專利名稱：立式超高溫連續(xù)球化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種立式超高溫連續(xù)球化爐，特別是一種在硬面材料行業(yè)可實現(xiàn)對不 規(guī)則鑄造碳化鎢等硬質(zhì)合金顆粒球形化工藝的立式超高溫連續(xù)球化爐。
背景技術(shù)：
隨著人們對工件的表面耐磨防腐性能要求越來越高，硬面材料的的市場需求以較 快速度增長，特別是隨著硬面材料噴涂(噴焊)技術(shù)的不斷發(fā)展，球形鑄造碳化鎢以其獨特 的強度與硬度相結(jié)合性能、良好流動性能和耐磨防腐性能備受人們關(guān)注。早在上世紀末，人們提出了球形鑄造碳化鎢的概念，先后研發(fā)出了多種制備技術(shù) 和工藝裝備，如水冷坩堝熔煉旋轉(zhuǎn)霧化法、電弧熔煉旋轉(zhuǎn)霧化法、超高溫熔煉氣體霧化法 等，這幾種方法的共同特點是先將配料溶化變成碳化鎢溶液，再對溶液進行霧化制粒并快 速冷卻，從而獲得球形狀鑄造碳化鎢顆粒，雖然它們省去了制造普通鑄造碳化鎢顆粒的工 序，具有工藝鏈短的優(yōu)點，但存在粒度范圍寬、生產(chǎn)成本高等缺點，不適用工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述工藝缺陷，提供一種能耗低、產(chǎn)量高、粒度穩(wěn)定、適合 工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的鑄造碳化鎢球形化制備工藝以及與之相匹配的工作溫度高達3200°C的 鑄造碳化鎢高溫連續(xù)球化爐。本發(fā)明的技術(shù)方案一種立式超高溫連續(xù)球化爐，整體結(jié)構(gòu)為立式結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工作 制為連續(xù)工作方式，最高使用溫度為320(TC，加熱方式為電阻加熱或感應(yīng)加熱，球化對象主 要為不規(guī)則硬質(zhì)合金顆粒及硬面材料顆粒(如鑄造碳化鎢顆粒等)。球化爐由進料、加熱、冷卻三部分組成。進料部分負責可控、均勻地向超高溫爐膛 提供爐料；加熱部分負責將爐料加熱到熔融狀態(tài)并形成球形狀顆粒；冷卻部分負責將球形 狀顆粒快速冷卻并送出爐外。水冷式爐殼由上、中、下三部分帶法蘭的筒體及爐蓋疊置構(gòu)成。上筒體底部法蘭帶內(nèi)支承座和中心孔，內(nèi)支承座中心位置上方設(shè)有帶中心孔的底 座和垂直放置在底座上的石墨管，石墨管外周設(shè)置保溫層；上筒體上方設(shè)有爐蓋，爐蓋中心 位置設(shè)有一個圓柱筒體式爐咀；底座和石墨管的中心孔為同軸通孔，該通孔與上方相對應(yīng)的進料管形成下料通 道，進料管上方通過進料機構(gòu)與料斗相通；在石墨管中設(shè)有管形加熱區(qū)，不規(guī)則顆粒狀物料 通過該管型加熱區(qū)被加熱至熔融狀態(tài)并形成球形狀顆粒；石墨管中心孔與底座中心孔組成的同軸通孔的底部為自上而下、由小到大的同軸 臺階孔或同軸喇叭形孔，同軸通孔內(nèi)臺階的數(shù)量至少有一個臺階，上臺階的水平面a位于 管狀加熱區(qū)內(nèi)，即上臺階的水平面a的位置高于管狀加熱區(qū)的底平面。石墨管與底座也可以為整體結(jié)構(gòu)，其中心孔內(nèi)壁上至少有一個臺階；或至少二個 底座疊置而成的中心孔與石墨管中心孔組成同軸臺階通孔，上臺階的水平面a位于管狀加熱區(qū)內(nèi)，即上臺階的水平面a的位置高于管狀加熱區(qū)的底平面。中筒體內(nèi)設(shè)有由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)帶動的錐形甩盤；錐形甩盤在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動 下繞中心垂線作圓周運動；下部筒體為帶出料管的圓錐形筒體，在出料管上設(shè)有向下傾斜的氣咀；本發(fā)明的創(chuàng)新點是所述石墨管中心孔與底座中心孔組成的同軸通孔底部為自上 而下、由小到大的同軸臺階孔或喇叭形孔，臺階的數(shù)量為一個(含一個)以上，上臺階的水 平面位置在管狀加熱區(qū)內(nèi)，即上臺階的水平面a的位置高于管狀加熱區(qū)底平面，這樣做的 目的是把通過加熱區(qū)的下料通孔的出口位置從加熱區(qū)下方提升到加熱區(qū)中，確保該通孔 出口部位(即上臺階位置)有足夠高的溫度，防止物料通過該位置時因溫度過低而凝固在 該位置附近，造成下料通道堵塞。