CN101912974A - 立式超高温连续球化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式超高温连续球化炉，它由上、中、下三部分炉体构成，该炉内重叠放置的底座和石墨管中的通孔与上方相对应的进料管形成下料通道，在石墨管中设有管形加热区，通孔的底部为自上而下、由小到大的同轴心台阶孔，上级台阶的水平面位置在管状加热区内，提高了加热区内下料通孔的出口温度，防止物料通过该出口位置时因温度过低而凝固在该位置附近而造成下料通道堵塞，确保物料流动通畅，实现了高效低耗生产。

Description

立式超高温连续球化炉

技术领域

本发明涉及一种立式超高温连续球化炉，特别是一种在硬面材料行业可实现对不规则铸造碳化钨等硬质合金颗粒球形化工艺的立式超高温连续球化炉。

技术背景

随着人们对工件的表面耐磨防腐性能要求越来越高，硬面材料的的市场需求以较快速度增长，特别是随着硬面材料喷涂(喷焊)技术的不断发展，球形铸造碳化钨以其独特的强度与硬度相结合性能、良好流动性能和耐磨防腐性能备受人们关注。

早在上世纪末，人们提出了球形铸造碳化钨的概念，先后研发出了多种制备技术和工艺装备，如水冷坩埚熔炼旋转雾化法、电弧熔炼旋转雾化法、超高温熔炼气体雾化法等，这几种方法的共同特点是：先将配料溶化变成碳化钨溶液，再对溶液进行雾化制粒并快速冷却，从而获得球形状铸造碳化钨颗粒，虽然它们省去了制造普通铸造碳化钨颗粒的工序，具有工艺链短的优点，但存在粒度范围宽、生产成本高等缺点，不适用工业化规模生产。

发明内容

本发明的目的在于克服上述工艺缺陷，提供一种能耗低、产量高、粒度稳定、适合工业化规模生产的铸造碳化钨球形化制备工艺以及与之相匹配的工作温度高达3200℃的铸造碳化钨高温连续球化炉。

本发明的技术方案：一种立式超高温连续球化炉，整体结构为立式结构，生产工作制为连续工作方式，最高使用温度为3200℃，加热方式为电阻加热或感应加热，球化对象主要为不规则硬质合金颗粒及硬面材料颗粒(如铸造碳化钨颗粒等)。

球化炉由进料、加热、冷却三部分组成。进料部分负责可控、均匀地向超高温炉膛提供炉料；加热部分负责将炉料加热到熔融状态并形成球形状颗粒；冷却部分负责将球形状颗粒快速冷却并送出炉外。

水冷式炉壳由上、中、下三部分带法兰的筒体及炉盖叠置构成。

上筒体底部法兰带内支承座和中心孔，内支承座中心位置上方设有带中心孔的底座和垂直放置在底座上的石墨管，石墨管外周设置保温层；上筒体上方设有炉盖，炉盖中心位置设有一个圆柱筒体式炉咀；

底座和石墨管的中心孔为同轴通孔，该通孔与上方相对应的进料管形成下料通道，进料管上方通过进料机构与料斗相通；在石墨管中设有管形加热区，不规则颗粒状物料通过该管型加热区被加热至熔融状态并形成球形状颗粒；

石墨管中心孔与底座中心孔组成的同轴通孔的底部为自上而下、由小到大的同轴台阶孔或同轴喇叭形孔，同轴通孔内台阶的数量至少有一个台阶，上台阶的水平面a位于管状加热区内，即上台阶的水平面a的位置高于管状加热区的底平面。

石墨管与底座也可以为整体结构，其中心孔内壁上至少有一个台阶；或至少二个底座叠置而成的中心孔与石墨管中心孔组成同轴台阶通孔，上台阶的水平面a位于管状加热区内，即上台阶的水平面a的位置高于管状加热区的底平面。

中筒体内设有由旋转驱动机构带动的锥形甩盘；锥形甩盘在旋转驱动机构的驱动下绕中心垂线作圆周运动；

下部筒体为带出料管的圆锥形筒体，在出料管上设有向下倾斜的气咀；

本发明的创新点是：所述石墨管中心孔与底座中心孔组成的同轴通孔底部为自上而下、由小到大的同轴台阶孔或喇叭形孔，台阶的数量为一个(含一个)以上，上台阶的水平面位置在管状加热区内，即上台阶的水平面a的位置高于管状加热区底平面，这样做的目的是：把通过加热区的下料通孔的出口位置从加热区下方提升到加热区中，确保该通孔出口部位(即上台阶位置)有足够高的温度，防止物料通过该位置时因温度过低而凝固在该位置附近，造成下料通道堵塞。实践证明，如果中心通孔是等直径孔，只需几个小时下料通道就会堵塞。

