CN101788227A - 感应加热超高温连续碳化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种感应加热超高温连续碳化炉，该碳化炉包括由上炉体、中间水冷连接套和下炉体三部分所形成一个垂直通道和一个水平通道，上下炉体之间通过中间水冷连接套连通，上炉体主要承担加热等任务；中间水冷连接套是垂直通道的冷却区部分；下炉体主要承担冷却、出料等任务，将装有物料的舟皿依次重叠步进进入炉体垂直通道，通过机械手将碳化完毕的物料舟皿推入水平通道并步进顶出炉体外；本发明采用立式加热、连续碳化，水平冷却出料，高温炉膛不需要支撑舟皿及物料重量，而且冷却速度快，产量高，产品质量好，可较好地解决卧式连续炉和立式间歇炉存在的上述问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种感应加热超高温连续碳化炉，特别是一种在硬质合金行业用于生产碳化钨和铸造碳化钨材料的感应加热超高温连续碳化炉。
背景技术
在硬质合金行业，生产碳化钨和铸造碳化钨材料一般都采用卧式连续炉和立式间歇炉。卧式连续炉由于炉膛要支撑舟皿及物料重量导致炉膛寿命短，立式间歇炉由于采用间歇式生产方式，冷却速度慢导致产量低，同时影响产品质量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述卧式连续炉和立式间歇炉的不足，提供一种在硬质合金行业用于生产碳化钨和铸造碳化钨材料的工作温度达到2600℃的感应加热超高温连续碳化炉。
本发明的技术方案：一种感应加热超高温连续碳化炉，加热碳化通道设计为立式结构，冷却及出料通道设计为水平结构，生产工作制为连续工作方式，最高使用温度为2600℃，加热方式为感应加热，加热对象主要为颗粒状硬质合金原料，也可加热其它金属、非金属、单质及化合物粒状料和块状料。
本感应加热超高温连续碳化炉包括由上炉体、中间水冷连接套和下炉体三部分所形成的一个垂直通道和一个水平通道，上炉体与下炉体之间通过中间水冷连接套连通；
上炉体主要承担加热等任务，它包括发热体、内保温层、外保温层及内通冷却水的感应线圈、夹层炉筒、炉底、炉盖、炉咀等；炉咀装在炉盖上，炉咀、炉盖、发热体、炉底中心孔中心在同一垂线上，该垂线与垂直通道轴线重合，炉咀、炉盖、发热体、炉底中心孔形成上炉体通道；发热体外周依次设置内保温层、外保温层和感应线圈；
中间水冷连接套是一个两端带法兰的内通冷却水的夹层连接套，通过法兰连接上、下炉体；中间水冷连接套是一个物料舟皿间歇(步进)下落的冷却通道。中间水冷连接套是垂直通道的一部分，其中心线与垂直通道轴线重合。
下炉体主要承担冷却、出料等任务。下炉体的炉壳为内通冷却水的夹层炉壳，下炉体上设有中心支撑平台、中心机械手、水冷隧道、炉门、观察管、一个推舟机械手和两个落舟机械手；中心支撑平台、中心机械手、推舟机械手和落舟机械手均采用水冷式结构。
中心支撑平台台面为一水平面，位于垂直通道的正下方。中心机械手位于垂直通道正下方、下炉体底部位置，上端部与中心支撑平台连接，用于升降中心支撑平台。
水冷隧道是一个夹层通水的方形筒体，为水平通道的实体部分，水冷隧道一端靠近下炉体的中心支撑平台，另一端伸出下炉体炉壳外侧；水冷隧道底平面设置成水平底平面或水冷隧道底平面设置成内高外低斜平面；
两个落舟机械手设置于水冷隧道通道方向两侧并与水冷隧道的通道方向垂直、两个落舟机械手的水平中心线重合并垂直穿过垂直通道轴线；
推舟机械手设置在水平通道靠中心支撑平台一端的正对面，其轴线与水平通道轴线平行；
炉门位于水冷隧道伸出下炉体炉壳外侧的端面上。
垂直通道位于炉体中心并垂直于地平面，即垂直通道贯通上炉体及中间水冷连接套进入下炉体并止于下炉体的中心支撑平台；
水平通道位于下炉体内，该水平通道一端水平靠近下炉体的中心支撑平台，另一端水平伸出下炉体炉壳外侧；
装有物料的舟皿为止口连接结构，舟皿通过止口连接方式依次重叠进入炉体垂直通道内，即舟皿从上炉体炉咀顺序进入炉体垂直通道并步进通过上炉体的炉盖、发热体、炉底及中间水冷连接套到达下炉体中心支撑平台。
