水雾淬火装置研究与应用

梁冰利，王宏亮

（金堆城钼业集团有限公司，陕西渭南 714102）

0 引言

金堆城钼业集团有限公司使用半自动生产线生产低铬合金铸铁磨球。这种材料的铸球热处理工序是水雾淬火。具体工艺：浇铸后，铸球在模具内保温，当温度降至750 ℃时，打开模具（又称开箱），取出铸球，同时开始向铸球喷水雾，淬火，铸球温度降至室温后，停止喷水雾。

1 存在问题

目前使用的喷水雾设备是农村给果树喷农药的机器，存在以下问题。

（1）操作人员不能准确把握开箱时间和开箱温度，导致淬火温度750 ℃出现偏差，影响铸球质量。

（2）操作人员经常忘记及时打开水雾，影响铸球质量；经常忘记及时关闭水雾，造成浪费。

（3）水雾用水是生产水，清洁度不够，导致喷头经常堵塞而损坏。

为此，设计制作水雾淬火装置，最终解决了上述问题。

2 水雾淬火装置结构及原理

2.1 水雾淬火装置结构

该水雾淬火装置由球阀、过滤器、带压力表的减压阀、电动阀门和雾化喷头通过普通焊管连接而成，如图1 所示。工作时，分别向两路焊管内通入压缩空气和水。打开球阀A，通过调节球阀A 和减压阀A 的开度，观察压力表读数，将水压力调至要求值。同时，操作电气元件，使控制电动阀门A 处于通路状态，即可将经Y 形过滤器过滤干净的水送入雾化喷头内。打开球阀B，通过调节球阀B 和减压阀B 的开度，观察压力表读数，将压缩空气压力调至要求值。同时，操作电气元件，使控制电动阀门B处于通路状态，即可将压缩空气送入雾化喷头内。同时进入喷头的压缩空气和水，通过雾化喷头的雾化作用，以水雾状态从喷头中射出。操作电气元件，使电动阀门A、B 处于断路状态，即可关闭水雾。

图1 水雾淬火装置结构

2.2 水雾淬火装置电气控制原理

水雾淬火装置电气控制分为主电路和控制电路，如图2 所示。

图2 电气控制原理

2.2.1 主电路

YVA控制水的通断，YVB控制压缩空气的通断。KM 为控制YVA和YVB通断的接触器。FU1 为电路总短路保护，兼做主电路的短路保护。

2.2.2 控制电路

QS 为电源的总开关。KA1为SB1复位后的自锁触头，KT1设置延时时间30 min 接通，KA2具有3 对常开触点、2 对常闭触点，分别控制电铃B 通断、SB2复位后的电路自锁等，KT2设置延时时间60 min 接通，HL 为系统处于喷水雾状态的指示灯，FU2为控制电路的短路保护。

2.3 工作过程

合上电源开关QS，使电路进入准备工作状态。冶炼好一炉铁水后，准备浇铸时，按下SB1，KA1线圈得电，其常开触头闭合自锁，同时KT1线圈得电，计时开始。30 min 后，KT1的延时闭合常开触点闭合，电铃B 得电，响铃。操作人员听到电铃警示声音后，按下SB2，KA2线圈得电。此时，KA2的第一对常开触头闭合自锁（第一对常闭触头断开，第三对常开触头闭合），将完成自身工作的KA1和KT1断开；第二对常闭触头断开，电铃警示声音停止；第二对常开触头闭合，KM 线圈得电，主触头闭合，YVA和YVB得电，成为通路状态，雾化喷头开始喷出水雾，指示灯HL亮，KT2线圈得电，计时开始。60 min 后，KT2的延时断开常闭触头断开，控制电路断电，交流接触器线圈断电，交流接触器主触头断开，YVA和YVB断电，成为断路状态，雾化喷头停止喷水雾，指示灯HL 熄灭，电路恢复初始状态。待下一炉铁水冶炼好，开始浇铸时，按下SB1，整个装置进入下一个循环周期。水和压缩空气的压力等均由淬火工艺决定。

3 结论

（1）影响磨球质量的关键工艺控制点均由装置自动控制。例如，开箱时间和水雾喷射开始点由KT1决定，水雾喷射时间由KT2决定等，保证了规范的执行淬火工艺。

（2）刺耳的电铃警示声音响起后，提醒操作者按SB2，开始喷水雾。否则电铃警示声音始终在响，使操作者无法忍受，杜绝以前操作者不能及时开水雾的现象。

（3）装置自动及时关闭水雾，避免了浪费。

（4）加装过滤器，净化水质，避免喷头堵塞，保证了喷头寿命。

应用该水雾淬火装置后，解决了存在问题，保证了磨球质量。