一種壓力燒結(jié)爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種硬質(zhì)合金壓力燒結(jié)爐，具體是一種具有快速冷卻功能的壓力燒結(jié)爐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，硬質(zhì)合金的燒結(jié)普遍采用壓力燒結(jié)爐，通過燒結(jié)熱等靜壓消除合金微觀孔隙，提高產(chǎn)品硬度、密度及抗彎強度，提升合金產(chǎn)品質(zhì)量。6MPa壓力燒結(jié)爐和1.6MPa壓力爐，主要用于燒結(jié)爐不同牌號和不同尺寸的硬質(zhì)合金產(chǎn)品，對于大尺寸產(chǎn)品(如硬質(zhì)合金輥環(huán))以及低鈷牌號產(chǎn)品(Co含量8%以下)主要使用6MPa壓力爐燒結(jié)。而對于小尺寸產(chǎn)品(如硬質(zhì)合金刀片)以及高鈷牌號產(chǎn)品(Co含量8%以上)主要采用1.6MPa壓力爐燒結(jié)。針對小產(chǎn)品和高鈷牌號產(chǎn)品6MPa和1.6MPa壓力燒結(jié)爐對小產(chǎn)品燒結(jié)后的硬度、密度和抗彎強度等性能指標完全一致。但1.6MPa壓力燒結(jié)爐投入成本小，其成本只有6MPa壓力爐成本的50%，同時高溫高壓時的用氣量1.6MPa壓力爐只有6MPa壓力爐用量的20%，而且在較小的壓力情況下燒結(jié)，加熱功率節(jié)省20%。
[0003]現(xiàn)有的200型6MPa壓力爐滿載情況下從1450°(:冷卻至801€以下只需要5.5小時，而現(xiàn)有的200型1.6MPa壓力燒結(jié)爐滿載情況下從1450°C冷卻至80°C以下則需要10小時。由于1.6MPa壓力燒結(jié)爐不帶快速冷卻功能，存在產(chǎn)品冷卻時間長的不足，影響了該設(shè)備的推廣。
[0004]如圖3所示，現(xiàn)有的1.6MPa壓力燒結(jié)爐保溫門5和料盒門6由同一氣缸驅(qū)動，保溫門5和料盒門6均安裝在同一氣缸上，料盒門6采用金屬彈簧預緊，如果在1350°C左右開啟保溫門5和料盒門6，則彈簧會很快收縮變形失效?，F(xiàn)有1.6MPa壓力燒結(jié)爐沒有快冷功能，只是在900°C以下打開保溫門5和料盒門6，讓料盒20及保溫筒19內(nèi)外冷熱氣體自然對流和熱交換來緩慢冷卻，在燒結(jié)和加壓過程中保溫門5和料盒門6 —直處于關(guān)閉狀態(tài)，在冷卻時爐內(nèi)溫度冷卻至900°C以下時打開保溫門5和料盒門6，讓保溫筒19外部溫度更低的冷氣體進入料盒20與高溫產(chǎn)品區(qū)8內(nèi)的熱氣體進行自然熱交換冷卻，使產(chǎn)品溫度緩慢降溫，直到冷卻結(jié)束(爐內(nèi)溫度80°C以下)，冷卻時間很長。以普通200型1.6MPa壓力爐為例，滿載產(chǎn)品(150KG)從燒結(jié)溫度1450°C開始冷卻，800°C以下打開料盒20，冷卻至開爐門溫度80°C大概需要10小時。而普通硬質(zhì)合金刀片的脫蠟及燒結(jié)工藝時間大概為12小時來計算，整個冷卻的時間與工藝運行時間的比例為5:6，造成運行時間長，設(shè)備產(chǎn)出率低，運行效率低下。