實踐證明，如果中心通孔是等直徑孔，只需幾個小時下料 通道就會堵塞。生產(chǎn)工藝過程將經(jīng)過篩分的粒度均勻的不規(guī)則顆粒物料裝入料斗，分別從上氣 咀和下氣咀加入保護氣體(從下氣咀加入保護氣體的目的是防止空氣從出料管進入爐體 內(nèi))，將爐體內(nèi)的空氣排出爐外，確認爐內(nèi)氧含量低于工藝值后，向爐體送電，石墨管的管狀 加熱區(qū)開始升溫，溫度到達工藝值后，由進料機構(gòu)可控、均勻地向進料管供料，物料經(jīng)進料 管進入通孔，并以自由落體方式下落，在經(jīng)過石墨管的管狀加熱區(qū)1時，瞬間被加熱到熔融 狀態(tài)并形成球狀，下落通過底座后進入中筒體冷卻區(qū)，當落到繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的錐形甩盤 上時，因自由落體產(chǎn)生的撞擊力和錐形甩盤的離心力作用，物料被甩到水冷式爐殼的水冷 式夾層筒體的內(nèi)壁上快速冷凝到工藝溫度，然后順著水冷式爐殼內(nèi)壁從底部圓錐形筒體出 料管落到爐外。物料由進料機構(gòu)控制，連續(xù)、均勻、可控地通過通孔，實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)工藝。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-進料管，2-進料機構(gòu)，3-料斗，4-玻璃蓋板，5-氣咀，6-爐咀，7-爐蓋， 8-石墨管，9-保溫層，10-管形加熱區(qū)，11-通孔，12-管形加熱區(qū)底部，13-底座，14-水冷式 爐殼，15-內(nèi)支承座，16-錐形甩盤，17-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，18-氣咀，19-出料管，a_石墨管內(nèi)的 上臺階水平面。
具體實施例方式參看上述附圖，一種立式超高溫連續(xù)球化爐，包含進料管1，進料機構(gòu)2，料斗3，爐 蓋7，石墨管8，保溫層9，底座13，水冷式爐殼14，內(nèi)支承座15，錐形甩盤16，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu) 17，出料管19 ；其特征在于所述石墨管8中心孔與底座13中心孔組成的同軸通孔11的底 部為自上而下、由小到大的同軸臺階孔或同軸喇叭形孔，同軸通孔11內(nèi)臺階的數(shù)量至少有 一個臺階，本實施例為二個臺階，上臺階的水平面a位于管狀加熱區(qū)10(附圖中石墨管8的 中部剖面線密集區(qū))內(nèi)，即上臺階的水平面a的位置高于管狀加熱區(qū)10的底平面12。所述的石墨管8與底座13也可以為整體結(jié)構(gòu)，其中心孔11內(nèi)壁上至少有一個臺 階；或至少二個底座13疊置而成的中心孔與石墨管8中心孔組成同軸臺階通孔，上臺階的 水平面a位于管狀加熱區(qū)10內(nèi)，即上臺階的水平面a的位置高于管狀加熱區(qū)10的底平面 12。
所述水冷式爐殼14由上、中、下三部分帶法蘭的筒體及爐蓋7疊置構(gòu)成。所述上筒體底部法蘭帶內(nèi)支承座15和中心孔，內(nèi)支承座15中心位置上方設(shè)有帶 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外周設(shè)置保溫層9 ；上筒體上方 設(shè)有爐蓋7，爐蓋中心位置設(shè)有一個圓柱筒體式爐咀6 ；所述底座13和石墨管8中的通孔11與上方相對應(yīng)的進料管1形成下料通道，進 料管1上方通過進料機構(gòu)2與料斗3相通；在石墨管8中設(shè)有管形加熱區(qū)10，不規(guī)則顆粒 狀物料通過該管型加熱區(qū)10 (附圖中石墨管8的中部剖面線密集區(qū))被加熱至熔融狀態(tài)并 