一種立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，從上至下依次包括進(jìn)料區(qū)、加熱區(qū)、冷卻區(qū)，進(jìn)料區(qū)由進(jìn)料管和喂料裝置組成；喂料裝置包括料箱，料箱內(nèi)設(shè)置螺旋送料部件，料箱底部的下料口與下料管相接。進(jìn)料區(qū)還設(shè)置有振動(dòng)裝置，進(jìn)料管底端設(shè)置有孔板。本實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)了從前驅(qū)物（混合料）到WC.W2C共晶體自動(dòng)控制連續(xù)生產(chǎn)；采用螺旋振動(dòng)喂料和孔板下料方式，保證整個(gè)連續(xù)制備過程的穩(wěn)定性，確保了混合料均勻分散的進(jìn)入爐體加熱區(qū)，均勻受熱吸熱達(dá)到反應(yīng)和熔化溫度，同時(shí)也保證顆粒在立式熔煉爐內(nèi)自由降落的實(shí)現(xiàn)；自動(dòng)控制連續(xù)生產(chǎn)爐減少了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，熱量泄漏少，環(huán)境溫度降低，工作環(huán)境得到改善。
【專利說明】一種立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鑄造碳化鎢生產(chǎn)爐，尤其是一種立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造碳化鎢是表面材料及表面技術(shù)的一種重要的超硬材料，通過采用熱噴涂技術(shù)、堆(噴)焊技術(shù)、熔滲技術(shù)等與基體材料結(jié)合，滿足耐磨耐腐蝕等功能要求，延長(zhǎng)設(shè)備及工件的使用壽命。它由WC和W2C共晶體組成，具有高熔點(diǎn)(約2525°C )、高硬度(93-93.7HRA,最硬組分的顯微硬度達(dá)2500-3000kg/cm2)和優(yōu)異的耐磨性能等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外鑄造碳化鎢的制備技術(shù)及工藝，總的工藝路線不外乎兩類，傳統(tǒng)臥式熔煉破碎工藝和立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐。
[0003]現(xiàn)有的公開的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?201110005040.1，中國(guó)實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?201120007460.9))，該爐體為立式結(jié)構(gòu)，分為進(jìn)料、加熱、冷卻三部份；連續(xù)熔煉爐實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，但是現(xiàn)有的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐，其存在以下的不足:
[0004]1、立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐上部的下料裝置無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下料，且下料時(shí)物料時(shí)多時(shí)少，導(dǎo)致物料進(jìn)入加熱區(qū)后受熱不均勻，容易產(chǎn)生過共晶和亞共晶物；其次物料進(jìn)入發(fā)熱管內(nèi)的低溫段(<2500°C )時(shí)容易粘附在發(fā)熱管壁上，當(dāng)物料積壓過多，設(shè)備不能及時(shí)滿足固態(tài)原料熔化要求，容易造成設(shè)備爐管堵塞，引起停爐的嚴(yán)重后果。
[0005]2、熔煉爐在高溫熔煉時(shí)，溫度常高達(dá)2000-3000攝氏度，容易造成石墨發(fā)熱管和產(chǎn)品的氧化。
[0006]3、熔煉爐的冷卻裝置的冷卻速度也有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案:本發(fā)明采用的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐從上至下依次包括進(jìn)料區(qū)、加熱區(qū)、冷卻區(qū)，進(jìn)料區(qū)包括進(jìn)料管和喂料裝置，喂料裝置包括料箱，料箱內(nèi)設(shè)置螺旋送料部件，料箱底部的下料口與下料管相接。
[0009]采用上述結(jié)構(gòu)的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐，將物料(前驅(qū)物)加入螺旋喂料裝置的料箱內(nèi)，物料在螺旋部件的擠壓下，連續(xù)、自動(dòng)、均勻的進(jìn)入下料管內(nèi)，且不會(huì)粘附在加熱管的低溫段的加熱管壁上，造成下料不暢。