[0005]為改變原有普通1.6MPa壓力燒結(jié)爐產(chǎn)品冷卻時間長的問題，需要徹底改變原有爐體結(jié)構(gòu)以及爐內(nèi)部件?，F(xiàn)有爐體冷卻方式過于簡單，僅僅只是通過將爐門打開后讓爐子內(nèi)外冷熱氣體自然緩慢對流熱交換來實現(xiàn)冷卻，冷卻效率低，因此需要設(shè)計一種具有冷卻功能的壓力燒結(jié)爐，以實現(xiàn)產(chǎn)品快速冷卻、提高生產(chǎn)效率的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于:提供一種冷卻效果好、能提高生產(chǎn)效率和設(shè)備運行效率的壓力燒結(jié)爐。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:包括由爐門抱箍鎖緊的爐門、爐體；設(shè)置在爐體內(nèi)的保溫門、料盒門、保溫筒和高溫產(chǎn)品區(qū)；高溫產(chǎn)品區(qū)內(nèi)設(shè)有料盒，爐體內(nèi)還設(shè)有風機、換熱器、氣體導流罩、氣流導流板、冷卻水進出管、爐殼水夾套、保溫門氣缸和料盒門氣缸；風機和換熱器安裝在爐門上；換熱器與冷卻水進出水管相連；氣體導流罩安裝在保溫門上與保溫筒貼合；氣流導流板均布在爐殼內(nèi)壁四周；冷卻水進出管與爐殼水夾套相通；爐殼水夾套位于爐殼與爐體內(nèi)壁之間；碳氈門和料盒門采用雙氣缸獨立開關(guān)結(jié)構(gòu)，保溫門氣缸和料盒門氣缸安裝在爐門上分別與保溫門和料盒門相連。
[0008]本實用新型的保溫門和料盒門采用獨立雙氣缸驅(qū)動結(jié)構(gòu)，即保溫門和料盒門分別用獨立的氣缸實現(xiàn)驅(qū)動，料盒門不需要彈簧實現(xiàn)預緊，避免了彈簧在高溫影響下變形失效影響設(shè)備穩(wěn)定性，并能夠在更高的冷卻溫度(1350°C)開啟保溫門和料盒門，實現(xiàn)快冷功能。為將風機導出的熱氣體迅速冷卻，在位于風機葉片的四周即風機的氣體導出口設(shè)有換熱器。氣體導流罩將保溫筒內(nèi)的熱氣體封閉，構(gòu)成完整的封閉冷卻循環(huán)路徑，絕大部分熱氣體經(jīng)導流罩從保溫筒內(nèi)進入換熱器和風機，保證了熱氣體循環(huán)效率，避免了熱氣體出現(xiàn)短路循環(huán)，讓經(jīng)過充分冷卻的氣體循環(huán)回到高溫產(chǎn)品區(qū)，快速冷卻高溫產(chǎn)品，提高冷卻效果。經(jīng)過爐壁的氣體在氣體導流板的阻擋下充分與爐殼內(nèi)壁接觸進行熱交換，確保經(jīng)風機擴散至爐壁的氣體在爐體內(nèi)壁進行充分熱交換，將熱氣體進行冷卻，而爐殼內(nèi)壁設(shè)有水夾套，而爐殼水夾套是爐內(nèi)最大面積的換熱器，冷卻水進出管與爐殼水夾套相通，使氣體更加快速冷卻。
[0009]進一步的改進是:所述的爐門為帶圓弧封頭的前爐門和后爐門。將原有平爐門結(jié)構(gòu)改為帶圓弧封頭的爐門，能方便安裝大功率風機、換熱器和氣體導流罩。
[0010]進一步的改進是:所述的風機為大功率水冷式風機。采用大功率水冷式風機能快速將保溫筒內(nèi)熱氣體抽吸到風機葉片，然后經(jīng)過換熱器換熱后在圓弧形爐門導向下沿爐體內(nèi)壁在氣流導流板的作用下吹掃后內(nèi)爐壁，再到后爐門，在后導流罩的引導下重新回吸進高溫產(chǎn)品區(qū)。
[0011]進一步的改進是:所述的冷卻水進出管有10根，安裝在爐體上部和下部與爐殼水夾套相通，分別用于爐門冷卻、爐體冷卻和換熱器冷卻的通水。