形成球形狀顆粒；中筒體內(nèi)設(shè)有由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)17帶動的錐形甩盤16 ；錐形甩盤16在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機 構(gòu)17的驅(qū)動下繞中心垂線作圓周運動；下部筒體為帶出料管19的圓錐形筒體，在出料管19上設(shè)有向下傾斜的氣咀18 ；生產(chǎn)工藝過程將經(jīng)過篩分的粒度均勻的不規(guī)則顆粒物料裝入料斗3，分別從氣 咀5和氣咀18加入保護氣體(從氣咀18加入保護氣體的目的是防止空氣從出料管進入爐 體內(nèi))，將爐體內(nèi)的空氣排出爐外，確認爐內(nèi)氧含量低于工藝值后，向爐體送電，石墨管8的 管狀加熱區(qū)10開始升溫，溫度到達工藝值后，由進料機構(gòu)2可控、均勻地向進料管1供料， 物料經(jīng)進料管1進入通孔11，并以自由落體方式下落，在經(jīng)過石墨管8的管狀加熱區(qū)10 (附 圖中石墨管8的中部剖面線密集區(qū))時，瞬間被加熱到熔融狀態(tài)并形成球狀，下落通過底座 13后進入中筒體冷卻區(qū)，當落到繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的錐形甩盤16上時，因自由落體產(chǎn)生的撞 擊力和錐形甩盤的離心力作用，物料被甩到水冷式爐殼的水冷式夾層筒體的內(nèi)壁上快速冷 凝到工藝溫度，然后順著水冷式爐殼內(nèi)壁從底部圓錐形筒體出料管19落到爐外。物料由進 料機構(gòu)2控制，連續(xù)、均勻、可控地通過通孔11，實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)工藝。
權(quán)利要求
一種立式超高溫連續(xù)球化爐，包含進料管(1)，進料機構(gòu)(2)，料斗(3)，爐蓋(7)，石墨管(8)，保溫層(9)，底座(13)，水冷式爐殼(14)，內(nèi)支承座(15)，錐形甩盤(16)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(17)，出料管(19)；其特征在于所述石墨管(8)中心孔與底座(13)中心孔組成的同軸通孔(11)的底部為自上而下、由小到大的同軸臺階孔或同軸喇叭形孔，同軸通孔(11)內(nèi)臺階的數(shù)量至少有一個，上臺階的水平面a位于管狀加熱區(qū)(10)內(nèi)，即上臺階的水平面a的位置高于管狀加熱區(qū)(10)的底平面(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種立式超高溫連續(xù)球化爐，其特征在于所述的石墨管(8)與 底座(13)為整體結(jié)構(gòu)，其中心孔(11)內(nèi)壁上至少有一個臺階；或至少二個底座(13)疊置 而成的中心孔與石墨管(8)中心孔組成同軸臺階通孔，上臺階的水平面a位于管狀加熱區(qū) (10)內(nèi)，即上臺階的水平面a的位置高于管狀加熱區(qū)(10)的底平面(12)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種立式超高溫連續(xù)球化爐，其特征在于所述出料管(19)上設(shè) 有向下傾斜的氣咀(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立式超高溫連續(xù)球化爐，它由上、中、下三部分爐體構(gòu)成，該爐內(nèi)重疊放置的底座和石墨管中的通孔與上方相對應(yīng)的進料管形成下料通道，在石墨管中設(shè)有管形加熱區(qū)，通孔的底部為自上而下、由小到大的同軸心臺階孔，上級臺階的水平面位置在管狀加熱區(qū)內(nèi)，提高了加熱區(qū)內(nèi)下料通孔的出口溫度，防止物料通過該出口位置時因溫度過低而凝固在該位置附近而造成下料通道堵塞，確保物料流動通暢，實現(xiàn)了高效低耗生產(chǎn)。
文檔編號B22F9/10GK101912974SQ20101026474
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者言偉雄 申請人:株洲弗拉德科技有限公司