中间水冷连接套通过焊接连通上炉体和下炉体上，使碳化炉为为一个整体；
或中间水冷连接套通过焊接连通上炉体或下炉体，使碳化炉为一个上、下两部分的组合体，即中间水冷连接套上端与上炉体焊在一起，或中间水冷连接套下端与下炉体焊在一起。
本发明的工作原理：将装有物料的舟皿通过止口连接方式依次重叠置于垂直通道底部中心支撑平台上，向炉体内通入保护气体把炉内空气排出炉外，确认炉内氧含量低于工艺值后，向感应线圈送电，发热体开始升温，达到工艺温度和时间后，开始落舟，控制系统向机械手发出第一个动作指令，两个相向水平设置的落舟(料)机械手伸入垂直通道下行第二个舟皿底平面下方，中心支撑平台在中心机械手的作用下缓慢下行，使下行第二个舟皿落在两个落舟(料)机械手上，被这两个机械手暂时支撑，随着下炉体中心支撑平台继续下行到一定位置，下行第一个舟皿与下行第二个舟皿之间的连接止口完全脱离，当中心支撑平台的台面下落到水冷隧道底平面位置(或略高于底平面位置)时停止下降，推舟机械手将下行第一个舟皿推向水冷隧道(即水平通道)，使水平通道的舟皿整体向外平移一个舟皿位置，然后，推舟机械手退回到原位置，中心支撑平台缓慢上升到被暂时支撑的下行第二个舟皿的底部并支撑下行第二个舟皿，推舟机械手退回到原位置，中心支撑平台下落一个舟皿高度(即所有垂直通道的舟皿下落一个舟皿高度)，等待第二个动作指令，完成一个步进周期，周而复始，每走一步垂直通道中的舟皿下移一个舟皿高度(去掉止口重叠部分)，水平通道的舟皿向外平移一个舟皿位置，同时在垂直通道进口(上炉体炉咀处)加一只等待加热的舟皿，直到水平通道充满舟皿，打开炉门，将位于水平通道最外侧的那个舟皿顶出水平通道(即顶出炉体外)，炉外机械手或传送带将顶出水平通道的舟皿搬走，关闭炉门；等待下一周期出舟，依此类推，当启炉时的冷舟皿全部出完后，进入正式生产阶段，舟皿从上炉体炉咀顺序进入炉体垂直通道并步进通过上炉体的炉盖、发热体、炉底及中间水冷连接套到达下炉体中心支撑平台，完成物料加热和第一阶段冷却，再步进通过水平通道，在水平通道中完成第二阶段冷却后出炉，实现了连续生产作业。
本发明的关键技术是：一种感应炉物料舟皿传输通道的设置方式。其创新点是：在感应炉中，把物料舟皿传输通道设置成一个垂直通道与一个水平通道相串联方式，物料舟皿在垂直通道中完成物料加热和第一阶段冷却，然后步进通过水平通道，在水平通道中完成第二阶段冷却后出炉。把通道分成两段，不但缩短了垂直通道高度，减小了舟皿重叠高度和重量，而且还缩短了水平通道长度，减小了推舟负荷，有效提高了设备运行可靠性。
由此可见，本发明设计新颖，采用立式加热、连续碳化，水平冷却出料，高温炉膛不需要支撑舟皿及物料重量，而且冷却速度快，产量高，产品质量好，可较好地解决卧式连续炉和立式间歇炉存在的上述问题。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的A-A剖视结构示意图；
图中：1、上炉体，2、中间水冷连接套，3、物料，4、舟皿，5、下炉体，11、夹层炉筒，12、炉底，13、炉咀、14、炉盖，111、发热体，112、保温层，113、外保温层，114、感应线圈，51、中心支撑平台，52、中心机械手，53、水冷隧道，54、炉门，55、观察管，56、推舟机械手，57、落舟机械手。
具体实施方式
参看图1和图2，一种感应加热超高温连续碳化炉，包括炉体、舟皿4、炉底12、炉咀13、炉盖14、保温层、炉门54、发热体111、感应线圈114，其特征在于：
本感应加热超高温连续碳化炉包括由上炉体1、中间水冷连接套2和下炉体5三部分所形成的一个垂直通道和一个水平通道，上炉体1与下炉体5之间通过中间水冷连接套2连通；
