CN103320625A - 一种锌熔炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锌熔炉，包括熔锌室和收锌室，熔锌室设有加热体和耐高温的第一器皿，收锌室放置有耐高温的第二器皿，第一器皿用于放置待处理的硬质合金，第二器皿用于放置回收后的锌，第一器皿通过导流管与第二器皿连通，导流管位于熔锌室的管孔的最低高度高于位于收锌室的管孔的最高高度。当熔锌室的压力减小的瞬间，由于导流管的位于熔锌室的管孔的最低高度高于位于收锌室的管孔的最高高度，锌回流时，锌自身的重力会给回流的锌一定的阻力。这样，可以减少锌回流到第一器皿的量，从而减少了处理后的合金中锌的含量，提高了处理后的合金的性能。

Description

一种锌熔炉

技术领域

本发明涉及熔炉技术领域，特别涉及一种锌熔炉。

背景技术

一般的锌熔法处理硬质合金的机理是基于锌与硬质合金中的粘结相金属(钴、镍)可以形成低熔点合金，使粘结金属从硬质合金中分离出来，与锌形成锌—钴固溶体合金液，从而破坏了硬质合金的结构，致密合金变成疏松状态的硬质相骨架。由于锌不会与各种难熔合金金属的碳化物发生化学反应，再利用在一定的温度下锌的蒸气压远远大于钴的蒸气压，使锌蒸发出来予以回收再利用。因此，锌熔法获得的碳化物粉末较好地保持了原有特性。经过锌熔过程后，钴或镍被萃取到锌熔体中，蒸馏锌以后，钴和碳化物保存，锌回收后继续用于再生的过程。

请参考图1，现有技术的锌熔炉在炉体的内部设有熔锌室11和收锌室12。熔锌室11中设有加热体16及用于放置待处理的硬质合金和锌的第一器皿13，收锌室12中设有用于放置回收锌的第二器皿14。第一器皿13通过导流管15与第二器皿14连通。导流管15为真空状态。当收锌时，加热体16加热，第一器皿13的锌受热气化后从第一器皿13流入到第二器皿14。由于第二器皿14的温度较低，锌蒸气在第二器皿14中冷却，完成收锌。

但是，导流管15为水平放置，第一器皿13和第二器皿14与导流管15连通的连通口处于同一高度，导流管15的管孔也处于同一高度。当熔锌室11的锌蒸气在回收完毕的瞬间，熔锌室11的压力突然减小，此时锌会回流到熔锌室11中，使锌回收不完全；而且处理后的硬质合金含锌量高，会导致合金的性能降低。

因此，如何解决在回收锌的过程中，锌容易回流到用于放置待处理的硬质合金的器皿中的问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种锌熔炉，可以有效地减少处理后的合金中锌的含量。

为解决上述问题，本发明提供一种锌熔炉，包括熔锌室和收锌室，所述熔锌室设有加热体和耐高温的第一器皿，所述收锌室放置有耐高温的第二器皿，所述第一器皿用于放置待处理的硬质合金和锌，所述第二器皿用于放置回收后的锌，所述第一器皿通过导流管与所述第二器皿连通，所述导流管位于所述熔锌室的管孔的最低高度高于位于所述收锌室的管孔的最高高度。

优选地，所述收锌室位于所述熔锌室的下方，所述第一器皿的侧壁开设有与其内腔连通的竖直向下延伸的通道，所述通道与所述导流管密封连通，且所述导流管也竖直向下延伸。

优选地，所述熔锌室中设有多层所述第一器皿，不同层的所述第一器皿均通过互不相通的通道及互不相通的导流管与所述第二器皿连通。

优选地，锌熔炉的位于所述熔锌室和所述收锌室之间的支撑板设有夹层，所述支撑板的夹层中设有管道，所述管道装有冷却水。

优选地，所述导流管的管孔的直径大于所述第一器皿的通道的直径。

优选地，所述加热体的材质为石墨。

优选地，设置在所述第一器皿并与所述第一器皿的内腔连通的通道的通道口设置在所述第一器皿的侧壁的顶端。

优选地，所述导流管通过固定件固定在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的所述支撑板上。

优选地，还包括用于使所述熔锌室的温度值及与所述温度值对应的真空度值保持在所需曲线点上的自动控制系统。

优选地，每一层设有多个所述第一器皿，同一层的不同的所述第一器皿均通过互不相通的通道和互不相通的导流管与所述第二器皿连通。

优选地，所述导流管包括固定设置在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的所述支撑板上的固定导流管以及可移动地设置在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的所述支撑板上的活动导流管；

