鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋯剛玉磨料的生產(chǎn)方法，具體是鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋯剛玉磨料自上世紀(jì)六十年代研制成功，九十年代末期我國(guó)開始自行生產(chǎn)，期間影響鋯剛玉磨料品質(zhì)的核心技術(shù)-----決速冷卻工藝，一直沒有很好的解決辦法。
[0003]目前普遍采用接包法冷卻工藝來(lái)生產(chǎn)鋯剛玉磨料，該工藝的缺陷有:1、溶液傾倒所用時(shí)間較長(zhǎng)，溶液從傾倒?fàn)t全部?jī)A倒到接包全程大約需三至五分鐘，期間晶體仍在快速生長(zhǎng)；2、接包所需冷卻片較多，一般一個(gè)接包最少需100多片，冷卻片密集的堆在一起，以致溶液傾倒入接包后熱量不能快速消散，晶體仍以較快速度生長(zhǎng)，最后得到的鋯剛玉磨料晶體尺寸一般都在50 μm以上；3、溶液冷卻后會(huì)在接包表面形成厚厚的一層氧化皮，成品率不高，要得到冷卻塊還需人工用沖擊鉆去除氧化皮，耗工耗時(shí)；4、溶液在傾倒過(guò)程中，即使技術(shù)熟練的工人在操作過(guò)程中也會(huì)有一部分溶液濺在接包以外形成不必要的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在通過(guò)一種新的方法和裝置，使冶煉爐內(nèi)的溶液完成轉(zhuǎn)移和快速冷卻，從而抑制鋯剛玉磨料晶體生長(zhǎng)，特提出鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻方法及裝置。
[0005]為此本發(fā)明的技術(shù)方案為，鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻方法，其特征在于:鋯剛玉磨料溶液冶煉好以后，將冶煉爐移出，然后將冷卻板夾具浸透到溶液中，5秒內(nèi)提出即可，輪換進(jìn)行下一組提取。
[0006]進(jìn)一步的改進(jìn)在于:冶煉爐通過(guò)可移動(dòng)平車移出。
[0007]鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻裝置，包括一底座，其特征在于:底座上安裝有支撐體，支撐體上設(shè)有旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體上設(shè)有工作平臺(tái)，工作平臺(tái)上設(shè)有控制裝置；工作平臺(tái)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)體上還設(shè)有減速裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，工作平臺(tái)外側(cè)壁上設(shè)有吊臂；其中吊臂的中部鉸接有液壓動(dòng)力臂，液壓動(dòng)力臂的另一端鉸接在旋轉(zhuǎn)體上；吊臂的前端吊掛有冷卻板夾具。
[0008]進(jìn)一步的改進(jìn)在于:旋轉(zhuǎn)體和工作平臺(tái)之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)定位齒環(huán)。
[0009]進(jìn)一步的改進(jìn)在于:工作平臺(tái)外側(cè)壁上的吊臂為六個(gè)，在工作平臺(tái)外側(cè)壁上均布。
[0010]進(jìn)一步的改進(jìn)在于:冷卻板夾具一組為10~15塊；多塊冷卻板上部設(shè)有貫穿的銷孔，銷孔內(nèi)通過(guò)銷軸將冷卻板串成串；每塊冷卻板的一個(gè)板面上設(shè)有多個(gè)凸臺(tái)，錯(cuò)開凸臺(tái)橫向設(shè)有多個(gè)凹槽。
[0011]進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述的單個(gè)冷卻板的高度為530-550mm、寬度為280_300mm、厚度為30-35mm ;其中凸臺(tái)的厚度為3_5mm，凹槽的深度為1_1.5mm。
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)在于:冷卻板和弧形蓋帽使用導(dǎo)熱快和吸熱多的材料制成的。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)在于:導(dǎo)熱快和吸熱多的材料中含有8%—10%鎳和5%6%鉻，其余為不銹鋼。
[0014]有益效果:
本發(fā)明中將冷卻板夾具浸透到鋯剛玉磨料溶液中，5秒內(nèi)提出，即利用冷卻板與板之間的夾縫在5秒以內(nèi)完成溶液的提取，同時(shí)利于冷卻板良好的吸熱性能帶走溶液的熱量使之變?yōu)樾∮?000°C的固態(tài)，使晶體5秒內(nèi)停止生長(zhǎng)，即可得到晶體直徑小于5~15 μπι的高品質(zhì)鋯剛玉磨料。
[0015]冶煉爐通過(guò)可移動(dòng)平車移出，保證了冶煉爐的平穩(wěn)和安全。