上炉体1主要承担加热等任务，上炉体1包括发热体111、内保温层112、外保温层113及内通冷却水的感应线圈114、夹层炉筒11、炉底12、炉盖14、炉咀13等；炉咀13装在炉盖14上，炉咀13、炉盖14、发热体111、炉底12中心孔中心在同一垂线上，该垂线与垂直通道轴线重合，炉咀13、炉盖14、发热体111、炉底12中心孔形成上炉体通道；发热体111外周依次设置内保温层112、外保温层113和感应线圈114；
中间水冷连接套2是一个两端带法兰的内通冷却水的夹层连接套，通过法兰连接上、下炉体；中间水冷连接套2是一个物料舟皿间歇(步进)下落的冷却通道。中间水冷连接套2是垂直通道的一部分，其中心线与垂直通道轴线重合。
下炉体5主要承担冷却、出料等任务。炉壳为内通冷却水的夹层炉壳，下炉体5上设有中心支撑平台51、中心机械手52、水冷隧道53、炉门54、观察管55、推舟机械手56和两个落舟机械手57；中心支撑平台51、中心机械手52、推舟机械手56和落舟机械手57均采用水冷式结构。
中心支撑平台51台面为一水平面，位于垂直通道的正下方。中心机械手52位于垂直通道正下方、下炉体底部位置，上端部与中心支撑平台51连接，用于升降中心支撑平台51。
水冷隧道53是一个夹层通水的方形筒体，是水平通道的实体部分，水冷隧道53一端靠近下炉体5的中心支撑平台51，另一端伸出下炉体5的炉壳外侧；水冷隧道53底平面可设置成水平底平面或水冷隧道53底平面设置成内高外低斜平面。
两个落舟机械手57设置于水冷隧道53通道方向两侧并与水冷隧道53的通道方向垂直、两个落舟机械手57的水平中心线重合并垂直穿过垂直通道轴线；
推舟机械手56设置在水平通道靠中心支撑平台51一端的正对面，其轴线与水平通道轴线平行；
炉门54位于水冷隧道伸出下炉体5的炉壳外侧的端面上。
垂直通道位于炉体中心并垂直于地平面，即垂直通道贯通上炉体1及中间水冷连接套2进入下炉体5并止于下炉体5的中心支撑平台51；
水平通道位于下炉体5内，该水平通道一端水平靠近下炉体5的中心支撑平台51，另一端水平伸出下炉体5的炉壳外侧；
装有物料3的舟皿4为止口连接结构，舟皿4通过止口连接方式依次重叠进入炉体垂直通道内，即舟皿4从上炉体1的炉咀13顺序进入炉体垂直通道并步进通过上炉体1的炉盖14、发热体111、炉底12及中间水冷连接套2到达下炉体5中心支撑平台51。
本发明的工作原理：将装有物料3的舟皿4通过止口连接方式依次重叠置于垂直通道底部中心支撑平台51上，向炉体内通入保护气体把炉内空气排出炉外，确认炉内氧含量低于工艺值后，向感应线圈114送电，发热体111开始升温，达到工艺温度和时间后，开始落舟，控制系统向机械手发出第一个动作指令，两个相向水平设置的落舟(料)机械手57伸入垂直通道下行第二个舟皿底平面下方，中心支撑平台51在中心机械手52的作用下缓慢下行，使下行第二个舟皿落在两个落舟(料)机械手57上，被这两个落舟机械手57暂时支撑，随着下炉体5的中心支撑平台51继续下行到一定位置，下行第一个舟皿4与下行第二个舟皿4之间的连接止口完全脱离，当中心支撑平台51的台面下落到水冷隧道53底平面位置(或略高于底平面位置)时停止下降，推舟机械手57将下行第一个舟皿4推向水冷隧道53(即水平通道)，使水平通道的舟皿4整体向外平移一个舟皿位置，然后，推舟机械手56退回到原位置，中心支撑平台51缓慢上升到被暂时支撑的下行第二个舟皿4的底部并支撑下行第二个舟皿4，推舟机械手56退回到原位置，中心支撑平台51下落一个舟皿高度(即所有垂直通道的舟皿下落一个舟皿4高度)，等待第二个动作指令，完成一个步进周期，周而复始，每走一步垂直通道中的舟皿4下移一个舟皿高度(去掉止口重叠部分)，水平通道的舟皿4向外平移一个舟皿位置，同时在垂直通道进口(上炉体1的炉咀13)加一只等待加热的舟皿4，直到水平通道充满舟皿4，打开炉门54，将位于水平通道最外侧的那个舟皿4顶出水平通道(即顶出炉体外)，炉外机械手或传送带将顶出水平通道的舟皿4搬走，关闭炉门54；等待下一周期出舟，依此类推，当启炉时的冷舟皿全部出完后，进入正式生产阶段，舟皿4从上炉体1的炉咀13顺序进入炉体垂直通道并步进通过上炉体1的炉盖14、发热体111、炉底12及中间水冷连接套2到达下炉体中心支撑平台51，完成物料3加热和第一阶段冷却，再步进通过水平通道，在水平通道中完成第二阶段冷却后出炉，实现了连续生产作业。