所述固定导流管的一端与所述第一器皿的底端密封连接，另一端与所述活动导流管密封连接；

所述活动导流管的一端与所述第二器皿的顶端密封连接，另一端与所述固定导流管密封连接，且与所述固定导流管密封连接的一端设置在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的支撑板的下端。

相对于上述背景技术，本发明所提供的锌熔炉包括熔锌室和收锌室，在熔锌室中设置有加热体和第一器皿，在收锌室中设置有第二器皿。第一器皿中用于放置废品，第二器皿中用于放置回收后的锌，第一器皿通过导流管与第二器皿连通。导流管的位于熔锌室的管孔的最低高度高于位于收锌室的管孔的最高高度。

当熔锌室的压力减小的瞬间，由于导流管的位于熔锌室的管孔的最低高度高于收锌室的管孔的最高高度，锌回流时，锌自身的重力会给回流的锌一定的阻力。这样，可以减少锌回流到第一器皿的量，从而减少了处理后的硬质合金中锌的含量，提高了处理后的合金的性能。

附图说明

图1为现有技术所提供的锌熔炉的结构示意图；

图2为本发明所提供的锌熔炉的一种结构示意图；

图3为图2所述的锌熔炉的侧视图；

图4为本发明所提供的锌熔炉的另一种结构示意图；

图5为图4所述的锌熔炉的侧视图；

图6为本发明所提供的第一器皿的一种摆放示意图；

图7为本发明所提供的第一器皿的另一摆放示意图；

图8为本发明所提供的锌熔炉的结构示意图；

图9为图8所提供的锌熔炉的左视图；

图10为本发明所提供的导流管的总体结构示意图；

图11为本发明所提供的另一种导流管的结构示意图。

图1-图11中：

熔锌室-11，收锌室-12，第一器皿-13，第二器皿-14，导流管-15，加热体-16，熔锌室-21，收锌室-22，第一器皿-23，第二器皿-24，导流管-25,挡板-26，加热体-27，支撑板-28，碳毡-29，通道-31，通道塞-32，石墨固定板-91，固定板支撑管-92，导流管支撑件-93，固定导流管-251，活动导流管-252。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种锌熔炉，可以有效地减少处理后的硬质合金中锌的含量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图2及图11，图中所示箭头为锌蒸气的流动方向。

本发明提供的锌熔炉包括熔锌室21和收锌室22。熔锌室21和收锌室22位于锌熔炉的炉体内，并位于同一炉体。熔锌室21设有加热体27和用于放置锌及待处理的硬质合金的第一器皿23。收锌室22设有用于放置回收锌的第二器皿24。第一器皿23和第二器皿24通过导流管25连通。第一器皿23和第二器皿24均由耐高温材料构成，可以为坩埚，也可以为舟皿。本发明的重点在于，导流管25位于熔锌室21的管孔的最低高度高于位于收锌室22的管孔的最高高度。

相对于现有技术，本发明的优点是：当熔锌室21的压力减小的瞬间，由于导流管25的位于熔锌室21的管孔的最低高度高于位于收锌室22的管孔的最高高度，锌回流时，锌自身的重力会给回流的锌一定的阻力。这样，可以减少锌回流到第一器皿23的量，从而减少了处理后的硬质合金中锌的含量，提高了处理后的硬质合金的性能。

加热体27设置在炉体内，围绕在第一器皿23的四周。如此设置，可以在炉体的侧壁设置门体，利用叉车直接将第一器皿23和第二器皿24放置在炉体内，省时省力。

需要处理合金时，将待处理的硬质合金与锌块按照1:1-2的比例共同装进第一器皿23内，将第一器皿23抽真空后，送电升温至900-1000℃。保温一定时间后，真空提取锌。待熔锌室21冷却后，将海绵状的钴粉和碳化钨团块卸出，经过球磨、破碎、调整合金成分，重新制作硬质合金。

在一种具体实施方式中，收锌室22位于熔锌室21的下方。第一器皿23的侧壁上开设有与其内腔连通的竖直向下延伸的通道31。通道31与导流管25密封连通。将通道31设置为竖直向下延伸，可以节省第一器皿23的壁厚，防止第一器皿23的壁厚较厚，浪费材料，而且质量较重。

