[發(fā)明專利]立式金屬粉末連續(xù)燒結(jié)爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210053505.5
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102581269A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 言偉雄
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲弗拉德科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標事務(wù)所 43105
• 代理人: 肖美哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種立式金屬粉末連續(xù)燒結(jié)爐，特別是一種在粉末冶金、硬面材料領(lǐng)域可對金屬混合料顆粒實現(xiàn)連續(xù)、快速合金化工藝的立式金屬粉末連續(xù)燒結(jié)爐。

技術(shù)背景

硬面材料在表面工程中的應(yīng)用是通過熱噴涂等熱工藝技術(shù)將其涂覆在金屬或工件表面，從而提高表面耐磨損、抗沖擊、耐高溫、耐腐蝕等性能，顯著延長工件使用壽命；也可對廢舊工件進行修復(fù)、補強，使其恢復(fù)或超過原有使用性能，從而節(jié)約大量的金屬材料和生產(chǎn)成本。因此硬面材料的廣泛應(yīng)用對促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建節(jié)約型社會具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的戰(zhàn)略意義。熱噴涂金屬粉末是一種用量最大、用途最廣的硬面材料，也是支撐我國現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代國防的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)材料之一。

用作硬面材料的熱噴涂金屬粉末絕大部分都是由兩種以上的金屬材料組成的混合料粉末或合金料粉末，按燒結(jié)溫度分為低溫型和高溫型兩大類，低溫型粉末是一種將多種金屬(或金屬+合金)粉末與成形劑一起經(jīng)混合濕磨制粒-脫脂處理-800℃以下低溫預(yù)燒結(jié)得到的混合料粉末(或復(fù)合粉)，是多種金屬(或金屬+合金)粉末混合在一起所形成的顆粒的集合(以下簡稱混合料粉末)，混合料粉末顆粒內(nèi)部的結(jié)合是一種機械結(jié)合，顆粒強度低、密實度低、松裝密度小；高溫型粉末是將低溫型混合料粉末經(jīng)高溫燒結(jié)后得到的合金化粉末，合金粉末將顆粒內(nèi)部的結(jié)合力由機械結(jié)合轉(zhuǎn)為冶金結(jié)合，提高了粉末顆粒強度、密實度和松裝密度，所以，合金化噴涂粉是一種高性能的硬面材料。

高溫燒結(jié)是生產(chǎn)合金粉的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是目前嚴重制約我國高品質(zhì)合金粉規(guī)模化生產(chǎn)的瓶頸技術(shù)。傳統(tǒng)的合金粉制備工藝是：將混合料粉末放在容器中進行長達幾小時的高溫加熱，冷卻后再經(jīng)破碎處理獲得。這種傳統(tǒng)工藝由于加熱時間過長，導(dǎo)致粉末晶粒大幅長大，而晶粒長大將直接影響噴涂層的耐磨性能；另一方面，由于粉末堆積在容器中集中加熱導(dǎo)致粉末結(jié)塊，必須進行破碎處理，而破碎又導(dǎo)致粉末粒度分布不均勻、顆粒形貌發(fā)生改變，同時產(chǎn)生大量的篩上物和篩下物導(dǎo)致產(chǎn)品實收率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述高溫燒結(jié)工藝缺陷，提供一種晶粒尺寸相對穩(wěn)定、可優(yōu)化顆粒形貌和性能、實收率和松裝密度均高、工藝流程短、生產(chǎn)成本低、適合工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的立式金屬粉末連續(xù)燒結(jié)爐。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種立式金屬粉末連續(xù)燒結(jié)爐，包括進氣管、輸料管、保溫層、下料管、爐蓋、圓形發(fā)熱管、加熱筒體、感應(yīng)加熱器、冷卻筒體，圓形發(fā)熱管置于加熱筒體中心位置，發(fā)熱管外周依次設(shè)有管式保溫層和感應(yīng)加熱器，發(fā)熱管內(nèi)圓柱區(qū)間對應(yīng)感應(yīng)加熱器高度部位為加熱區(qū)，其特征在于：

所述的下料管為帶法蘭的圓柱形夾層通水結(jié)構(gòu)的水冷式下料管，該下料管固定在爐蓋中心法蘭上，下料管的中心孔出口伸入發(fā)熱管內(nèi)并靠近加熱區(qū)位置，下料管法蘭下方的外周和底部端面被帶臺階保溫層包覆，下料管的中心孔為下料通道；

所述的帶臺階保溫層通過其臺階被支撐在圓形發(fā)熱管的上端面，帶臺階保溫層上端伸入爐蓋中心法蘭套中，下端伸入發(fā)熱管內(nèi)并靠近加熱區(qū)位置，帶臺階保溫層底部的中心孔直徑大于下料管的中心孔的出口直徑；

所述的下料管夾層內(nèi)設(shè)有冷卻水管，該冷卻水管從下料管上部一側(cè)端口伸入到靠近夾層底部位置，下料管中心孔上端設(shè)有中心觀測鏡，下料管上部一側(cè)設(shè)置輸料管，該輸料管從側(cè)面進入與下料管的中心孔相通；

所述的爐蓋上設(shè)有帶觀測鏡的觀測孔，該觀測孔起始位置是依次穿過水冷式下料管法蘭、爐蓋中心法蘭和帶臺階保溫層；

所述的下料管的中心孔出口平面位置的另一種形式，該出口平面高于或平于圓形發(fā)熱管的上端面，在該形式下，下料管夾層內(nèi)的冷卻介質(zhì)可以是水，也可以是氣。

本立式金屬粉末連續(xù)燒結(jié)爐，整體結(jié)構(gòu)為立式結(jié)構(gòu)，燒結(jié)爐包括裝有水冷式下料管的爐蓋、加熱筒體、冷卻筒體，三者自上而下同心疊置。圓形發(fā)熱管置于加熱筒體中心位置，發(fā)熱管外周依次設(shè)有保溫層和感應(yīng)加熱器，發(fā)熱管內(nèi)圓柱區(qū)間對應(yīng)感應(yīng)器高度部位為加熱區(qū)；加熱筒體上方設(shè)有爐蓋，爐蓋中心位置設(shè)有水冷式下料管；冷卻筒體為帶圓錐的通孔式圓筒體。氮氣或氬氣從進氣管進入下料管中心孔與被加熱金屬粉末混合，順序進入加熱區(qū)、冷卻區(qū)，隨同燒結(jié)好的粉末從冷卻筒體底部出料口排出爐外。