[0016]六個(gè)吊臂的設(shè)置較為安全合理，也有足夠的時(shí)間將冷卻后的成品帶走，進(jìn)行新一輪的循環(huán)。
[0017]每塊冷卻板的一個(gè)板面上設(shè)有凸臺(tái)是為了將冷卻板形成必要的間隙，使鋯剛玉磨料溶液冷卻成片狀，凹槽的設(shè)置可以將更多的鋯剛玉磨料溶液留在間隙內(nèi)，盡可能多的將鋯剛玉磨料溶液在模具內(nèi)形成冷卻后的片狀。
[0018]8%—10%鎳和5%6%鉻，其余為不銹鋼的材料不僅有一個(gè)快速冷卻的時(shí)間，還可以將冷卻后的鋯剛玉磨料能夠輕松抖落不粘連在模具上。
[0019]本發(fā)明使晶體5秒內(nèi)停止生長(zhǎng)，一爐溶液的提取過(guò)程大約在30秒以內(nèi)，其優(yōu)越性體現(xiàn)在:1、溶液提取時(shí)間短，冷卻板一組數(shù)量較小，通透性好、散熱快，可有效抑制晶體生長(zhǎng)；2、可控多組旋轉(zhuǎn)吊臂把持的冷卻板夾具可連續(xù)作業(yè)，大大縮短了溶液提取時(shí)間；3、冷卻板夾具表面形成的氧化皮較少，甚至可忽略不計(jì)；4、溶液從提取到成品塊的生產(chǎn)過(guò)程全部為機(jī)械自動(dòng)作業(yè)，生產(chǎn)效率高，用工甚少；5、由于是浸透作業(yè)，溶液在提取的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生飛濺現(xiàn)象，基本沒有浪費(fèi)；6、采用本方法后，用工時(shí)間是過(guò)去的十分之一，工效提高八倍以上，成品率由過(guò)去的85%提升到99%，晶體尺寸由50微米以上縮小到15微米以下。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明單個(gè)吊臂的安裝示意圖。
[0021]圖2是冷卻板夾具的主視圖。
[0022]圖3是冷卻板夾具的剖視圖。
[0023]圖4是單片冷卻板的板面示意圖。
[0024]圖5是單片冷卻板的剖視圖。
[0025]圖6是鋯剛玉磨料自然冷卻的結(jié)晶圖片。
[0026]圖7是鋯剛玉磨料15秒冷卻的結(jié)晶圖片。
[0027]圖8是鋯剛玉磨料快速冷卻5秒內(nèi)的結(jié)晶圖片。
[0028]圖中I是底座，2是支撐體，3是旋轉(zhuǎn)體，4是工作平臺(tái)，5是減速裝置，6是驅(qū)動(dòng)裝置，7是液壓動(dòng)力臂，8是吊臂嗎，9是冷卻板夾具，9-1是冷卻板，9-2是凸臺(tái)，9-3是凹槽，9-4/5銷孔銷軸，10是驅(qū)動(dòng)定位齒環(huán)，11是控制裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明如圖1、2、3、4、5所示。
[0030]本發(fā)明具體操作方法為:鋯剛玉磨料冶煉溶液冶煉好以后，通過(guò)可移動(dòng)電機(jī)平車將冶煉爐移出，然后通過(guò)多組可控旋轉(zhuǎn)吊臂把持的冷卻板夾具9 (一組10—15塊)浸透到鋯剛玉磨料冶煉溶液中并利用冷卻板夾具9板與板之間夾縫在5秒以內(nèi)完成溶液的提取，同時(shí)利于冷卻板夾具9良好的吸熱性能帶走溶液的熱量使之變?yōu)樾∮?000°C的固態(tài)，使晶體5秒內(nèi)停止生長(zhǎng)，一爐溶液的提取過(guò)程大約在30秒以內(nèi)。
[0031]為了能夠5秒內(nèi)完成鋯剛玉磨料冶煉溶液的提取，特提出鋯剛玉磨料冶煉快速冷裝置，包括一底座1，底座I上安裝有支撐體2，支撐體2上設(shè)有旋轉(zhuǎn)體3，旋轉(zhuǎn)體3上設(shè)有工作平臺(tái)4，工作平臺(tái)4上設(shè)有控制裝置11 ;工作平臺(tái)4內(nèi)的旋轉(zhuǎn)體3上還設(shè)有減速裝置5和驅(qū)動(dòng)裝置6，工作平臺(tái)4外側(cè)壁上設(shè)有吊臂8 ;其中吊臂8的中部鉸接有液壓動(dòng)力臂7，液壓動(dòng)力臂7的另一端鉸接在旋轉(zhuǎn)體3上；吊臂8的前端吊掛有冷卻板夾具9。
[0032]旋轉(zhuǎn)體3和工作平臺(tái)4之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)定位齒環(huán)10。
[0033]工作平臺(tái)4外側(cè)壁上的吊臂8為六個(gè)，在工作平臺(tái)4外側(cè)壁上均布。
[0034]冷卻板夾具9 一組為10~15塊；多塊冷卻板上部設(shè)有貫穿的銷孔9-4，銷孔9_4內(nèi)通過(guò)銷軸9-5將冷卻板9-1串成串；每塊冷卻板9-1的一個(gè)板面上設(shè)有多個(gè)凸臺(tái)9-2，錯(cuò)開凸臺(tái)9-2橫向設(shè)有多個(gè)凹槽9-3。
[0035]單個(gè)冷卻板9-1的高度為530-550mm、寬度為80_300mm、厚度為30_35mm ;其中凸臺(tái)9-2的厚度為3-5_，凹槽9-3的深度為1-1.5_，這兩個(gè)尺寸是基于冷卻板9_1厚度為基準(zhǔn)。
[0036]冷卻板9-1使用導(dǎo)熱快和吸熱多的材料制成的。
[0037]導(dǎo)熱快和吸熱多的材料中含有8%—10%鎳和5%6%絡(luò)，其余為不銹鋼。