Claims (3)
1.一种感应加热超高温连续碳化炉，包括炉体、舟皿(4)、炉底(12)、炉咀(13)、炉盖(14)、保温层、炉门(54)、发热体(111)、感应线圈(114)，其特征在于：
A、所述该碳化炉包括由上炉体(1)、中间水冷连接套(2)和下炉体(5)三部分所形成的一个垂直通道和一个水平通道，该上炉体(1)与下炉体(5)之间通过中间水冷连接套(2)连通；
B、所述上炉体(1)包括发热体(111)、内保温层(112)、外保温层(113)及感应线圈(114)、内通冷却水的夹层炉筒(11)、炉底(12)、炉盖(14)和炉咀(13)；炉咀(13)设置在炉盖(14)上，炉咀(13)、炉盖(14)、发热体(111)和炉底(12)中心孔中心在同一垂线上，该垂线与垂直通道轴线重合，炉咀(13)、炉盖(14)、发热体(111)、炉底(12)中心孔形成上炉体通道；发热体(111)外周依次设置内保温层(112)、外保温层(113)和感应线圈(114)；
C、所述中间水冷连接套(2)是一个两端带法兰的内通冷却水的夹层连接套，通过法兰连接上炉体(1)和下炉体(5)；
D、所述下炉体(5)的炉壳为内通冷却水的夹层炉壳，下炉体(5)内设有中心支撑平台(51)、中心机械手(52)、水冷隧道(53)、炉门(54)、观察管(55)、推舟机械手(56)和两个落舟机械手(57)；
中心支撑平台(51)台面为一水平面，位于垂直通道的正下方。中心机械手(52)位于垂直通道正下方、下炉体底部位置，上端部与中心支撑平台(51)连接；
水冷隧道(53)是一个夹层通水的方形筒体，为水平通道的实体部分，水冷隧道(53)一端靠近下炉体(5)的中心支撑平台(51)，另一端伸出下炉体(5)的炉壳外侧，水冷隧道(53)底平面设置成水平底平面或水冷隧道(53)底平面设置成内高外低斜平面；
两个落舟机械手(57)设置于水冷隧道(53)通道方向两侧并与水冷隧道(53)的通道方向垂直、两个落舟机械手(57)的水平中心线重合并垂直穿过垂直通道轴线；
推舟机械手(56)设置在水平通道靠中心支撑平台(51)一端的正对面，其轴线与水平通道轴线平行；
炉门(54)位于水冷隧道伸出下炉体(5)的炉壳外侧的端面上；
E、所述垂直通道位于炉体中心并垂直于地平面，即垂直通道贯通上炉体(1)及中间水冷连接套(2)进入下炉体(5)并止于下炉体(5)的中心支撑平台(51)；
所述水平通道位于下炉体(5)内，该水平通道一端水平靠近下炉体(5)的中心支撑平台(51)，另一端水平伸出下炉体(5)的炉壳外侧；
F、所述装有物料(3)的舟皿(4)为止口连接结构，舟皿(4)通过止口连接方式依次重叠进入炉体垂直通道内，即舟皿(4)从上炉体(1)的炉咀(13)顺序进入炉体垂直通道并步进通过上炉体(1)的炉盖(14)、发热体(111)、炉底(12)及中间水冷连接套(2)到达下炉体(5)中心支撑平台(51)，然后沿水平通道方向步进通过水冷隧道(53)到达炉外；
2.如权利要求1所述的感应加热超高温连续碳化炉，其特征在于所述下炉体(5)上的中心支撑平台(51)、中心机械手(52)、推舟机械手(56)和落舟机械手(57)均采用水冷式结构。
3.如权利要求1所述的感应加热超高温连续碳化炉，其特征在于所述中间水冷连接套(2)通过焊接连通上炉体(1)和下炉体(5)上，使碳化炉为为一个整体；
或中间水冷连接套(2)通过焊接连通上炉体(1)或下炉体(5)，使碳化炉为一个上、下两部分的组合体，即中间水冷连接套(2)上端与上炉体(1)焊在一起，或中间水冷连接套(2)下端与下炉体(5)焊在一起。
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Legal Events