导流管25可以为直管。安装时，直接与第一器皿23的通道31密封连通即可。如此设置，方便加工，而且将导流管25设置为直管，使锌蒸气在导流管25中流通时，方向改变较少，方便锌蒸气的流通，防止因方向改变较多，导致锌蒸气流通不畅，从连接处溢出。

当将导流管25与第一器皿23的通道31连通时，可以使导流管25竖直向下延伸。如此设置，可以使气化后的锌蒸气直接流入到第二器皿24中，不会在通道31或导流管25中存留，避免了锌回流到第一器皿23中，可以进一步减少处理后的合金中锌的含量；而且锌蒸气从通道31和导流管25中流入到第二器皿24时，锌蒸气的流动方向改变较少，可以防止锌蒸气在流动过程中，因流动方向改变，导致流动不顺畅的问题，也防止了因锌蒸气流动不畅导致锌蒸气从通道31和导流管25的连接处溢出的现象，提高了锌熔炉的密封效果。

当然，也可以使收锌室22和熔锌室21处于同一水平面上。放置第一器皿23和第二器皿24时，使第一器皿23的与导流管25连通的连通口的高度高于第二器皿24的与导流管25连通的连通口的高度等，本文不再赘述。

在本具体实施方式的优选方案中，第一器皿23的通道31的直径相等，并且小于导流管25的管孔的直径。

如此设置，防止导流管25的管孔的直径小于第一器皿23的通道31的直径，当锌蒸气从通道31流入导流管25时对导流管25凸出的部分有冲击，造成材料损坏，使导流管25的使用寿命减少的现象；而且可以有效地防止锌蒸气从通道31流入导流管25时，因孔径突然减小，使锌蒸气流通不畅，从连接处溢出的现象。

在熔锌室21中设置第一器皿23时，可以根据熔锌室21的空间大小，从上至下设置多层第一器皿23。位于上层的第一器皿23可以摞在下层的第一器皿23上。当将上层的第一器皿23摞在下层的第一器皿23上时，可以使上层的第一器皿23的底部充当下层的第一器皿23的顶盖，密封下层的第一器皿23。最上层的第一器皿23的顶部可以用挡板26密封。

如此设置，使锌蒸气只能从第一器皿23的通道31流入到第二器皿24中，防止锌蒸气从第一器皿23的上端溢出，进一步提高密封性，而且直接用上层的第一器皿23挡住下层的第一器皿23，方便设置。

当然，也可以在位于下层的第一器皿23的顶部设置挡板26，将位于上层的第一器皿23放置在挡板26上。

设置与第一器皿23的内腔连通的通道31时，使通道31的通道口位于第一器皿23的侧壁的上端，通道31沿竖直方向为通孔。当盖上挡板26后，通道口只与第一器皿23的内腔连通。由于在第一器皿23中放置待处理的硬质合金和锌时，合金和锌的总高度不能超过通道口的高度。因此，通道口越靠近第一器皿23的顶部，能够盛放的待处理的合金和锌的量越多。当需要处理的合金的量一定时，第一器皿23盛放的待处理的合金的量越多，节省的电能就越多。

优选地，当设置多层第一器皿23时，使不同层的第一器皿23通过互不相通的通道31和互不相通的导流管25与第二器皿24连通。

如此设置，可以使不同层的第一器皿23通过互不相通的通道31和互不相通的导流管25与第二器皿24连通。增大流通面积，可以使锌蒸气流通时间较快，节省时间。

在一种具体实施方式中，当设置有两层第一器皿23时，在每个第一器皿23上设置有两个互不相通的通道31，两个通道31中的一个通道31与第一器皿23的内腔连通，另外一个通道31贯穿第一器皿23的侧壁，为通孔，而且不与第一器皿23的内腔连通。

当放置第一器皿23时，使位于上层的第一器皿23通过设置在其上的与其内腔连通的通道31、设置在位于下层的第一器皿23上与下层的第一器皿23不连通的通道31以及与上述两个通道31连通的导流管25与第二器皿24连通。

位于下层的第一器皿23通过设置在其上的与其内腔连通的通道31以及与这个通道31连通的导流管25与第二器皿24连通。

如此设置，可以使不同层的第一器皿23通过互不相通的通道31和互不相通的导流管25与第二器皿24连通，增大了锌蒸气的通流面积。

当然，可以在每一层设置多个第一器皿23，每一层的不同的第一器皿23也可以通过互不相通的通道31和互不相通的导流管25与第二器皿24连通。以进一步增大流通面积，减少流通时间。

