阅读说明：本技术 一种方形钨钼感应烧结炉 (Square tungsten molybdenum induction sintering furnace ) 是由 邢朋娟 严磊 惠圆圆 刘艳 但振坤 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种方形钨钼感应烧结炉,包括发热体、耐火装置、感应线圈、炉体、升降系统和料车；所述的发热体、耐火装置和感应线圈均设在炉体内底部中央,所述的耐火装置位于发热体外,感应线圈设在耐火装置外；所述的料车设在升降系统下端的升降平台上,且料车位于炉体下方；所述的升降系统顶端位于炉体中下部的一侧。本发明中发热体、耐火装置、感应线圈均采用长方形结构,这种结构可以使被烧结的钨钼板坯制品水平放置在放料底托上,最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形,大幅度减少钨钼制品的校直校平工序,降低生产成本,同时避免校型过程中的加热及压力加工对制品质量的影响。(The invention provides a square tungsten-molybdenum induction sintering furnace, which comprises a heating body, a refractory device, an induction coil, a furnace body, a lifting system and a skip car, wherein the heating body is arranged on the furnace body; the heating body, the fire-resistant device and the induction coil are all arranged in the center of the bottom in the furnace body, the fire-resistant device is positioned outside the heating body, and the induction coil is arranged outside the fire-resistant device; the skip car is arranged on a lifting platform at the lower end of the lifting system, and the skip car is positioned below the furnace body; the top end of the lifting system is positioned at one side of the middle lower part of the furnace body. The heating body, the refractory device and the induction coil all adopt rectangular structures, and the structure can enable the sintered tungsten-molybdenum plate blank product to be horizontally placed on the discharging bottom support, so that the bending deformation of the sintered material is improved to the maximum extent, the straightening and leveling procedures of the tungsten-molybdenum product are greatly reduced, the production cost is reduced, and the influence of heating and pressure processing in the shaping process on the product quality is avoided.)

一种方形钨钼感应烧结炉

技术领域

本发明属于钨钼加工设备领域，尤其涉及一种方形钨钼感应烧结炉。

背景技术

中频感应烧结炉是钨、钼等特种金属加工行业广泛使用的重要设备。感应加热是电加热的良好形式之一，它是利用法拉第电磁感应原理将电能转变为热能，使三相电源通过中频感应电源变为中频交变电流，而当交变电流通过感应线圈后，就会产生交变感应磁场，也就是说会产生大小和方向都随时间改变的交变磁通Φ。当把一块导电金属（即钨、钼工件）放在感应线圈内时，根据法拉第电磁感应定律，金属内部就会产生相应的感应电动势，由于金属是导体也就会因为感应电动势的存在产生感应电流，这个感应电流就叫做涡流，又根据焦耳--楞次定律，涡流在具有一定电阻的金属内部流动的时候就会产生一定的热量，从而使该金属被加热。

目前常规使用的钨钼烧结炉炉膛均为圆形，在板坯烧结时，空间利用率低，能耗大,效率低,无法满足板坯的大量烧结。而且在烧结过程中，由于装料的不充分，板坯在烧结过程中易产生变形，不便于后续的加工制造，为了节约成本，变形的板坯需要进行加热校型，既增加了生产成本又因校型过程中的加热及压力加工对制品的质量有影响。

发明内容

为了克服现有板坯烧结时，空间利用率低、能耗大、效率低，成本高、板坯在烧结过程中易产生变形的问题，本发明提供一种方形钨钼感应烧结炉，本发明中发热体、耐火装置、感应线圈均采用长方形结构，这种结构可以使被烧结的钨钼板坯制品水平放置在放料底托上，最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工序，降低生产成本，同时避免校型过程中的加热及压力加工对制品质量的影响。

本发明采用的技术方案为：

一种方形钨钼感应烧结炉，包括发热体、耐火装置、感应线圈、炉体、升降系统和料车；所述的发热体、耐火装置和感应线圈均设在炉体内底部中央，所述的耐火装置位于发热体外，感应线圈设在耐火装置外；所述的料车设在升降系统下端的升降平台上，且料车位于炉体下方；所述的升降系统顶端位于炉体中下部的一侧。

