[发明专利]细晶铸造碳化钨连续生产炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种细晶铸造碳化钨连续生产炉，特别是一种在硬质合金行业可实现连续制备细晶组织结构铸造碳化钨工艺的细晶铸造碳化钨连续生产炉。

技术背景

目前，在硬质合金行业，生产铸造碳化钨一般都采用卧式碳管炉，将钨粉和碳化钨粉混合料装在舟皿中，采用每次加热一个舟的方式，将舟皿置于卧式碳管炉中，混合料被加热到液体状态后形成铸造碳化钨溶液，然后将舟皿推出炉外，由操作者在大气环境下把2800度左右的高温铸造碳化钨溶液一次性浇注到冷却容器中，冷却后得到铸造碳化钨产品，实践证明，这种一次性浇注方式使溶液在冷却容器中形成体积较大的块状物，导致铸造碳化钨溶液冷却速度慢，冷却后得到的铸造碳化钨产品晶相为粗树枝状晶粒结构(即“粗晶铸造碳化钨”)，而不是细晶粒结构状的细晶铸造碳化钨，不适合做高端硬面喷涂材料。另外，这种间歇加热、炉外浇注方式还存在劳动条件差、物料氧化严重等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种冷却速度快、劳动条件好、物料氧化程度小、能耗低、产量高、可实现连续生产作业的细晶铸造碳化钨连续生产炉。

本发明的技术方案：一种细晶铸造碳化钨连续生产炉，包括进料装置、上炉体、锥型甩盘、下炉体、出料管、进气嘴和观察管，特征是上炉体垂直加热通道内设有底部带中心小孔的圆形石墨坩埚；下炉体内设有一个用于增加线速度的绕轴线作圆周运动的偏心锥形甩盘，即偏心锥形甩盘设置在炉体垂直加热通道下方，该甩盘的轴线与石墨坩埚的中心轴线之间有一定的水平距离且相互平行，两轴线设置一定距离使甩盘偏心，其目的是通过增加下落液体与甩盘接触点处的旋转速度，使下落液体在碰击甩盘时获得足够的动能，增加线速度，便于下落液体的破碎和分散。

下炉体外壳为夹层水冷结构，下炉体上部为圆柱形筒体，底部为圆锥形筒体，筒体侧壁设有带进气嘴的观察管，圆锥形筒体底部中心位置设有通往炉外的出料管。

本连续生产炉至上而下分为进料装置、上炉体、下炉体三部分。整体结构为立式结构，生产工作制为连续工作方式。其进料装置负责连续、均匀、可控地向上炉体中的石墨坩埚提供炉料；上炉体负责将置于高温区石墨坩埚中的炉料加热到液态，使其形成具有WC+W2C共晶结构的铸造碳化钨溶液，溶液从石墨坩埚底部漏孔连续不断地下落到冷却部分；下炉体负责将上炉体落下来的溶液快速冷却至工艺温度并送出炉外。下炉体内设有一个绕轴线作圆周运动的锥形甩盘；该轴线与石墨坩埚中心轴线平行并保持一个合适的水平距离；锥形甩盘设在石墨坩埚垂直加热通道下方并靠近石墨坩埚安装，锥形甩盘的转速可调；

本连续生产炉的生产工艺过程：钨粉和碳化钨粉混合炉料经下料机构连续、均匀地下落到坩埚中，在坩埚中按先后顺序被加热到液态，形成具有WC+W₂C共晶结构的铸造碳化钨溶液，溶液从坩埚底部小孔中流出并以自由落体形式下落到下炉体中的绕轴线高速旋转的锥形甩盘上，通过锥形甩盘的离心力作用，溶液被破碎成细小颗粒并被甩到下炉体水冷式夹层筒体的内壁上，然后顺着筒体内壁从底部圆锥形筒体出料管落到炉外，从而实现了高温溶液的快速冷却，获得晶粒细小的细晶铸造碳化钨产品，上述连续进料、溶化、冷却过程实现了连续生产工艺。

本发明的关键技术是：一种对从石墨坩埚(即熔炼干锅)下落的高温液体的冷却方式；其创新点是：在石墨坩埚下方设置一个靠近石墨坩埚、绕轴线作高速圆周运动、该轴线与石墨坩埚中心垂线平行并保持一个合适的水平距离的锥形甩盘。通过锥形甩盘的离心力作用将溶液破碎成细小颗粒并甩到水冷式夹层筒体的内壁上，从而实现了高温溶液的快速冷却，获得晶粒细小的细晶铸造碳化钨产品；本生产炉冷却速度快、物料氧化程度小、能耗低、产量高、可实现连续生产作业。

附图说明

附图为本发明的结构示意图；

图中：1-上炉体，2-铸造碳化钨溶液，3-石墨坩埚，4-锥型甩盘，5-下炉体，6-出料管，7-进气嘴，8-观察管，31-中心垂线，41-轴线。

具体实施方式：

参看上述附图，一种细晶铸造碳化钨连续生产炉，包括进料装置、上炉体1、锥型甩盘4、下炉体5、出料管6、进气嘴7、观察管8；该上炉体1垂直加热通道内设有底部带中心小孔的圆形石墨坩埚3；下炉体5内设有一个用于增加线速度的绕轴线41作圆周运动的偏心锥形甩盘4，即偏心锥形甩盘4设置在炉体1垂直加热通道下方，该甩盘4的轴线41与石墨坩埚3的中心轴线31之间有一定的水平距离且相互平行。偏心锥形甩盘4设在石墨坩埚3垂直通道下方并靠近石墨坩埚3安装，锥形甩盘4的转速可调；