生产工艺过程：将经过筛分的粒度均匀的不规则颗粒物料装入料斗，分别从上气咀和下气咀加入保护气体(从下气咀加入保护气体的目的是防止空气从出料管进入炉体内)，将炉体内的空气排出炉外，确认炉内氧含量低于工艺值后，向炉体送电，石墨管的管状加热区开始升温，温度到达工艺值后，由进料机构可控、均匀地向进料管供料，物料经进料管进入通孔，并以自由落体方式下落，在经过石墨管的管状加热区1时，瞬间被加热到熔融状态并形成球状，下落通过底座后进入中筒体冷却区，当落到绕中心轴线旋转的锥形甩盘上时，因自由落体产生的撞击力和锥形甩盘的离心力作用，物料被甩到水冷式炉壳的水冷式夹层筒体的内壁上快速冷凝到工艺温度，然后顺着水冷式炉壳内壁从底部圆锥形筒体出料管落到炉外。物料由进料机构控制，连续、均匀、可控地通过通孔，实现了连续生产工艺。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-进料管，2-进料机构，3-料斗，4-玻璃盖板，5-气咀，6-炉咀，7-炉盖，8-石墨管，9-保温层，10-管形加热区，11-通孔，12-管形加热区底部，13-底座，14-水冷式炉壳，15-内支承座，16-锥形甩盘，17-旋转驱动机构，18-气咀，19-出料管，a-石墨管内的上台阶水平面。

具体实施方式

参看上述附图，一种立式超高温连续球化炉，包含进料管1，进料机构2，料斗3，炉盖7，石墨管8，保温层9，底座13，水冷式炉壳14，内支承座15，锥形甩盘16，旋转驱动机构17，出料管19；其特征在于：所述石墨管8中心孔与底座13中心孔组成的同轴通孔11的底部为自上而下、由小到大的同轴台阶孔或同轴喇叭形孔，同轴通孔11内台阶的数量至少有一个台阶，本实施例为二个台阶，上台阶的水平面a位于管状加热区10(附图中石墨管8的中部剖面线密集区)内，即上台阶的水平面a的位置高于管状加热区10的底平面12。

所述的石墨管8与底座13也可以为整体结构，其中心孔11内壁上至少有一个台阶；或至少二个底座13叠置而成的中心孔与石墨管8中心孔组成同轴台阶通孔，上台阶的水平面a位于管状加热区10内，即上台阶的水平面a的位置高于管状加热区10的底平面12。

所述水冷式炉壳14由上、中、下三部分带法兰的筒体及炉盖7叠置构成。

所述上筒体底部法兰带内支承座15和中心孔，内支承座15中心位置上方设有带中心孔的底座13和垂直放置在底座上的石墨管8，石墨管8外周设置保温层9；上筒体上方设有炉盖7，炉盖中心位置设有一个圆柱筒体式炉咀6；

所述底座13和石墨管8中的通孔11与上方相对应的进料管1形成下料通道，进料管1上方通过进料机构2与料斗3相通；在石墨管8中设有管形加热区10，不规则颗粒状物料通过该管型加热区10(附图中石墨管8的中部剖面线密集区)被加热至熔融状态并形成球形状颗粒；

中筒体内设有由旋转驱动机构17带动的锥形甩盘16；锥形甩盘16在旋转驱动机构17的驱动下绕中心垂线作圆周运动；

下部筒体为带出料管19的圆锥形筒体，在出料管19上设有向下倾斜的气咀18；

生产工艺过程：将经过筛分的粒度均匀的不规则颗粒物料装入料斗3，分别从气咀5和气咀18加入保护气体(从气咀18加入保护气体的目的是防止空气从出料管进入炉体内)，将炉体内的空气排出炉外，确认炉内氧含量低于工艺值后，向炉体送电，石墨管8的管状加热区10开始升温，温度到达工艺值后，由进料机构2可控、均匀地向进料管1供料，物料经进料管1进入通孔11，并以自由落体方式下落，在经过石墨管8的管状加热区10(附图中石墨管8的中部剖面线密集区)时，瞬间被加热到熔融状态并形成球状，下落通过底座13后进入中筒体冷却区，当落到绕中心轴线旋转的锥形甩盘16上时，因自由落体产生的撞击力和锥形甩盘的离心力作用，物料被甩到水冷式炉壳的水冷式夹层筒体的内壁上快速冷凝到工艺温度，然后顺着水冷式炉壳内壁从底部圆锥形筒体出料管19落到炉外。物料由进料机构2控制，连续、均匀、可控地通过通孔11，实现了连续生产工艺。

Claims (3)

1.一种立式超高温连续球化炉，包含进料管(1)，进料机构(2)，料斗(3)，炉盖(7)，石墨管(8)，保温层(9)，底座(13)，水冷式炉壳(14)，内支承座(15)，锥形甩盘(16)，旋转驱动机构(17)，出料管(19)；其特征在于：所述石墨管(8)中心孔与底座(13)中心孔组成的同轴通孔(11)的底部为自上而下、由小到大的同轴台阶孔或同轴喇叭形孔，同轴通孔(11)内台阶的数量至少有一个，上台阶的水平面a位于管状加热区(10)内，即上台阶的水平面a的位置高于管状加热区(10)的底平面(12)。

2.如权利要求1所述的一种立式超高温连续球化炉，其特征在于所述的石墨管(8)与底座(13)为整体结构，其中心孔(11)内壁上至少有一个台阶；或至少二个底座(13)叠置而成的中心孔与石墨管(8)中心孔组成同轴台阶通孔，上台阶的水平面a位于管状加热区(10)内，即上台阶的水平面a的位置高于管状加热区(10)的底平面(12)。

3.如权利要求1所述的一种立式超高温连续球化炉，其特征在于所述出料管(19)上设有向下倾斜的气咀(18)。

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