所述的炉体为圆柱状炉体。

所述的发热体材料选用钨制品，发热体由短钨条、止口和长钨条组成；所述的短钨条与长钨条通过止口连接，短钨条与长钨条拼接组成一层方形状钨条，方形状钨条的四个角为发热体拐角，每层拼接好的钨条逐层叠加构成发热体，叠加时长钨条和短钨条的接缝互相错开；发热体与耐火材料之间留有5-25mm的间隙。

所述的感应线圈至少由铜管、胶木立柱、引出电极和电极法兰组成，所述的铜管缠绕成线圈状，胶木立柱均匀分布在缠绕成线圈状的铜管外表面并将铜管固定；所述的铜管与电极法兰之间通过引出电极连接；感应线圈与耐火装置之间留有5-30mm的膨胀缝。

所述的升降系统至少包括一个电机和四根滚珠丝杠，电机与四根滚珠丝杠分别通过减速机连接，四根滚珠丝杠底端设有升降平台，所述的电机设在四根滚珠丝杠的顶端。

所述的耐火装置至少包括耐火材料制成的炉芯和炉衬，所述的炉芯位于炉衬内部中间；所述的炉衬包括内衬、中衬、底托和外衬，其中中衬套设于内衬外周，其中外衬套设于中衬外周，所述内衬、中衬和外衬的横截面均为方形，其中内衬和中衬之间设有第一膨胀缝，其中中衬和外衬之间设有第二膨胀缝，其中第一膨胀缝和第二膨胀缝的范围均为5~30mm，所述内衬、中衬和外衬均设置于底托上；所述的炉芯包括外层炉芯和内层炉芯，其中内层炉芯填充于外层炉芯内部，所述内层炉芯中心位置设有上下贯通的通气孔，其中外层炉芯和内层炉芯的横截面均为方形，所述外层炉芯和内层炉芯之间设有膨胀缝，其中膨胀缝的范围为0.2~5mm。

所述外层炉芯由外层顶层砖、外层上层砖、外层中层砖和外层底层砖垒制而成，其中多层外层中层砖垒制于外层底层砖上端面，其中外层上层砖垒制于多层外层中层砖最上端，其中外层顶层砖垒制于外层上层砖上端面；所述内层炉芯由芯砖垒制而成，其中芯砖为正方体或长方体结构，其中芯砖平铺垒制于外层炉芯内侧，其中相邻两个芯砖之间膨胀缝的范围为0.2~5mm。

所述内衬、中衬和外衬均由型砖垒制而成，其中内衬的型砖由重质氧化锆制成，其中重质氧化锆制成的型砖起到耐高温隔热的作用，所述中衬的型砖由氧化锆空心球制成，其中氧化锆空心球制成的型砖起到保温的作用，所述外衬的型砖由氧化铝空心球制成，其中氧化铝空心球制成的型砖起到保温和绝缘的作用；所述内衬由型砖垒制于上层底托上侧边缘，其中中衬由型砖垒制于中层底托上侧边缘，其中外衬由型砖垒制于下层底托上侧边缘，所述外衬的顶部高度大于内衬和中衬的顶部高度，其中内衬和中衬的顶部高度相同，其中内衬的型砖厚度大于中衬的型砖厚度，其中中衬的型砖厚度大于外衬的型砖厚度。

所述底托包括上层底托、中层底托和下层底托，其中中层底托设置于下层底托上端面，其中上层底托设置于中层底托上端面，所述上层底托、中层底托和下层底托均为内部环空的方形结构，其中下层底托的尺寸大于中层底托的尺寸，其中中层底托的尺寸大于上层底托的尺寸。

本发明的有益效果为：

本发明中发热体、耐火装置、感应线圈均采用长方形结构，这种结构可以使被烧结的钨钼板坯制品水平放置在放料底托上，最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工序，降低生产成本，同时避免校型过程中的加热及压力加工对制品质量的影响。本发明通过将圆形发热体更改为方形发热体后，被烧结的钨钼制品可以平放在放料底托上，最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工艺，提高了产品质量。

