè)有與控制柜5連接的溫度傳感器三11和溫度傳感器四12，引風(fēng)機(jī)14為通過控制柜5控制的變頻引風(fēng)機(jī)。本系統(tǒng)中，根據(jù)工件的冷卻速度要求，通過控制柜5控制變頻引風(fēng)機(jī)的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率來調(diào)節(jié)排風(fēng)量，并且通過冷卻室I進(jìn)出風(fēng)口溫度的監(jiān)測(cè)可以進(jìn)一步精確控制工件的冷卻速度；為進(jìn)一步提高換熱器2的熱交換效率，儲(chǔ)熱水傳遞通道出口端的儲(chǔ)熱水循環(huán)回路3上設(shè)有與控制柜5連接的溫度傳感器五15，余熱利用傳遞通道的進(jìn)口和出口的管路上分別設(shè)有與控制柜5連接的溫度傳感器六16和溫度傳感器七17 ;為保證儲(chǔ)熱水循環(huán)回路3長期可靠運(yùn)行，循環(huán)泵301在儲(chǔ)熱水循環(huán)回路3上并聯(lián)設(shè)置兩路，并且每路循環(huán)泵301兩端分別設(shè)有控制閥302，循環(huán)泵301和控制閥302與分別控制柜5連接。此兩路并聯(lián)的循環(huán)泵301工作時(shí)，一主一輔，以保證循環(huán)泵故障或檢修時(shí)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；為進(jìn)一步精確監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和節(jié)能量統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)熱水循環(huán)回路3上設(shè)有若干與控制柜5連接的壓力表，余熱利用傳遞通道的進(jìn)口管路和出口管路上分別設(shè)有與控制柜5連通的壓力表、溫度傳感器和流量計(jì)。
[0015]本實(shí)用新型的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，冷卻室I內(nèi)的導(dǎo)軌101可延伸至鑄造或鍛造生產(chǎn)線上，以便于冷卻臺(tái)102沿導(dǎo)軌101將待冷卻的高溫工件搬運(yùn)到冷卻室I內(nèi)。工作時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)分三路，第一路以引風(fēng)機(jī)14為循環(huán)動(dòng)力，冷卻空氣從進(jìn)氣管經(jīng)進(jìn)氣閥7和冷空氣進(jìn)氣通道103進(jìn)入冷卻室1，對(duì)冷卻臺(tái)102上的工件進(jìn)行冷卻，工件的冷卻余熱將冷卻室I內(nèi)的空氣加熱，被加熱的高溫氣體從熱空氣出氣通道104被抽出冷卻室I經(jīng)出氣管8進(jìn)入換熱器2的熱空氣傳熱通道并在換熱器2內(nèi)發(fā)生熱傳遞將熱量放出后氣體溫度降低從出氣管13經(jīng)引風(fēng)機(jī)14排出；第二路為儲(chǔ)熱水循環(huán)回路3，該回路內(nèi)的儲(chǔ)熱水從換熱器2的儲(chǔ)熱水傳遞通道經(jīng)熱交換吸收熱空氣傳熱通道釋放的熱量將水溫升高并通過循環(huán)泵301的循環(huán)作用使整個(gè)循環(huán)回路內(nèi)的水溫逐漸升高并將熱量儲(chǔ)存在循環(huán)回路內(nèi)；第三路為余熱利用回路4，當(dāng)余熱利用回路需要有熱水輸出時(shí)，常溫水或余熱利用要加熱的介質(zhì)從余熱利用傳熱通道的進(jìn)口進(jìn)入換熱器2，在余熱利用傳遞通道內(nèi)與換熱器2內(nèi)的高溫介質(zhì)即儲(chǔ)熱水循環(huán)回路發(fā)生熱交換升高溫度后從余熱利用傳遞通道的出口排出，不斷進(jìn)行余熱利用。本實(shí)用新型的冷卻余熱回收利用系統(tǒng)，通過控制柜5控制引風(fēng)機(jī)14的排風(fēng)量可以控制冷卻室I內(nèi)的冷卻空氣進(jìn)入量和空氣循環(huán)速度從而控制工件的冷卻速度，既可以提高工件的冷卻速度，還避免了工件因冷卻速度不可控制而生產(chǎn)裂紋和翹曲等缺陷；同時(shí)冷卻工件后的高溫氣體通過換熱器2的熱交換作用可以將熱量儲(chǔ)存或經(jīng)余熱利用系統(tǒng)合理利用，從而避免了冷卻余熱的浪費(fèi)及對(duì)環(huán)境的熱污染。
[0016]本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，凡是在本實(shí)用新型公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，包括冷卻室、換熱器、儲(chǔ)熱水循環(huán)回路、余熱利用回路和控制柜，其特征在于，所述冷卻室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌和可在導(dǎo)軌上滑移的冷卻臺(tái)，所述冷卻室內(nèi)分別設(shè)有冷空氣進(jìn)氣通道和熱空氣出氣通道，所述冷空氣進(jìn)氣通道與冷卻室外的進(jìn)氣管連通并且進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣閥，所述熱空氣出氣通道與冷卻室外的出氣管連通；所述換熱器內(nèi)設(shè)有熱空氣傳熱通道、儲(chǔ)熱水傳遞通道和余熱利用介質(zhì)傳遞通道，所述出氣管與熱空氣傳熱通道的進(jìn)口連通，所述熱空氣傳熱通道的出口設(shè)有排氣管，所述排氣管上設(shè)有引風(fēng)機(jī)；所述儲(chǔ)熱水循環(huán)回路包括分別與儲(chǔ)熱水傳遞通道進(jìn)口和出口連通的閉循環(huán)管路，所述循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)泵，靠近所述循環(huán)泵兩端的循環(huán)管路上分別設(shè)有控制閥；所述余熱利用介質(zhì)傳遞通道的進(jìn)出和出口分別與余熱利用系統(tǒng)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述冷空氣進(jìn)氣通道設(shè)有若干進(jìn)氣口并設(shè)置于冷卻室的下方，所述熱空氣出氣通道設(shè)有若干排氣口并設(shè)置于冷卻室的上方，所述進(jìn)氣管上和冷卻室上方的排氣口附近分別設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器一和溫度傳感器二；所述出氣管與排汽管上分別設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器三和溫度傳感器四，所述引風(fēng)機(jī)為通過控制柜控制的變頻引風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)熱水傳遞通道出口端的儲(chǔ)熱水循環(huán)回路上設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器五，所述余熱利用傳遞通道的進(jìn)口和出口的管路上分別設(shè)有與控制柜連接的溫度傳感器六和溫度傳感器七。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)泵在儲(chǔ)熱水循環(huán)回路上并聯(lián)設(shè)置兩路，并且每路循環(huán)泵兩端分別設(shè)有控制閥，所述循環(huán)泵和控制閥與分別控制柜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄、鍛件高效冷卻余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)熱水循環(huán)回路上設(shè)有若干與控制柜連接的壓力表，所述余熱利用傳遞通道的進(jìn)口管路和出口管路上分別設(shè)有與控制柜連通的壓力表和流量計(jì)。
【文檔編號(hào)】B22D30/00GK203550370SQ201320575078
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
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