[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，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。

背景技术

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（中国发明专利申请号：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。

发明内容

本发明目的在于：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。

本发明另一目的在于：提供一种铸造碳化钨连续制备工艺。

本发明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。

本发明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：