熱處理過程的冷卻與加熱一樣，是個萬萬不可忽視的重要環節。然而，現實中由于認識上的誤區，許多場合冷卻系統的配置不經過熱平衡計算，往往流于簡陋、隨意甚至盲目。這不僅增加了工藝難度，還嚴重影響熱處理質量。
以下做法就表現出了很大的隨意性和盲目性：
1，把淬火槽浸入水中，認為可以靠槽外水把槽內溫度降下來。
2，有意拉長回流流程，槽液泵出后，繞墻邊、爬房頂、犄角旮旯設暗渠，認為拉長回流長度可以借助環境降溫。
3，自制槽內盤管，不計盤管壁厚和表面積多大，認為加了盤管，就可把熱量帶走。
4，隨便在儲液槽之上加一道塑料管或鐵管，圍成圓圈，扎一些噴淋孔眼，上駕一風機吹風，認為這樣就是冷卻塔了。
5，夏天為了應急，可以加水的槽，投冰塊入槽降溫。
……種種奇思異想，不一而足。
這些都是隨意想象的土點子，沒有根據熱量平衡原理進行計算，來選配適合的冷卻裝備。常常是到了夏天，槽溫居高不下，工藝、生產無法進行。
下面針對槽內熱量來源和熱量多少，提供幾個理論數據，以期能夠對淬火槽(油槽、PAG溶液槽、水槽、鹽、堿溶液槽)選配合適的換熱裝置提供一種簡略的計算依據。
二、單位重量熾熱工件的熱量：
槽液溫度的升高，其熱量來源主要是淬火工件。一般鋼件平均的比熱容為0.167大卡/kg，淬火工件的出爐溫度一般在900℃上下，1kg熾熱工件淬火時，可以向槽內釋放的熱量為：
(900-25)×0.167=146大卡
1噸熾熱工件淬火向槽內釋放的熱量就是146000大卡
淬火槽槽液往往需要在規定時間內降到某一溫度之下，以利下批工件淬火。這就需要選配合適的冷卻裝置在這規定的時間內把面的這部分熱量帶走。無冷卻裝置的淬火槽，靠自然冷卻，每小時降溫僅為1-3℃。所以，熱處理產量和質量都對槽液降溫有的要求。
以每小時產量(包括料盤、工裝)為1噸的爐型為例，那么所需的換熱裝置就必須具備在1小時內換走至少146000大卡熱量的能力。否則，隨著爐子繼續工作，槽液溫度的上升是在所難免的。如果要求在半小時內降溫到淬火溫度，那么換熱裝置的換熱能力就需要加倍，必須具備在半小時內換走槽內146000大卡熱量的能力。時間長短，產量高低，都可以以此類推。
三、正確選配冷卻裝置
槽液冷卻裝置常用的配置方式有“換熱器+冷卻塔”，或者直接接“冷卻塔”。
常用換熱器有列管式和板式的，板式換熱器還分為螺旋板式和平行板式板式兩種。列管式換熱器的傳熱系數一般在0.35kw/m²·℃左右，換熱能力為301大卡/m²·℃·h，也就是說，每1 m²列管表面積，1小時內把換被熱介質降低1℃，可帶走其301大卡的熱量，降低2℃則加倍……。板式換熱器的換熱系數比列管式大得多，一般在3.3kw/m²·℃以上，換熱能力為2838大卡/m²·℃·h。列管式換熱器在熱處理行業一般用于熱量低的場合，化工行業采用較多。熱處理冷卻場合很少采用。
列管式換熱器
下面簡略介紹板式換熱器和冷卻塔的如何選配：
板式換熱器是以其換熱面積來劃分規格的。所以，選配板式換熱器，需要計算所需換熱器的小換熱面積，從而選用相等或略大的規格。
平行板式換熱器
螺旋板式換熱器
假設槽液經過板式換熱器后溫度降低2℃，一小時內需要換走146000大卡熱量，需要選用換熱器的小換熱面積為：
14600÷2838÷2=25.7m ²
如果被換熱介質溫度較高，流經換熱器后溫度可降低3℃，則板式換熱器的面積可以縮小為：
14600÷2838÷3=17.1m ²
“換熱器+冷卻塔”配置一般用于被冷卻介質不宜與大氣接觸的場合，比如淬火油、鹽、堿水溶液、純凈水等。而清水、PAG水溶液，則可以直接接“冷卻塔”。
開式冷卻塔 (被冷卻介質與大氣接觸)
閉式冷卻塔 (被冷卻介質不與大氣接觸)
冷卻塔表示其冷卻能力的主要參數是它的每小時冷卻水量。分標準工況、中溫工況和高溫工況。標準工況被冷卻介質的進、出口溫差為5℃、中溫工況為8℃、高溫工況為10℃。熱處理介質的冷卻一般選用標準工況。
以上述1噸熾熱工件釋放熱量164000大卡為例，淬火槽液在流經冷卻塔的降溫過程中進出口槽液平均溫差為4℃，冷卻塔循環運行1小時，那么，所需水量為：
146000÷4=36500kg=36.5噸
依上述計算，應該選用冷卻水量≥36.5噸的冷卻塔。
考慮冷卻塔常年運行，循環管路會有結垢，冷卻效果下降，淬火槽液在流經冷卻塔的降溫過程中進出口槽液平均溫差為3℃，冷卻塔循環運行1小時，那么，所需水量為：
146000÷3=348667kg=48.7噸
依上述計算，應該選用冷卻水量≥48.7噸的冷卻塔
以上是以1噸熾熱工件為位單位淬火計算出來的換熱器和冷卻塔規格選用依據。
當槽液冷卻時間需要縮短或者時間可以延長，則可以反比例計算增減來選擇規格;當產量不足1噸或者大于1噸，則可以正比例計算增減來選擇規格。
板式換熱器的占地面積小，造價低，與大氣不適合接觸的槽液，適宜選配之與開式冷卻塔相配，有腐蝕性的槽液，只把板式換熱器做成耐腐蝕的即可，而不需要冷卻塔具備耐腐蝕性。這種配置的換熱原理是：用開式冷卻塔出口的清水，給板式換熱器換熱，板式換熱器出口的清水，送開式冷卻塔冷卻。
槽體較大的PAG溶液槽，可以直接接閉式冷卻塔。但進閉式冷卻塔之，需要可靠過濾。
原創作者：江蘇良一冷卻設備有限公司