[0010]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述進(jìn)料管底端設(shè)置有孔板?？装宓拇笮『蛿?shù)量?jī)?yōu)選為孔徑為1-lOmm，孔洞數(shù)量為每平方厘米1-20個(gè)孔。前驅(qū)物通過孔板進(jìn)入下料管內(nèi)，可以控制物料的分散度，確保物料更加均勻、分散的進(jìn)入加熱管內(nèi)，保證每一顆粒均勻受熱，防止過共晶和亞共晶的產(chǎn)生。
[0011]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述喂料裝置還包括進(jìn)料漏斗，所述進(jìn)料漏斗下部與料箱相接。制備好的前驅(qū)物通過進(jìn)料漏斗倒入料箱，避免拋灑。
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述進(jìn)料區(qū)還包括振動(dòng)裝置，所述振動(dòng)裝置設(shè)置在進(jìn)料管或料箱上。在前驅(qū)物從喂料裝置進(jìn)入下料管的過程中，開啟振動(dòng)裝置，有利于料箱內(nèi)或下料管內(nèi)的物料分散，均勻的進(jìn)入加熱區(qū)。振動(dòng)裝置可以優(yōu)選為電磁振動(dòng)發(fā)生器，或偏振裝置等。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述加熱區(qū)與冷卻區(qū)充填有保護(hù)氣體如惰性氣體或氮?dú)狻？梢苑乐故l(fā)熱管和產(chǎn)品的氧化。
[0014]進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述冷卻區(qū)內(nèi)，位于加熱區(qū)出口下方設(shè)置有離心霧化盤，離心霧化盤表面為石墨件。熔液流到離心霧化盤表面，在500-10000rpm的離心轉(zhuǎn)速下，熔液霧化成細(xì)少顆粒，并快速冷卻，結(jié)晶出成WC.W2C共晶體。離心霧化具有冷卻效果好，冷卻效率高的特點(diǎn)。還可以在冷卻區(qū)下方設(shè)置冷卻水裝置，晶體冷卻速度更快。提高冷卻速度，可以制備出高樹枝狀超高硬度的碳化鎢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本實(shí)用新型將通過實(shí)施例并參照附圖的方式說明，其中:
[0016]圖1是本發(fā)明的鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1的進(jìn)料區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐從上至下依次包括進(jìn)料區(qū)1、加熱區(qū)2、冷卻區(qū)3。進(jìn)料區(qū)包括有喂料裝置18。加熱區(qū)的加熱部件為感應(yīng)加熱裝置9，加熱區(qū)的高溫段溫度為2500-3200°C，高溫段長(zhǎng)度500-550mm。加熱區(qū)與冷卻區(qū)內(nèi)充填有惰性氣體6。加熱區(qū)出口下方的冷卻區(qū)的筒體內(nèi)設(shè)置離心霧化盤7，離心霧化盤表面為石墨材料。作為一種優(yōu)選或替換，還可以在筒體下方設(shè)置有裝水容器4。
[0020]如圖2所示為進(jìn)料區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。其包括喂料裝置和插入爐體17的進(jìn)料管15，其中喂料裝置包括下料漏斗、料箱13，以及料箱內(nèi)設(shè)置的螺旋送料部件12，料箱底部的下料口與下料管相接，下料管底部固連有孔板16，孔板的孔徑為1-lOmm，孔洞數(shù)量為1_20個(gè)孔/平方厘米。下料管上還設(shè)置有電磁振動(dòng)發(fā)生器14。電磁振動(dòng)發(fā)生器也可以設(shè)置在料箱上。
[0021]如圖2、圖1所示，固態(tài)前驅(qū)物10加裝在立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐進(jìn)料漏斗內(nèi)，通過螺旋送料部件和下料管，從爐體上部的進(jìn)料區(qū)連續(xù)、自動(dòng)、均勻送入爐體內(nèi)的加熱區(qū)；固態(tài)前驅(qū)物在高溫下逐漸熔融成熔液8，熔液進(jìn)入冷卻區(qū)快速冷卻結(jié)晶成WC.W2C共晶體5。
[0022]冷卻方式可以有如下幾種:
[0023]1、離心霧化冷卻:熔液流到冷卻區(qū)的離心霧化盤表面，在500-10000rpm的離心轉(zhuǎn)
速下，熔液霧化成細(xì)少顆粒，并快速結(jié)晶。
