CN203392868U - 一种立式铸造碳化钨连续生产炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式铸造碳化钨连续生产炉，从上至下依次包括进料区、加热区、冷却区，进料区由进料管和喂料装置组成；喂料装置包括料箱，料箱内设置螺旋送料部件，料箱底部的下料口与下料管相接。进料区还设置有振动装置，进料管底端设置有孔板。本实用新型装置实现了从前驱物（混合料）到WC.W2C共晶体自动控制连续生产；采用螺旋振动喂料和孔板下料方式，保证整个连续制备过程的稳定性，确保了混合料均匀分散的进入炉体加热区，均匀受热吸热达到反应和熔化温度，同时也保证颗粒在立式熔炼炉内自由降落的实现；自动控制连续生产炉减少了操作者的劳动强度，热量泄漏少，环境温度降低，工作环境得到改善。

Description

一种立式铸造碳化钨连续生产炉

技术领域

本实用新型涉及铸造碳化钨生产炉，尤其是一种立式铸造碳化钨连续生产炉。 

背景技术

铸造碳化钨是表面材料及表面技术的一种重要的超硬材料，通过采用热喷涂技术、堆（喷）焊技术、熔渗技术等与基体材料结合，满足耐磨耐腐蚀等功能要求，延长设备及工件的使用寿命。它由WC和W₂C共晶体组成，具有高熔点（约2525℃）、高硬度（93-93.7HRA，最硬组分的显微硬度达2500-3000kg/cm2）和优异的耐磨性能等优点。目前国内外铸造碳化钨的制备技术及工艺，总的工艺路线不外乎两类，传统卧式熔炼破碎工艺和立式铸造碳化钨连续熔炼炉。 

现有的公开的立式铸造碳化钨连续熔炼炉（中国发明专利申请号：201110005040.1，中国实用专利申请号：201120007460.9）），该炉体为立式结构，分为进料、加热、冷却三部份；连续熔炼炉实现了连续生产，但是现有的立式铸造碳化钨连续熔炼炉，其存在以下的不足： 

1、立式铸造碳化钨连续熔炼炉上部的下料装置无法实现自动下料，且下料时物料时多时少，导致物料进入加热区后受热不均匀，容易产生过共晶和亚共晶物；其次物料进入发热管内的低温段（<2500℃）时容易粘附在发热管壁上，当物料积压过多，设备不能及时满足固态原料熔化要求，容易造成设备炉管堵塞，引起停炉的严重后果。 

2、熔炼炉在高温熔炼时，温度常高达2000-3000摄氏度，容易造成石墨发热管和产品的氧化。 

3、熔炼炉的冷却装置的冷却速度也有待改进。 

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种立式铸造碳化钨连续生产炉。 

本实用新型采用的技术方案：本发明采用的立式铸造碳化钨连续熔炼炉从上至下依次包括进料区、加热区、冷却区，进料区包括进料管和喂料装置，喂料装置包括料箱，料箱内设置螺旋送料部件，料箱底部的下料口与下料管相接。 

采用上述结构的立式铸造碳化钨连续熔炼炉，将物料（前驱物）加入螺旋喂料装置的料箱内，物料在螺旋部件的挤压下，连续、自动、均匀的进入下料管内，且不会粘附在加热管的低温段的加热管壁上，造成下料不畅。 

进一步的改进是，所述进料管底端设置有孔板。孔板的大小和数量优选为孔径为1-10mm，孔洞数量为每平方厘米1-20个孔。前驱物通过孔板进入下料管内，可以控制物料的分散度，确保物料更加均匀、分散的进入加热管内，保证每一颗粒均匀受热，防止过共晶和亚共晶的产生。 

进一步的改进是，所述喂料装置还包括进料漏斗，所述进料漏斗下部与料箱相接。制备好的前驱物通过进料漏斗倒入料箱，避免抛洒。 

进一步的改进是，所述进料区还包括振动装置，所述振动装置设置在进料管或料箱上。在前驱物从喂料装置进入下料管的过程中，开启振动装置，有利于料箱内或下料管内的物料分散，均匀的进入加热区。振动装置可以优选为电磁振动发生器，或偏振装置等。 

进一步的改进是，所述加热区与冷却区充填有保护气体如惰性气体或氮气。可以防止石墨发热管和产品的氧化。 

进一步的改进是，在所述冷却区内，位于加热区出口下方设置有离心雾化盘，离心雾化盘表面为石墨件。熔液流到离心雾化盘表面，在500-10000rpm的 离心转速下，熔液雾化成细少颗粒，并快速冷却，结晶出成WC.W₂C共晶体。离心雾化具有冷却效果好，冷却效率高的特点。还可以在冷却区下方设置冷却水装置，晶体冷却速度更快。提高冷却速度，可以制备出高树枝状超高硬度的碳化钨。 

