本实用新型属于渗碳炉技术领域，具体为一种渗碳炉的循环冷却装置，包括炉体、梯度冷却系统、第一循环冷却机构和第二循环冷却机构，所述梯度冷却系统包括提升泵、中温出水管、冷水进管、第一电磁阀、中温水储箱、出水管、中温水进管、第二电磁阀和进水管，所述进水管固定套装在提升泵的出水端上，所述中温出水管固定套装在提升泵的进水端上。该渗碳炉的循环冷却装置，利用中温水储箱对炉体内循环冷却后的水进行收集，在炉体后续降温时，利用提升泵率先抽取中温水储箱内储存的中温水对炉体进行降温，再抽取冷却水对炉体进行二次降温，从而对炉体形成梯度降温，可确保炉体内工件的热处理质量，避免对炉体造成损失。