[0024]2、水冷:熔液從冷卻區(qū)的出口處下方，自然落入裝水容器中，快速冷卻結(jié)晶。
[0025]3、模冷:熔液自然落入下部的石墨模具中，依靠石墨的高的導(dǎo)熱速率，使熔液快速冷卻結(jié)晶出WC.W2C共晶體。
[0026]4、離心霧化+水冷:熔液流到冷卻區(qū)的離心霧化盤表面，熔液霧化成細(xì)少顆粒后落入下方的裝水容器內(nèi)，快速冷卻結(jié)晶。該方法冷卻速度更快。
[0027]上述前驅(qū)物制備是由鎢粉、碳化鎢粉和/或冶金炭黑混合均勻、制粒。
[0028]本實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)了從前驅(qū)物(混合料)到WC.W2C共晶體自動(dòng)控制連續(xù)生產(chǎn)；采用螺旋振動(dòng)喂料和孔板式(小孔、環(huán)孔)下料方式，保證整個(gè)連續(xù)制備過程的穩(wěn)定性和可實(shí)施性，確保了混合料均勻分散的進(jìn)入爐體加熱區(qū)，保證顆粒能均勻受熱吸熱達(dá)到反應(yīng)和熔化溫度，同時(shí)也保證顆粒在立式熔煉爐內(nèi)自由降落的實(shí)現(xiàn)，防止顆粒粘附在發(fā)熱體管壁導(dǎo)致的堵爐；爐體加熱區(qū)采用的中頻感應(yīng)加熱方式及紅外控制溫等方式，熱源和溫度穩(wěn)定可控；整個(gè)熔煉過程中采用惰性氣體保護(hù)，防止氧化石墨發(fā)熱體，提高了使用壽命；采用模冷、水冷、霧化(氣霧化、水霧化、離心霧化)冷卻方式，特別是霧化冷卻方式，提高熔液冷卻的過冷度，加快了冷卻速度，快速冷卻促進(jìn)晶核的形成和抑制了晶粒的長(zhǎng)大，形成大量的樹枝狀組織結(jié)構(gòu)，提高了產(chǎn)品的硬度；本發(fā)明的自動(dòng)控制連續(xù)生產(chǎn)爐減少了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，混合料的熔煉均在一密閉及具有良好保溫效果的設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，熱量泄漏少，環(huán)境溫度降低，工作環(huán)境得到改善。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，從上至下依次包括進(jìn)料區(qū)、加熱區(qū)、冷卻區(qū)，進(jìn)料區(qū)包括進(jìn)料管，其特征在于，所述進(jìn)料區(qū)還包括喂料裝置，所述喂料裝置包括料箱，料箱內(nèi)設(shè)置螺旋送料部件，料箱底部的下料口與下料管相接。
2.如權(quán)力要求I所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:所述進(jìn)料管底端設(shè)置有孔板。
3.如權(quán)力要求2所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:所述孔板孔徑為1-lOmm，孔洞數(shù)量為每平方厘米1-20個(gè)孔。
4.如權(quán)力要求I所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:所述喂料裝置還包括進(jìn)料漏斗，所述進(jìn)料漏斗下部與料箱相接。
5.如權(quán)力要求I至4任一所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:所述進(jìn)料區(qū)還包括振動(dòng)裝置，所述振動(dòng)裝置設(shè)置在進(jìn)料管或料箱上。
6.如權(quán)力要求I至4任一所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:所述加熱區(qū)與冷卻區(qū)充填有保護(hù)氣體。
7.如權(quán)力要求I至4任一所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:所述加熱區(qū)的高溫段溫度為2500-3200°C，高溫段長(zhǎng)度500-550mm。
8.如權(quán)力要求I至4任一所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:在所述冷卻區(qū)內(nèi)，位于加熱區(qū)出口下方設(shè)置有離心霧化盤，離心霧化盤表面為石墨件。
9.如權(quán)力要求I至4任一所述的立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，其特征在于:所述冷卻區(qū)下方設(shè)置冷卻水裝置。
【文檔編號(hào)】C01B31/34GK203392868SQ201320513939
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】李玉璽, 顏維, 謝杰, 易長(zhǎng)賓 申請(qǐng)人:自貢長(zhǎng)城硬面材料有限公司