在第一器皿23设置互不相通的通道31时，可以使通道31均位于第一器皿23的拐角处，以方便对冲第一器皿23的位于不同层的通道31。

为了进一步加快锌蒸气的冷却速度，提高处理效率，在熔锌室21和收锌室22之间设置两层支撑板28，在两层支撑板28之间设置管道，在管道中装有用于冷却锌蒸气的冷却水。两层支撑板28中，位于上层的支撑板28支撑第一器皿23和加热体27，位于下层的支撑板28支撑管道。

导流管25可以通过固定件固定在位于熔锌室21和收锌室22之间的支撑板28上。也可以在第一器皿23和第二器皿24上设置凹槽，将导流管25设置在凹槽中固定上述导流管25。此处优先选用通过固定件固定在位于熔锌室21和收锌室22之间的支撑板28上。

在一种实施方式中，固定件为石墨固定板91，石墨固定板91设置在第一器皿23的底端，支撑第一器皿23。石墨固定板91通过固定板支撑管92固定在位于熔锌室21和收锌室22之间的支撑板28上。在石墨固定板91和支撑板28上设置有多个用于安装固定板支撑管92的凹槽，通过将固定板支撑管92放置在石墨固定板91和支撑板28的凹槽中来固定固定板支撑管92，从而用固定板支撑管92支撑石墨固定板91。

在石墨固定板91上还设置有用于放置导流管25的通孔。在通孔和导流管25上均设有螺纹。导流管25通过螺纹固定在石墨固定板91上，从而间接地固定在位于熔锌室21和收锌室22之间的支撑板28上。

如此设置，可以更稳定地固定导流管25125，防止导流管25在工作过程中发生倾斜，与第一器皿23或第二器皿24的连接处之间产生缝隙，使锌蒸气从缝隙溢出，对工作人员造成伤害的现象；在更换第一器皿23过程中，不需移动导流管25，而且在更换好第一器皿23后，方便将第一器皿23的通道31与导流管25对冲，省时省力。

在本具体实施方式的优选方案中，导流管25包括固定导流管251和活动导流管252。固定导流管251固定设置在位于熔锌室21和收锌室22之间的支撑板上，其一端与第一器皿的底端密封连接，另一端与活动导流管252密封连接。固定导流管251通过螺纹设置石墨固定板91上。

活动导流管252可移动地设置在位于熔锌室21和收锌室22之间的支撑板上，其一端与第二器皿的顶端密封连接，另一端与固定导流管251密封连接。活动导流管252和固定导流管251密封连接的连接处设置在位于熔锌室21和收锌室22之间的支撑板28的下端。

如此设置，需要更换第二器皿24时，不需再移动整个导流管25，直接移动活动导流管252即可，省事省力。

设置活动导流管252时，活动导流管252的一端设置在位于第二器皿24顶端的挡板26的通孔中。并且在活动导流管252与固定导流管251连接的一端设置凸沿，通过支撑在凸沿的导流管支撑件93支撑活动导流管252。当需要更换第二器皿24时，撤走导流管支撑件93，活动导流管252向通孔移动，与固定导流管251脱离后，更换第二器皿24即可。

设置凸起时，应保证凸起的横截面面积大于通孔的横截面面积，使活动导流管252通过凸起固定在挡板26上，也就是说活动导流管252位于挡板26的上方，以方便取放或设置活动导流管252。

当然，活动导流管252也可以可移动地套设在固定导流管251上。当需要更换第二器皿24时，向上移动活动导流管252，将活动导流管252挂在支撑板28的挂钩上，与第二器皿24脱离，然后再更换第二器皿24即可。

设置第二器皿24时，也可以在第二器皿24的侧壁设置通道31。当第二器皿24收锌完成后，可以再在第二器皿24中放入待处理的硬质合金，放入熔锌室21中，作为第一器皿23使用。

在第二器皿24的顶端设置挡板26。以进一步防止锌蒸气溢出，提高锌熔炉的密封性。导流管25可以穿过设置在第二器皿24的挡板26与第二器皿24的内腔连通，也可以通过设置在第二器皿24的侧壁与第二器皿24的内腔连通的通道31与第二器皿24连通。