本发明提供的方形发热体可以增加炉膛的利用率，能源消耗少，产能大，方形钨钼感应烧结炉可以在2500℃温度下长期使用。

本发明提供的方形发热体报废后材料的回收率可达70%以上，能节约大量贵重的钨材料，是生产消耗大幅度降低，节约生产成本。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1本发明结构示意图。

图2发热体总装图主视图。

图3发热体总装图俯视图。

图4耐火装置总装主视图。

图5耐火装置总装俯视图。

图6耐火装置炉芯主视图。

图7感应线圈俯视图。

图8感应线圈主视图。

图中，附图标记为：1、发热体；101、发热体拐角；102、短钨条；103、止口；104、长钨条；2、耐火装置；3、感应线圈；301、铜管；302、胶木立柱；303、引出电极；304、电极法兰；4、炉体；5、升降系统；6、料车；7、炉芯；701、外层炉芯；702、内层炉芯；703、通气孔；704、外层顶层砖；705、外层上层砖；706、外层中层砖；707、外层底层砖；8、炉衬；801、内衬；802、中衬；803、外衬；804、型砖；805、上层底托；806、中层底托；807、下层底托。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有板坯烧结时，空间利用率低、能耗大、效率低，成本高、板坯在烧结过程中易产生变形的问题，本发明提供如图1-8所示的一种方形钨钼感应烧结炉，本发明中发热体、耐火装置、感应线圈均采用长方形结构，这种结构可以使被烧结的钨钼板坯制品水平放置在放料底托上，最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工序，降低生产成本，同时避免校型过程中的加热及压力加工对制品质量的影响。

一种方形钨钼感应烧结炉，包括发热体1、耐火装置2、感应线圈3、炉体4、升降系统5和料车6；所述的发热体1、耐火装置2和感应线圈3均设在炉体4内底部中央，所述的耐火装置2位于发热体1外，感应线圈3设在耐火装置2外；所述的料车6设在升降系统5下端的升降平台上，且料车位于炉体4下方；所述的升降系统5顶端位于炉体4中下部的一侧。

本发明提供一种方形钨钼感应烧结炉，由中频机组将电能转化成交变磁场，由方形坩埚作为发热体1，利用方形的感应线圈3进行感应加热，设备温度达到2500℃采用方形的耐火装置2进行保温。装料时，将烧结物料放置在料车6上，开启料车6，平稳运输至加热室下方，并由升降系统5将料车6平稳提升至加热室中心，并锁紧炉口，进行升温。发热体1与方形耐火装置2之间需留有间隙，保证受热膨胀时的使用。方形的耐火装置2与方形的感应线圈3 之间预留膨胀缝，保证保证受热膨胀时的使用。本发明中提供的升降系统5采用一个电机带动四根滚珠丝杠同步进行升降，达到物料升降的目的，要求运行过程中运行平稳，速度可调，不得晃动。料车6四个车轮通过四个电机同时驱动，可以将物料平稳的运至便于吊装的位置，运行平稳，速度可调。本发明利用方形感应线圈3进行感应加热，感应线圈3内的坩埚或烧结物料受到交变磁场的不断切割，在坩埚或烧结物料中产生感应电动势，即产生了涡流，使坩埚或物料达到发热的目的。

本发明通过将圆形发热体更改为方形发热体后，被烧结的钨钼制品可以平放在放料底托上，最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工艺，提高了产品质量。方形发热体可以增加炉膛的利用率，能源消耗少，产能大。方形发热体报废后材料的回收率可达70%以上，能节约大量贵重的钨材料，是生产消耗大幅度降低，节约生产成本。本发明中发热体1、耐火装置2、感应线圈3均采用长方形结构，这种结构可以使被烧结的钨钼板坯制品水平放置在放料底托上，最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工序，降低生产成本，同时避免校型过程中的加热及压力加工对制品质量的影响。这种炉膛结构大幅度增加了炉膛装料利用率，同比立式圆形结构，其能源消耗大幅降低，有效的提高了产品的市场竞争力。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的炉体4为为圆柱状炉体。