[0012]進一步的改進是:所述的換熱器分別為前換熱器和后換熱器，由耐高溫大口徑水冷銅管構(gòu)成。采用耐高溫大口徑水冷銅管換熱器能在將高溫產(chǎn)品區(qū)熱氣體吸出來的同時將熱氣經(jīng)銅盤管吹出去，使風機導出的熱氣體迅速冷卻，后換熱器銅管內(nèi)通冷卻水，以實現(xiàn)進一步將冷卻后的氣體降溫。
[0013]更進一步的改進是:所述的換熱器為直徑Φ30πιπι的銅盤管，且銅盤管上焊有銅翅片。在銅盤管上焊接銅翅片，能夠增大換熱面積，讓熱氣體經(jīng)過換熱器時與銅管和銅翅片充分接觸進行熱交換，對氣體進行快速冷卻。
[0014]進一步的改進是:所述的保溫門固定在碳氈架上；料盒門固定在支撐桿上。碳氈架通過保溫門氣缸驅(qū)動保溫門的開啟與關(guān)閉；支撐桿通過料盒門氣缸驅(qū)動料盒門的開啟與關(guān)閉。
[0015]更進一步的改進是:所述的碳氈架和支撐桿的由耐高溫材料Cr25Ni20不銹鋼制成。以避免碳氈架和支撐桿在高溫下變形影響保溫門和料盒門的關(guān)閉穩(wěn)定性，確保碳氈架和支撐桿在高溫開啟保溫門和料盒門的情況下不變形。
[0016]本實用新型的工作原理:
[0017]首先，設(shè)備進入冷卻控制系統(tǒng)，自動檢測爐內(nèi)溫度低于1350°C以下，且在所有與快冷相關(guān)的冷卻水流量正常情況下，系統(tǒng)自動開啟保溫門和料盒門，然后根據(jù)爐內(nèi)溫度自動選擇轉(zhuǎn)速情況下開啟風機，將高溫產(chǎn)品區(qū)內(nèi)的熱氣快速經(jīng)前導流罩導入風機的葉片，再經(jīng)過風機葉片將高溫熱氣導入四周布滿大口徑水冷銅管的前換熱器，進行第一次換熱；經(jīng)過第一次換熱的氣體經(jīng)圓弧形爐門沿著爐壁，在氣流導流板的阻擋下帶有水冷夾套的爐內(nèi)最大換熱器大面積接觸，進行第二次換熱；經(jīng)過第二次換熱的氣體經(jīng)后爐門在后換熱器進行第三次換熱冷卻后，在后導流罩的作用下將經(jīng)過三次換熱后的冷卻氣體經(jīng)后導流罩循環(huán)到爐內(nèi)高溫產(chǎn)品區(qū)，如此完成冷熱氣體循環(huán)和熱交換，將爐內(nèi)高溫產(chǎn)品區(qū)內(nèi)的產(chǎn)品快速冷卻，
[0018]本實用新型的效果在于:縮短了產(chǎn)品冷卻時間、提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品燒結(jié)質(zhì)量，解決了目前1.6MPa壓力燒結(jié)爐冷卻時間長，生產(chǎn)效率低的問題。本實用新型使用穩(wěn)定可靠，特別適用于燒結(jié)小尺寸硬質(zhì)合金產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實用新型保溫門和料盒門雙氣缸結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖3是現(xiàn)有1.6MPa壓力燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、風機；2、前爐門；3、前換熱器；4、前導流罩；5、保溫門；6、料盒門；7、氣流導流板；8、尚溫廣品區(qū)；9、后導流罩；10、后換熱器；11、后爐門；12、冷卻水進出管；1