水霧淬火裝置研究與應用

梁冰利，王宏亮

（金堆城鉬業集團有限公司，陜西渭南 714102）

0 引言

金堆城鉬業集團有限公司使用半自動生產線生產低鉻合金鑄鐵磨球。這種材料的鑄球熱處理工序是水霧淬火。具體工藝：澆鑄后，鑄球在模具內保溫，當溫度降至750 ℃時，打開模具（又稱開箱），取出鑄球，同時開始向鑄球噴水霧，淬火，鑄球溫度降至室溫后，停止噴水霧。

1 存在問題

目前使用的噴水霧設備是農村給果樹噴農藥的機器，存在以下問題。

（1）操作人員不能準確把握開箱時間和開箱溫度，導致淬火溫度750 ℃出現偏差，影響鑄球質量。

（2）操作人員經常忘記及時打開水霧，影響鑄球質量；經常忘記及時關閉水霧，造成浪費。

（3）水霧用水是生產水，清潔度不夠，導致噴頭經常堵塞而損壞。

為此，設計制作水霧淬火裝置，最終解決了上述問題。

2 水霧淬火裝置結構及原理

2.1 水霧淬火裝置結構

該水霧淬火裝置由球閥、過濾器、帶壓力表的減壓閥、電動閥門和霧化噴頭通過普通焊管連接而成，如圖1 所示。工作時，分別向兩路焊管內通入壓縮空氣和水。打開球閥A，通過調節球閥A 和減壓閥A 的開度，觀察壓力表讀數，將水壓力調至要求值。同時，操作電氣元件，使控制電動閥門A 處于通路狀態，即可將經Y 形過濾器過濾干凈的水送入霧化噴頭內。打開球閥B，通過調節球閥B 和減壓閥B 的開度，觀察壓力表讀數，將壓縮空氣壓力調至要求值。同時，操作電氣元件，使控制電動閥門B處于通路狀態，即可將壓縮空氣送入霧化噴頭內。同時進入噴頭的壓縮空氣和水，通過霧化噴頭的霧化作用，以水霧狀態從噴頭中射出。操作電氣元件，使電動閥門A、B 處于斷路狀態，即可關閉水霧。

圖1 水霧淬火裝置結構

2.2 水霧淬火裝置電氣控制原理

水霧淬火裝置電氣控制分為主電路和控制電路，如圖2 所示。

圖2 電氣控制原理

2.2.1 主電路

YVA控制水的通斷，YVB控制壓縮空氣的通斷。KM 為控制YVA和YVB通斷的接觸器。FU1 為電路總短路保護，兼做主電路的短路保護。

2.2.2 控制電路

QS 為電源的總開關。KA1為SB1復位后的自鎖觸頭，KT1設置延時時間30 min 接通，KA2具有3 對常開觸點、2 對常閉觸點，分別控制電鈴B 通斷、SB2復位后的電路自鎖等，KT2設置延時時間60 min 接通，HL 為系統處于噴水霧狀態的指示燈，FU2為控制電路的短路保護。

2.3 工作過程

合上電源開關QS，使電路進入準備工作狀態。冶煉好一爐鐵水后，準備澆鑄時，按下SB1，KA1線圈得電，其常開觸頭閉合自鎖，同時KT1線圈得電，計時開始。30 min 后，KT1的延時閉合常開觸點閉合，電鈴B 得電，響鈴。操作人員聽到電鈴警示聲音后，按下SB2，KA2線圈得電。此時，KA2的第一對常開觸頭閉合自鎖（第一對常閉觸頭斷開，第三對常開觸頭閉合），將完成自身工作的KA1和KT1斷開；第二對常閉觸頭斷開，電鈴警示聲音停止；第二對常開觸頭閉合，KM 線圈得電，主觸頭閉合，YVA和YVB得電，成為通路狀態，霧化噴頭開始噴出水霧，指示燈HL亮，KT2線圈得電，計時開始。60 min 后，KT2的延時斷開常閉觸頭斷開，控制電路斷電，交流接觸器線圈斷電，交流接觸器主觸頭斷開，YVA和YVB斷電，成為斷路狀態，霧化噴頭停止噴水霧，指示燈HL 熄滅，電路恢復初始狀態。待下一爐鐵水冶煉好，開始澆鑄時，按下SB1，整個裝置進入下一個循環周期。水和壓縮空氣的壓力等均由淬火工藝決定。

3 結論

（1）影響磨球質量的關鍵工藝控制點均由裝置自動控制。例如，開箱時間和水霧噴射開始點由KT1決定，水霧噴射時間由KT2決定等，保證了規范的執行淬火工藝。

（2）刺耳的電鈴警示聲音響起后，提醒操作者按SB2，開始噴水霧。否則電鈴警示聲音始終在響，使操作者無法忍受，杜絕以前操作者不能及時開水霧的現象。

（3）裝置自動及時關閉水霧，避免了浪費。

（4）加裝過濾器，凈化水質，避免噴頭堵塞，保證了噴頭壽命。

應用該水霧淬火裝置后，解決了存在問題，保證了磨球質量。