所述的发热体1材料选用钨制品，发热体1由短钨条102、止口103和长钨条104组成；所述的短钨条102与长钨条104通过止口103连接，短钨条102与长钨条104拼接组成一层方形状钨条，方形状钨条的四个角为发热体拐角101，每层拼接好的钨条逐层叠加构成发热体1，叠加时长钨条104和短钨条102的接缝互相错开；发热体1与耐火材料102之间留有5-25mm的间隙。

本发明中每层拼接好的钨条逐层叠加，构成方形的发热体1，叠加时长钨条104和短钨条102的接缝相互错开，且每根钨条之间均为自由状态，不需要焊接。当发热体1达到使用寿命后，可将钨条拆散，将其变形量小的钨条重新回收用于新的发热体制做中，实际生产中，这种发热体报废后材料的回收率可达70%以上，能节约大量贵重的钨材料，是生产消耗大幅度降低，节约生产成本。同时，这种组合使发热体可通过调节钨条长度来调整发热体的尺寸，进而调整发热体与感应线圈之间的间隙，使中频炉的热效率达到最佳状态。

本发明中的每根钨条之间均为自由状态，不需要焊接，使用时上下钨条对接面在高温软化和材料自重压力下很容易形成导电回路，使中频感应电流能在相邻钨条中形成闭合回路。由于构成发热体1的每根钨条均由事先锻造致密的金属钨制成，其导电性较粉冶状态的钨好得多，使发热体从一开始使用热效率就是正常设定值，避免了“金属化”的过渡过程。

本发明提供的发热体1为方形坩埚，利用方形感应线圈3进行感应加热。由于设备的最高温度要求2500℃，发热体1的材料选为钨制品；发热体1所需钨条要求轧制切割而成；发热体1所需钨条要求密度应达到18.5t/m³以上。

实施例3：

基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的感应线圈3至少由铜管301、胶木立柱302、引出电极303和电极法兰304组成，所述的铜管301缠绕成线圈状，胶木立柱302均匀分布在缠绕成线圈状的铜管301外表面并将铜管301固定；所述的铜管301与电极法兰304之间通过引出电极303连接；感应线圈3与耐火装置2之间留有5-30mm的膨胀缝。

本发明中利用胶木立柱302固定感应线圈3时，胶木立柱302均匀分布，且间距在240-560mm之间，保证固定后的感应线圈3稳定可靠。感应线圈3在通电加热时，需要向铜管301内部通入冷却水，冷却水水质要求：进水温度≤25±5℃，PH值在6-9范围之间，电阻率30×10³Ω.cm硬度不大于10度（每度为1升水中含10mg氧化钙），总固体含量不超过250mg/L，出水温度应控制在45摄氏度以下。由于感应线圈3通电时，铜管301表面有电流通过，感应线圈3内部冷却水也会带有电压，要求回水时需要采取一定的绝缘措施，进行绝缘，保证安全。感应线圈3是表面通电内部通水的部件，要求连接的电极法兰304的导电密封面在通水时不渗漏，在通电时保证电流通过，电极法兰304的密封槽应进行反复的计算和试验，确定密封圈的尺寸和规格，用来保证使用的可靠性。感应线圈3内部通水，要求感应线圈3焊接完成后进行打压试验，打压范围为0.3-0.4MPa水压，保压48小时，不得有渗漏和异响。

实施例4：

基于实施例1-3的基础上，本实施例中，所述的升降系统5至少包括一个电机和四根滚珠丝杠，电机与四根滚珠丝杠分别通过减速机连接，四根滚珠丝杠底端设有升降平台，所述的电机设在四根滚珠丝杠的顶端。

所述的耐火装置2至少包括耐火材料制成的炉芯7和炉衬8，所述的炉芯7位于炉衬8内部中间；所述的炉衬8包括内衬801、中衬802、底托和外衬803，其中中衬802套设于内衬801外周，其中外衬803套设于中衬802外周，所述内衬801、中衬802和外衬803的横截面均为方形，其中内衬801和中衬802之间设有第一膨胀缝，其中中衬802和外衬803之间设有第二膨胀缝，其中第一膨胀缝和第二膨胀缝的范围均为5~30mm，所述内衬801、中衬802和外衬803均设置于底托上；所述的炉芯7包括外层炉芯701和内层炉芯702，其中内层炉芯702填充于外层炉芯701内部，所述内层炉芯702中心位置设有上下贯通的通气孔703，其中外层炉芯701和内层炉芯702的横截面均为方形，所述外层炉芯701和内层炉芯702之间设有膨胀缝，其中膨胀缝的范围为0.2~5mm。