附图说明

本实用新型将通过实施例并参照附图的方式说明，其中： 

图1是本发明的铸造碳化钨连续生产炉结构示意图。 

图2是图1的进料区结构示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

如图1所示，本发明的立式铸造碳化钨连续生产炉从上至下依次包括进料区1、加热区2、冷却区3。进料区包括有喂料装置18。加热区的加热部件为感应加热装置9，加热区的高温段温度为2500-3200℃，高温段长度500-550mm。加热区与冷却区内充填有惰性气体6。加热区出口下方的冷却区的筒体内设置离心雾化盘7，离心雾化盘表面为石墨材料。作为一种优选或替换，还可以在筒体下方设置有装水容器4。 

如图2所示为进料区结构示意图。其包括喂料装置和插入炉体17的进料管15，其中喂料装置包括下料漏斗、料箱13，以及料箱内设置的螺旋送料部件12，料箱底部的下料口与下料管相接，下料管底部固连有孔板16，孔板的孔径为1-10mm，孔洞数量为1-20个孔/平方厘米。下料管上还设置有电磁振动发生器 14。电磁振动发生器也可以设置在料箱上。 

如图2、图1所示，固态前驱物10加装在立式铸造碳化钨连续生产炉进料漏斗内，通过螺旋送料部件和下料管，从炉体上部的进料区连续、自动、均匀送入炉体内的加热区；固态前驱物在高温下逐渐熔融成熔液8，熔液进入冷却区快速冷却结晶成WC.W₂C共晶体5。 

冷却方式可以有如下几种： 

1、离心雾化冷却：熔液流到冷却区的离心雾化盘表面，在500-10000rpm的离心转速下，熔液雾化成细少颗粒，并快速结晶。 

2、水冷：熔液从冷却区的出口处下方，自然落入装水容器中，快速冷却结晶。 

3、模冷：熔液自然落入下部的石墨模具中，依靠石墨的高的导热速率，使熔液快速冷却结晶出WC.W₂C共晶体。 

4、离心雾化+水冷：熔液流到冷却区的离心雾化盘表面，熔液雾化成细少颗粒后落入下方的装水容器内，快速冷却结晶。该方法冷却速度更快。 

上述前驱物制备是由钨粉、碳化钨粉和/或冶金炭黑混合均匀、制粒。 

本实用新型装置实现了从前驱物（混合料）到WC.W₂C共晶体自动控制连续生产；采用螺旋振动喂料和孔板式（小孔、环孔）下料方式，保证整个连续制备过程的稳定性和可实施性，确保了混合料均匀分散的进入炉体加热区，保证颗粒能均匀受热吸热达到反应和熔化温度，同时也保证颗粒在立式熔炼炉内自由降落的实现，防止颗粒粘附在发热体管壁导致的堵炉；炉体加热区采用的中频感应加热方式及红外控制温等方式，热源和温度稳定可控；整个熔炼过程中采用惰性气体保护，防止氧化石墨发热体，提高了使用寿命；采用模冷、水冷、雾化（气雾化、水雾化、离心雾化）冷却方式，特别是雾化冷却方式，提高熔 液冷却的过冷度，加快了冷却速度，快速冷却促进晶核的形成和抑制了晶粒的长大，形成大量的树枝状组织结构，提高了产品的硬度；本发明的自动控制连续生产炉减少了操作者的劳动强度，混合料的熔炼均在一密闭及具有良好保温效果的设备内进行，热量泄漏少，环境温度降低，工作环境得到改善。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.立式铸造碳化钨连续生产炉，从上至下依次包括进料区、加热区、冷却区，进料区包括进料管，其特征在于，所述进料区还包括喂料装置，所述喂料装置包括料箱，料箱内设置螺旋送料部件，料箱底部的下料口与下料管相接。 

2.如权力要求1所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：所述进料管底端设置有孔板。 

3.如权力要求2所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：所述孔板孔径为1-10mm，孔洞数量为每平方厘米1-20个孔。 

4.如权力要求1所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：所述喂料装置还包括进料漏斗，所述进料漏斗下部与料箱相接。 

5.如权力要求1至4任一所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：所述进料区还包括振动装置，所述振动装置设置在进料管或料箱上。 

6.如权力要求1至4任一所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：所述加热区与冷却区充填有保护气体。 

7.如权力要求1至4任一所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：所述加热区的高温段温度为2500-3200℃，高温段长度500-550mm。 

8.如权力要求1至4任一所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：在所述冷却区内，位于加热区出口下方设置有离心雾化盘，离心雾化盘表面为石墨件。 

9.如权力要求1至4任一所述的立式铸造碳化钨连续生产炉，其特征在于：所述冷却区下方设置冷却水装置。 

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