立式铸造碳化钨连续生产炉及立式铸造碳化钨生产制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种立式铸造碳化钨连续生产炉，包括进料区、加热区、冷却区，进料区设置了喂料装置。本发明专利技术还公开了一种铸造碳化钨连续制备工艺。采用本发明专利技术结构的立式铸造碳化钨连续生产炉和制备工艺，产品的碳量控制准确；下料均匀、分散，有利于物料颗粒在加热区均匀受热和吸热。实现了从前驱物（混合料）到WC.W2C共晶体自动控制连续密闭生产，提高了劳动生产率、降低了劳动强度，改善了劳动环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粉末冶金领域，尤其涉及一种铸造碳化钨连续生产炉，以及铸造碳化钨制备工艺。
技术介绍
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（中国专利技术专利申请号：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。
技术实现思路
本专利技术目的在于：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。本专利技术另一目的在于：提供一种铸造碳化钨连续制备工艺。本专利技术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和或料箱上。在前驱物从喂料装置进入下料管的过程中，开启振动装置，有利于料箱内和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，冷却部件包括设置在在加热区出口下方的离心雾化盘，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。还可以在离心雾化盘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。本专利技术还涉及一种立式铸造碳化钨制备工艺，其包括如下步骤:步骤一、制备前驱物，所述前驱物包括钨粉、碳化钨粉和或冶金炭黑，将钨粉、碳化钨粉、和或炭黑按常规工艺配制，混合均匀，制粒；原料总碳优选按3.5-4.2%比例计算配比；步骤二、喂料将前驱物加装在立式铸造碳化钨连续生产炉的喂料装置内，通过螺旋送料部件和下料管，按5-50kg/小时的速度，从炉体上部的进料区均匀送入炉体内的加热区；步骤三、碳化步骤四、冷却步骤四、破碎筛分上述制备方法中，步骤一，前驱物制粒方式可以采用以下三种方式制备：（一）机械制粒制备前驱物：（1）将混合均匀的原料与成型剂混合，然后擦筛制粒并筛分，制备得到粒度为20-400目或其中某一区间段的的前驱物。（二）雾化制粒制备前驱物：（1）将原料湿磨成混合物料浆，料浆中加入成型剂，经过喷雾干燥塔制备混合粒料，混合粒料经过筛分制备得到粒度为20-400目或其中某一区间段的的前驱物。（三）烧结破碎制备前驱物：混合均匀的原料在碳化炉中高温烧结，烧结温度1300-2200℃，保温时间2-3小时；然后破碎筛分，制成粒度为20-400目或其中某一区间段的前驱物。上述制备方法中炉体加热区采用中频感应加热方式及红外控制温度等方式。采用本专利技术的立式铸造碳化钨连续生产炉及其制备工艺，其有益效果如下：1、实现了从前驱物（混合料）到WC.W2C共晶体自动控制连续密闭生产，提高了劳动生产率、降低了劳动强度，改善了劳动环境。2、制备前驱物前驱物颗粒的碳量控制在铸造碳化钨标准碳量范围内，产品的碳量控制准确；前驱物制粒和喂料下料，有利于改善前驱物的流动性，增加下料的均匀性和分散度，有利于物料颗粒均匀受热和吸热。3、整个熔炼过程中采用惰性气体保护，提高了炉体的使用寿命。4、加热装置温度稳定、可控。5、冷却效果更佳。附图说明本专利技术将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：图1是本专利技术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。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例1如图1所示，本专利技术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，其中喂料装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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.如权利要求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.如权利要求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.如权利要求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.如权利要求1至4任一权利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.如权利要求1至4任一权利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.如权利要求1至4任一权利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。 
8.一种铸造碳化钨连续制备工艺，其特征在于，包括如下步骤： 
步骤一、制备前驱物 
前驱物原料包括钨粉和碳化钨...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉玺，颜维，谢杰，易长宾，
申请(专利权)人：自贡长城硬面材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51