專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鎢粉碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鎢粉碳化爐，尤其是碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
碳化鎢是生產(chǎn)硬質(zhì)合金的重要原料，一般是用炭黑在高溫下將鎢粉碳化而制得。 鎢粉的碳化一般在管式爐內(nèi)進(jìn)行，碳化溫度一般為1300°C -1600°C，碳化溫度直接影響著碳化程度、碳化鎢含炭量及碳化鎢的粒度等。因此，高溫?zé)嵩吹墨@得方式是影響碳化爐的使用性能的技術(shù)關(guān)鍵，而作為爐膛的高溫耐火材料的選擇對(duì)爐體的使用壽命則至關(guān)重要。目前被普遍采用的鎢粉碳化設(shè)備是石墨碳管爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括石墨管1、炭黑2、石墨套3、導(dǎo)電銅套4、輻射高溫計(jì)5、推舟裝置6、壓縮空氣入口 7、冷卻水入口 8、冷卻水出口 9等。在石墨碳管爐中，石墨管1既是發(fā)熱體，又是爐膛。通常由輸入電壓220V、輸出電壓為10-20V的變壓器供電，功率為50kW左右，爐子最高溫度可達(dá)2500°C。 進(jìn)行碳化操作時(shí)，先將鎢粉與炭黑在混料機(jī)中充分混勻，然后裝于石墨舟皿中推入石墨管1 內(nèi)，在指定的溫度下碳化完全后將石墨舟皿推出。該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，升溫快，工作溫度高。但缺點(diǎn)是石墨爐管容易氧化，壽命短，經(jīng)常需要維修；爐內(nèi)物料受熱均勻程度差，導(dǎo)致碳化程度不均勻。同時(shí)考慮到爐體強(qiáng)度，石墨管1的直徑不能做得過(guò)大，因此不利于設(shè)備進(jìn)一步大型化。近年來(lái)，鎢粉碳化工藝不斷得到發(fā)展，一些硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家已開(kāi)始采用比較先進(jìn)的中頻感應(yīng)爐進(jìn)行碳化鎢的生產(chǎn)。中頻感應(yīng)爐由坩堝(即爐膛)、感應(yīng)器、冷卻系統(tǒng)、隔熱層等組成。其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括裝料蓋11、水冷感應(yīng)線圈12、爐殼13、耐火材料14、耐火管15、石墨發(fā)熱體16、支座17、冷卻水腔18等。其工作原理是，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)線圈中通入交變電流時(shí)，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使導(dǎo)體(石墨坩堝)內(nèi)產(chǎn)生渦流而發(fā)熱，從而加熱物料。其頻率一般為4000Hz，爐溫可達(dá)，爐膛可安放三個(gè)尺寸為 Φ750mmX600mm的大型石墨舟皿，每爐裝料量可達(dá)200kg以上。該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是物料受熱均勻，爐子升溫快，冷卻快，不需經(jīng)常維修，工作條件好。但其缺點(diǎn)是功耗大，并且只能間歇工作。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述弊端，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種鎢粉碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)，具有物料加熱均勻、工作能耗低、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種鎢粉碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)，包括爐體外殼，其特征在于，所述爐體的主體由剛玉爐管或氧化鎂爐管構(gòu)成，爐管周?chē)O(shè)置氧化鎂耐火磚構(gòu)成的保溫層， 保溫層外圍分布若干微波磁控管。傳統(tǒng)加熱方式是根據(jù)傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的原理使熱量從外部傳到物料內(nèi)部，物料中不可避免低存在溫度梯度，故物料內(nèi)部受熱不均勻，致使物料出現(xiàn)局部過(guò)熱等現(xiàn)象。而微波加熱于傳統(tǒng)加熱方式不同，微波是一種振動(dòng)頻率可高達(dá)24. 5億次的高頻電磁波，當(dāng)微波作用于能夠吸收微波的物體上時(shí)，物體內(nèi)部的偶極分子會(huì)在微波場(chǎng)的作用下做高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生內(nèi)摩擦熱而使被加熱物料溫度升高，而不需任何熱傳導(dǎo)過(guò)程，就能使物料內(nèi)外不同時(shí)加熱同時(shí)升溫，加熱速度快且均勻，僅需傳統(tǒng)加熱方式的耗能量的幾分之一。