[发明专利]一种铸、锻件高效冷却余热利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及高温工件冷却余热回收系统，特别涉及一种铸、锻件高效冷却余热利用系统。

背景技术

在2008 年《中华人民共和国节约能源法》公布施行起，国家就不断推动企业降低产值能耗和单位产品能耗，淘汰高耗能生产工艺和设备，鼓励、扶持工业企业余热利用等节能技术，加快形成节能环保的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力。钢铁、机械生产行业在生产钢锭、铸、锻工件后必须要进行工件运输前或下道工序生产前的冷却降温工艺，冷却降温过程中将释放大量的热能，直接排放到环境中既造成能源浪费又对造成环境污染。

生产中，铸件在浇注后,落砂前,都需一定的冷却时间,待铸件凝固后,方能落砂。冷却过快的铸件容易产生裂纹，因此铸件的冷却速度必须满足冷却工艺的要求。但是为了提高生产效率，加快场地和砂箱周转，又必须尽量缩短冷却时间，所以对冷却时间可控很重要。机械化生产线的铸铁铸造车间，浇注后的铸型是在铸型输送机输送的过程中实现自然通风冷却的。锻件冷却是锻造工艺过程中必不可少的工序，生产中由于锻后冷却不当，常使锻件翘曲，表面硬度升高，甚至产生裂纹。为保证锻件质量，常将锻后的锻件放在空气中自然冷却，此方法冷却速度不可控，易引起工件质量问题，并且冷却余热全部排放到环境中既造成能源浪费又污染环境。或者将锻后的锻件埋入充填着导热性较小的沙子、炉渣、石灰或石棉的地坑中进行冷却又称坑冷，但这种方法冷却速度较慢，通常只适用于中碳钢、合金工具钢及大多数低合金钢的中型锻件，而碳素工具钢锻件需先空冷至700℃—650℃后再坑冷，且热量还是全部浪费了。再或者将锻后的锻件立即放入500℃一700℃的加热炉中，随炉冷却（称：炉冷），这是一种最缓慢的冷却方法，适合于中碳钢及低合金钢的大型锻件和高合金钢的重要零件，虽能控制冷却速度，但热量还是没有回收利用，而且还占用了加热炉的使用效率。

发明内容

本发明针对现有生产流程及技术存在的问题，提供一种铸、锻件高效冷却余热利用系统，旨在按不同工件的冷却速度要求合理控制铸件或锻件的冷却速度，避免因工件冷却速度不可控在工件内部产生裂纹、变形或翘曲等缺陷，并且还将工件冷却余热有效回收再利用，提高资源的回收再利用率，减少环境污染。

本发明的目的是这样实现的，一种铸、锻件高效冷却余热利用系统，包括冷却室、换热器、储热水循环回路、余热利用回路和控制柜，所述冷却室内设有导轨和可在导轨上滑移的冷却台，所述冷却室内分别设有冷空气进气通道和热空气出气通道，所述冷空气进气通道与冷却室外的进气管连通并且进气管上设有进气阀，所述热空气出气通道与冷却室外的出气管连通；所述换热器内设有热空气传热通道、储热水传递通道和余热利用介质传递通道，所述出气管与热空气传热通道的进口连通，所述热空气传热通道的出口设有排气管，所述排气管上设有引风机；所述储热水循环回路包括分别与储热水传递通道进口和出口连通的闭循环管路，所述循环管路上设有循环泵，靠近所述循环泵两端的循环管路上分别设有控制阀；所述余热利用介质传递通道的进出和出口分别与余热利用系统连通。

本发明的铸、锻件高效冷却余热利用系统工作原理是：冷却室内的导轨可延伸至铸造或锻造生产线上，以便于冷却台沿导轨将待冷却的高温工件搬运到冷却室内。工作时，整个系统分三路，第一路以引风机为循环动力，冷却空气从进气阀经进气管和冷空气进气通道进入冷却室，对冷却台上的工件进行冷却，工件的冷却余热将冷却室内的空气加热，被加热的高温气体从热空气出气通道被抽出冷却室经出气管进入换热器的热空气传热通道并在换热器内发生热传递将热量放出后气体温度降低从出气管经引风机排出；第二路为储热水循环回路，该回路内的储热水从换热器的储热水传递通道经热交换吸收热空气传热通道释放的热量将水温升高并通过循环泵的循环作用使整个循环回路内的水温逐渐升高并将热量储存在循环回路内；第三路为余热利用回路，当余热利用回路需要有热水输出时，常温水或余热利用要加热的介质从余热利用传热通道的进口进入换热器，在余热利用传递通道内与换热器内的高温介质即储热水循环回路发生热交换升高温度后从余热利用传递通道的出口排出，不断进行余热利用。本发明的冷却余热回收利用系统，通过控制引风机的排风量可以控制冷却室内的冷却空气进入量和空气循环速度从而控制工件的冷却速度，既可以提高工件的冷却速度，还避免了工件因冷却速度不可控制而生产裂纹和翘曲等缺陷；同时冷却工件后的高温气体通过换热器的热交换作用可以将热量储存或经余热利用系统合理利用，从而避免了冷却余热的浪费及对环境的热污染。