所述外层炉芯701由外层顶层砖704、外层上层砖705、外层中层砖706和外层底层砖707垒制而成，其中多层外层中层砖706垒制于外层底层砖707上端面，其中外层上层砖705垒制于多层外层中层砖706最上端，其中外层顶层砖704垒制于外层上层砖705上端面；所述内层炉芯702由芯砖708垒制而成，其中芯砖708为正方体或长方体结构，其中芯砖708平铺垒制于外层炉芯701内侧，其中相邻两个芯砖708之间膨胀缝的范围为0.2~5mm。

所述内衬801、中衬802和外衬803均由型砖804垒制而成，其中内衬801的型砖804由重质氧化锆制成，其中重质氧化锆制成的型砖804起到耐高温隔热的作用，所述中衬802的型砖804由氧化锆空心球制成，其中氧化锆空心球制成的型砖804起到保温的作用，所述外衬803的型砖804由氧化铝空心球制成，其中氧化铝空心球制成的型砖804起到保温和绝缘的作用；所述内衬801由型砖804垒制于上层底托805上侧边缘，其中中衬802由型砖804垒制于中层底托806上侧边缘，其中外衬803由型砖804垒制于下层底托807上侧边缘，所述外衬803的顶部高度大于内衬801和中衬802的顶部高度，其中内衬801和中衬802的顶部高度相同，其中内衬801的型砖804厚度大于中衬802的型砖804厚度，其中中衬802的型砖804厚度大于外衬803的型砖804厚度。

所述底托包括上层底托805、中层底托806和下层底托807，其中中层底托806设置于下层底托807上端面，其中上层底托805设置于中层底托806上端面，所述上层底托805、中层底托806和下层底托807均为内部环空的方形结构，其中下层底托807的尺寸大于中层底托806的尺寸，其中中层底托806的尺寸大于上层底托805的尺寸。

所述炉衬内侧下方设有方形炉芯7，其中方形炉芯7顶部与上层底托805顶部齐平，所述炉衬7的内衬701长度为1570mm，内衬7宽度为1370mm。型砖804包括方形型砖和圆角型砖，其中方形型砖用于垒制方形内衬801/中衬802/外衬803的四个边，其中圆角型砖用于垒制方形的内衬801/中衬802/外衬803的四个角，每块型砖804的重量范围为5~15kg。方形型砖为正方形结构，圆角型砖为瓦片形结构。

本发明炉衬8采用的是方形结构，炉芯7也是方形结构，这种结构可以使被烧结钨钼板坯制品水平放置在方形炉芯上，由于方形炉芯顶部与上层底托顶部齐平，最大限度改善了被烧结钨钼板坯制品的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工序，降低生产成本，同时避免校型过程中的加热及压力加工对制品质量的影响。

本发明炉衬8的内衬801的型砖804由重质氧化锆制成，起到耐高温隔热的作用，中衬802的型砖804由氧化锆空心球制成，起到保温的作用，外衬803的型砖804由氧化铝空心球制成，起到保温和绝缘的作用，该耐火材料可以增加炉衬8的使用寿命和利用率，减少能源消耗，经过多次长时间在2500℃的情况下使用本发明方形炉衬8，并未变形或烧蚀，可以证明本发明方形炉衬8可以在2500℃温度下长期使用。

本发明发热体1、耐火装置2、感应线圈3均采用长方形结构，这种结构可以使被烧结的钨钼板坯制品水平放置在放料底托上，最大限度改善了被烧结材料的弯曲变形，大幅度减少钨钼制品的校直校平工序，降低生产成本，同时避免校型过程中的加热及压力加工对制品质量的影响。这种炉膛结构大幅度增加了炉膛装料利用率，同比立式圆形结构，其能源消耗大幅降低，有效的提高了产品的市场竞争力。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的装置及其结构部件均为本行业的公知技术和常用方法，这里不再一一叙述。