[0038]圖6為鋯剛玉磨料在自然冷卻的結(jié)晶圖片，結(jié)晶尺寸為45~50 μπι。
[0039]圖7是鋯剛玉磨料15秒冷卻的結(jié)晶圖片，結(jié)晶尺寸為20~30 μπι。
[0040]圖8是鋯剛玉磨料快速冷卻5秒內(nèi)的結(jié)晶圖片，結(jié)晶尺寸為5~15 μ m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻方法，其特征在于:鋯剛玉磨料溶液冶煉好以后，將冶煉爐移出，然后將冷卻板夾具浸透到溶液中，5秒內(nèi)提出即可，輪換進(jìn)行下一組提取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻方法，其特征在于:冶煉爐通過(guò)可移動(dòng)平車移出。
3.鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻裝置，包括一底座，其特征在于:底座上安裝有支撐體，支撐體上設(shè)有旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體上設(shè)有工作平臺(tái)，工作平臺(tái)上設(shè)有控制裝置；工作平臺(tái)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)體上還設(shè)有減速裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，工作平臺(tái)外側(cè)壁上設(shè)有吊臂；其中吊臂的中部鉸接有液壓動(dòng)力臂，液壓動(dòng)力臂的另一端鉸接在旋轉(zhuǎn)體上；吊臂的前端吊掛有冷卻板夾具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻裝置，其特征在于:旋轉(zhuǎn)體和工作平臺(tái)之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)定位齒環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻裝置，其特征在于:工作平臺(tái)外側(cè)壁上的吊臂為六個(gè)，在工作平臺(tái)外側(cè)壁上均布。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻裝置，其特征在于:冷卻板夾具一組為10~15塊；多塊冷卻板上部設(shè)有貫穿的銷孔，銷孔內(nèi)通過(guò)銷軸將冷卻板串成串海塊冷卻板的一個(gè)板面上設(shè)有多個(gè)凸臺(tái)，錯(cuò)開凸臺(tái)橫向設(shè)有多個(gè)凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的鋯剛玉磨料冷裝置，其特征在于:所述的單個(gè)冷卻板的高度為530-550mm、寬度為280_300mm、厚度為30_35mm ;其中凸臺(tái)的厚度為3_5mm，凹槽的深度為 1_1.5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的鋯剛玉磨料冷卻裝置，其特征在于:冷卻板和弧形蓋帽使用導(dǎo)熱快和吸熱多的材料制成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋯剛玉磨料冷卻裝置，其特征在于:導(dǎo)熱快和吸熱多的材料中含有8%—10%鎳和5%6%鉻，其余為不銹鋼。
【專利摘要】本發(fā)明提供鋯剛玉磨料冶煉快速冷卻方法及冷卻裝置，鋯剛玉磨料溶液冶煉好以后，用冷卻板夾具浸透到溶液中，5秒內(nèi)提出，輪換提取；底座上安裝有支撐體，支撐體上設(shè)有旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體上設(shè)有工作平臺(tái)，工作平臺(tái)上設(shè)有控制裝置；工作平臺(tái)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)體上還設(shè)有減速裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，工作平臺(tái)外側(cè)壁上設(shè)有吊臂；其中吊臂的中部鉸接有液壓動(dòng)力臂，液壓動(dòng)力臂的另一端鉸接在旋轉(zhuǎn)體上；吊臂的前端吊掛有冷卻板夾具。本發(fā)明用戶卻板夾具浸透到鋯剛玉磨料溶液中，5秒內(nèi)提出，即利用冷卻板與板之間的夾縫在5秒以內(nèi)完成溶液的提取，使晶體5秒內(nèi)停止生長(zhǎng)，即可得到晶體直徑小于5~15μm的高品質(zhì)鋯剛玉磨料。
【IPC分類】C01F7-02
【公開號(hào)】CN104743587
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510094010
【發(fā)明人】楊志華
【申請(qǐng)人】丹江口市北辰特種耐磨材料有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月3日