[發(fā)明專利]立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐及立式鑄造碳化鎢生產(chǎn)制備工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310368115.1
• 申請(qǐng)日: 2013-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN104418324A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉璽;顏維;謝杰;易長(zhǎng)賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 自貢長(zhǎng)城硬面材料有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/34
• 分類號(hào): C01B31/34
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 彭立瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐，以及鑄造碳化鎢制備工藝。

背景技術(shù)

鑄造碳化鎢是表面材料及表面技術(shù)的一種重要的超硬材料，通過(guò)采用熱噴涂技術(shù)、堆（噴）焊技術(shù)、熔滲技術(shù)等與基體材料結(jié)合，滿足耐磨耐腐蝕等功能要求，延長(zhǎng)設(shè)備及工件的使用壽命。它由WC和W2C共晶體組成，具有高熔點(diǎn)（約2525℃）、高硬度（93-93.7HRA，最硬組分的顯微硬度達(dá)2500-3000kg/cm2）和優(yōu)異的耐磨性能等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外鑄造碳化鎢的制備技術(shù)及工藝，總的工藝路線不外乎兩類，傳統(tǒng)臥式熔煉破碎工藝和立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐。

現(xiàn)有的公開的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐（中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?01110005040.1，中國(guó)實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)枺?01120007460.9）），該爐體為立式結(jié)構(gòu)，分為進(jìn)料、加熱、冷卻三部份；連續(xù)熔煉爐實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，但是現(xiàn)有的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐，其存在以下的不足：

1、立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐上部的下料裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下料，且下料時(shí)物料時(shí)多時(shí)少，導(dǎo)致物料進(jìn)入加熱區(qū)后受熱不均勻，容易產(chǎn)生過(guò)共晶和亞共晶物；其次物料進(jìn)入發(fā)熱管內(nèi)的低溫段（<2500℃）時(shí)容易粘附在發(fā)熱管壁上，當(dāng)物料積壓過(guò)多，設(shè)備不能及時(shí)滿足固態(tài)原料熔化要求，容易造成設(shè)備爐管堵塞，引起停爐的嚴(yán)重后果。

2、熔煉爐在高溫熔煉時(shí)，溫度常高達(dá)2000-3000攝氏度，容易造成石墨發(fā)熱管和產(chǎn)品的氧化。

3、熔煉爐的冷卻裝置的冷卻速度也有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐。

本發(fā)明另一目的在于：提供一種鑄造碳化鎢連續(xù)制備工藝。

本發(fā)明采用的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐從上至下依次包括進(jìn)料區(qū)、加熱區(qū)、冷卻區(qū)，進(jìn)料區(qū)包括進(jìn)料管和喂料裝置，喂料裝置包括料箱，料箱內(nèi)設(shè)置螺旋送料部件，料箱底部的下料口與下料管相接。

采用上述結(jié)構(gòu)的立式鑄造碳化鎢連續(xù)熔煉爐，將物料（前驅(qū)物）加入螺旋喂料裝置的料箱內(nèi)，物料在螺旋部件的擠壓下，連續(xù)、自動(dòng)、均勻的進(jìn)入下料管內(nèi)，且不會(huì)粘附在加熱管的低溫段的加熱管壁上，造成下料不暢。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述進(jìn)料管底端設(shè)置有孔板。孔板的大小和數(shù)量?jī)?yōu)選為孔徑為1-10mm，孔洞數(shù)量為每平方厘米1-20個(gè)孔。前驅(qū)物通過(guò)孔板進(jìn)入下料管內(nèi)，可以控制物料的分散度，確保物料更加均勻、分散的進(jìn)入加熱管內(nèi)，保證每一顆粒均勻受熱，防止過(guò)共晶和亞共晶的產(chǎn)生。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述喂料裝置還包括進(jìn)料漏斗，所述進(jìn)料漏斗下部與料箱相接。制備好的前驅(qū)物通過(guò)進(jìn)料漏斗倒入料箱，避免拋灑。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述進(jìn)料區(qū)還包括振動(dòng)裝置，所述振動(dòng)裝置設(shè)置在進(jìn)料管和或料箱上。在前驅(qū)物從喂料裝置進(jìn)入下料管的過(guò)程中，開啟振動(dòng)裝置，有利于料箱內(nèi)和或下料管內(nèi)的物料分散，均勻的進(jìn)入加熱區(qū)。振動(dòng)裝置可以優(yōu)選為電磁振動(dòng)發(fā)生器，或偏振裝置等。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述加熱區(qū)與冷卻區(qū)充填有保護(hù)氣體如惰性氣體或氮?dú)狻？梢苑乐故l(fā)熱管和產(chǎn)品的氧化。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，冷卻部件包括設(shè)置在在加熱區(qū)出口下方的離心霧化盤，離心霧化盤表面為石墨件，熔液流到離心霧化盤表面，在500-10000rpm的離心轉(zhuǎn)速下，熔液霧化成細(xì)少顆粒，并快速冷卻，結(jié)晶出成WC.W₂C共晶體。離心霧化具有冷卻效果好，冷卻效率高的特點(diǎn)。還可以在離心霧化盤下方設(shè)置冷卻水裝置，晶體冷卻速度更快。提高冷卻速度，可以制備出高樹枝狀超高硬度的碳化鎢。

本發(fā)明還涉及一種立式鑄造碳化鎢制備工藝，其包括如下步驟:

步驟一、制備前驅(qū)物，所述前驅(qū)物包括鎢粉、碳化鎢粉和或冶金炭黑，將鎢粉、碳化鎢粉、和或炭黑按常規(guī)工藝配制，混合均勻，制粒；原料總碳優(yōu)選按3.5-4.2%比例計(jì)算配比；

步驟二、喂料

將前驅(qū)物加裝在立式鑄造碳化鎢連續(xù)生產(chǎn)爐的喂料裝置內(nèi)，通過(guò)螺旋送料部件和下料管，按5-50kg/小時(shí)的速度，從爐體上部的進(jìn)料區(qū)均勻送入爐體內(nèi)的加熱區(qū)；

步驟三、碳化

步驟四、冷卻

步驟四、破碎篩分

上述制備方法中，步驟一，前驅(qū)物制粒方式可以采用以下三種方式制備：

（一）機(jī)械制粒制備前驅(qū)物：

（1）將混合均勻的原料與成型劑混合，然后擦篩制粒并篩分，制備得到粒度為20-400目或其中某一區(qū)間段的的前驅(qū)物。

（二）霧化制粒制備前驅(qū)物：