当不使用第一器皿23或第二器皿24的通道31时，可以用通道塞32堵住第一器皿23或第二器皿24的通道31，以防止锌蒸气从通道31中溢出。

设置在收锌室22的，用于支撑第二器皿24的支撑板28的厚度和高度可以根据使用要求具体设定。

加热体27的材质可以为石墨，也可以为电阻丝等。此处优先选用石墨。石墨材质的加热体27使用寿命长，升温快。

当然，为了提高锌熔炉的保温性能，可以在炉体上设置碳毡29。

锌熔炉还设置有用于使熔锌室21的温度值和与温度值对应的真空度值保持在所需曲线点上的自动控制系统。上述曲线可以为以温度值为横轴坐标，以真空度值为竖轴坐标绘制的曲线。也可以为以真空度值为横轴坐标，以温度值为竖轴坐标绘制的曲线。

如此设置，可以实现自动化控制，节省劳动力。

当然，由于现有技术的制约，温度值和真空值对应的点可能不完全在曲线上。

在一种具体实施方式中，自动控制系统包括热电偶、PLC控制装置和自动阀门。热电偶设置在熔锌室21中，与PLC控制装置连接，用于测量熔锌室21的温度并将温度值传输给PLC控制装置。自动阀门设置在连通导流管25和锌熔炉的真空器的管路上。PLC控制装置根据温度值控制自动阀门的开口的大小，来使真空度保持在相应的数值。

PLC控制装置还可以根据设定的时间值控制加热体27的电压和电流，以使温度值保持在所需的数值，实现自动化控制，减少劳动力。

本文所述的锌熔炉的单台的产能1.2t/d，能耗2.9kw.h/kg，锌残留量0.005%，锌的循环利用率98.6%。而且锌熔炉的自动化程度高、清洁度高、运行稳定可靠，不需再对处理后的合金再做处理，可以直接达到使用要求。

以上对本发明所提供的锌熔炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种锌熔炉，包括熔锌室和收锌室，所述熔锌室设有加热体和耐高温的第一器皿，所述收锌室放置有耐高温的第二器皿，所述第一器皿用于放置待处理的硬质合金和锌，所述第二器皿用于放置回收后的锌，所述第一器皿通过导流管与所述第二器皿连通，其特征在于，所述导流管位于所述熔锌室的管孔的最低高度高于位于所述收锌室的管孔的最高高度。

2.根据权利要求1所述的锌熔炉，其特征在于，所述收锌室位于所述熔锌室的下方，所述第一器皿的侧壁开设有与其内腔连通的竖直向下延伸的通道，所述通道与所述导流管密封连通，且所述导流管也竖直向下延伸。

3.根据权利要求2所述的锌熔炉，其特征在于，所述熔锌室中设有多层所述第一器皿，不同层的所述第一器皿均通过互不相通的通道及互不相通的导流管与所述第二器皿连通。

4.根据权利要求2所述的锌熔炉，其特征在于，锌熔炉的位于所述熔锌室和所述收锌室之间的支撑板设有夹层，所述支撑板的夹层中设有管道，所述管道装有冷却水。

5.根据权利要求4所述的锌熔炉，其特征在于，所述导流管的管孔的直径大于所述第一器皿的通道的直径。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的锌熔炉，其特征在于，所述加热体的材质为石墨。

7.根据权利要求4所述的锌熔炉，其特征在于，设置在所述第一器皿并与所述第一器皿的内腔连通的通道的通道口设置在所述第一器皿的侧壁的顶端。

8.根据权利要求7所述的锌熔炉，其特征在于，所述导流管通过固定件固定在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的所述支撑板上。

9.根据权利要求8所述的锌熔炉，其特征在于，还包括用于使所述熔锌室的温度值及与所述温度值对应的真空度值保持在所需曲线点上的自动控制系统。

10.根据权利要求3所述的锌熔炉，其特征在于，每一层设有多个所述第一器皿，同一层的不同的所述第一器皿均通过互不相通的通道和互不相通的导流管与所述第二器皿连通。

11.根据权利要求8所述的锌熔炉，其特征在于，所述导流管包括固定设置在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的所述支撑板上的固定导流管以及可移动地设置在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的所述支撑板上的活动导流管；

所述固定导流管的一端与所述第一器皿的底端密封连接，另一端与所述活动导流管密封连接；

所述活动导流管的一端与所述第二器皿的顶端密封连接，另一端与所述固定导流管密封连接，且与所述固定导流管密封连接的一端设置在位于所述熔锌室和所述收锌室之间的支撑板的下端。

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