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Denomination of invention: Induction heating ultra-temperature continuous carbonization furnace Effective date of registration: 20160316 Granted publication date: 20120704 Pledgee: Zhuzhou SDIC innovation venture investment Co., Ltd. Pledgor: Fullad Technology (Zhuzhou) Co., Ltd. Registration number: 2016980000024 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20180528 Granted publication date: 20120704 Pledgee: Zhuzhou SDIC innovation venture investment Co., Ltd. Pledgor: Fullad Technology (Zhuzhou) Co., Ltd. Registration number: 2016980000024 |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220330 Address after: 12 Kerui Road, Tiantai Science Park, Huanghe South Road, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province, 412000 Patentee after: Zhuzhou Fullad Technology Co.,Ltd. Patentee after: Hunan Vlad continuous high temperature Technology Co., Ltd Address before: 412007 Hunan province Zhuzhou city Tianyuan district the Yellow River Road No. 12 Keruilu rooftop garden of science and technology Patentee before: Zhuzhou Fullad Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220519 Address after: 412000 plant 401, No. 12, Kerui Road, No. 1 Industrial Zone, Zhuzhou high tech Industrial Development Zone, Taishan Road Street, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province Patentee after: Hunan Vlad continuous high temperature Technology Co.,Ltd. Address before: 12 Kerui Road, Tiantai Science Park, Huanghe South Road, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province, 412000 Patentee before: Zhuzhou Fullad Technology Co.,Ltd. Patentee before: Hunan Vlad continuous high temperature Technology Co., Ltd |