而對(duì)于不能吸收微波的物料則不會(huì)因?yàn)槲⒉ǖ淖饔枚l(fā)熱。因此微波加熱具有如下特點(diǎn)加熱均勻且速度快，能實(shí)現(xiàn)僅對(duì)吸波物料的選擇性加熱、加熱控制及時(shí)、耗能量少。、本實(shí)用新型的有益效果在于，采用微波加熱取代石墨碳管通電加熱的傳統(tǒng)方式， 即在爐管周?chē)惭b一定量的用于產(chǎn)生微波的磁控管，以將微波作用于爐管內(nèi)的物料，使之均勻發(fā)熱。從而克服了石墨碳管爐內(nèi)物料受熱不均的缺點(diǎn)。同時(shí)，由于不需要將爐管同時(shí)用作發(fā)熱體，所以爐管也不必再選用易被氧化的石墨碳管，本發(fā)明中選用能耐高溫耐氧化且對(duì)微波吸收能力差的剛玉爐管或氧化鎂爐管，而爐體的保溫層亦采用吸波能力差的氧化鎂耐火磚，從而使微波最大程度地作用于需要加熱的物料，這樣既能保證最大的加熱效率， 又能提高爐管的使用壽命。采用微波加熱后，相比于傳統(tǒng)的石墨爐管通電后發(fā)熱的加熱方式，其能耗可以減少50%以上，碳化鎢質(zhì)量更有保障。由于沿用了石墨碳管爐的爐體形式和操作方式，因而仍可像操作石墨碳管爐一樣進(jìn)行連續(xù)的碳化作業(yè)。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的微波加熱鎢粉碳化爐沿用了石墨碳管爐的連續(xù)推舟的操作方式，又通過(guò)引入微波加熱方式改善了物料的受熱均勻性，改用了更加耐氧化且機(jī)械強(qiáng)度高的剛玉爐管，延長(zhǎng)了爐管的使用壽命，減少了設(shè)備的維修次數(shù)，降低了加熱的能耗。下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為現(xiàn)有石墨碳管爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有中頻感應(yīng)碳化爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型微波加熱碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖3，反映本實(shí)用新型的一種具體結(jié)構(gòu)，所述鎢粉碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)，包括爐體外殼21，所述爐體的主體由剛玉爐管M構(gòu)成，剛玉爐管M周?chē)O(shè)置氧化鎂耐火磚構(gòu)成的保溫層23，保溫層23外圍均勻分布若干微波磁控管22。利用本實(shí)用新型提供的微波加熱碳化爐爐體對(duì)鎢粉進(jìn)行碳化的具體過(guò)程如下將鎢粉和炭黑在混料機(jī)中充分混勻，然后將其裝于數(shù)個(gè)石墨舟皿或剛玉舟皿中，將舟皿推入爐管。打開(kāi)微波加熱電源，對(duì)爐管內(nèi)的物料進(jìn)行加熱，待爐溫達(dá)到預(yù)定的溫度后，開(kāi)始按一定的速度推動(dòng)舟皿，以控制適當(dāng)?shù)募訜岷吞蓟瘯r(shí)間。碳化鎢碳化完全后，舟皿從爐管的另一端推出，待冷卻后即可卸料。
權(quán)利要求1.一種鎢粉碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)，包括爐體外殼，其特征在于，所述爐體的主體由剛玉爐管或氧化鎂爐管構(gòu)成，爐管周?chē)O(shè)置氧化鎂耐火磚構(gòu)成的保溫層，保溫層外圍分布若干微波磁控管。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鎢粉碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微波磁控管在所述保溫層外圍均勻分布。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鎢粉碳化爐的爐體結(jié)構(gòu)，包括爐體外殼，其特征在于，所述爐體的主體由剛玉爐管或氧化鎂爐管構(gòu)成，爐管周?chē)O(shè)置氧化鎂耐火磚構(gòu)成的保溫層，保溫層外圍分布若干微波磁控管。本實(shí)用新型的有益效果在于，采用微波加熱取代石墨碳管通電加熱的傳統(tǒng)方式，即在爐管周?chē)惭b一定量的用于產(chǎn)生微波的磁控管，以將微波作用于爐管內(nèi)的物料，使之均勻發(fā)熱。從而克服了石墨碳管爐內(nèi)物料受熱不均的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B31/34GK201942521SQ20102066898
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者付海能, 劉威, 劉文賦, 張愛(ài)麗, 張雪云, 霍廣生 申請(qǐng)人:瀏陽(yáng)市鑫利粉末冶金有限公司