一种锌熔系统及其锌熔炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种锌熔炉，利用分锌器和收锌舟皿组合放置在水套内，把锌的蒸发、流动、液化和凝固限制在一个封闭的区域内，彻底解决锌的外泄问题。利用真空和重力收锌，既简单又收锌彻底。设备整体来说结构简单，操作方便，设备成本低，能源消耗低、生产效率高。整台设备造价20万左右，日产量可以达到400公斤，相比同类设备具有巨大的优势。本发明还公开了一种锌熔系统，采用双体炉设计，共用一套真空系统、控制系统、加热系统，极大的节约了设备成本。
【专利说明】一种锌熔系统及其锌熔炉
【技术领域】
[0001]本发明涉及锌熔法处理硬质合金【技术领域】，特别涉及一种锌熔系统及其锌熔炉。
【背景技术】
[0002]锌熔法处理硬质合金的基本原理是:利用锌在较低温度下可以和钴形成低熔点化合物的特性，使硬质合金中牢固地和碳化物结合的粘结相钴失去作用，从而硬质合金中的碳化物解体，随后利用锌的蒸气压远高于钴的特点，将锌蒸发出来使硬质合金变为疏松多孔易于磨细的物料。
[0003]目前，锌熔炉包括熔炼区域和收锌区域，锌料和硬质合金在熔炼区域被加热至一个稍低的温度后，锌开始融化，硬质合金在锌的作用下组织解体；继续升温至一个稍高的温度后，锌挥发成锌蒸汽和硬质合金脱离，被引导至收锌区域；锌蒸汽在收锌区域内遇冷凝固，完毕收锌。
[0004]现有结构中，收锌区域是敞开式的，一个大的外带水套的不锈钢容器就是收锌容器。这样生产造成锌回收时整个收锌区域一团糟，锌不规则凝固，靠近水套的区域结成整块，锌还会或多或少的凝固在炉体、舟皿、支撑架上和抽真空管道内。在重新装舟时需要收集破碎，然而收集和破碎是个费时费力费钱的痛苦的过程。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种锌熔炉，其锌不外漏，大大减轻劳动强度。
[0006]本发明提供了一种应用上述锌熔炉的锌熔系统。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]一种锌熔炉，包括炉体、过滤器和真空泵，所述炉体的内部分为上方的熔料室和下方的收锌室，所述熔料室内设置有熔料设备和加热设备，所述收锌室内设置有收锌设备和冷却设备；
[0009]所述熔料设备和所述收锌设备均为封闭结构，两者之间只通过全封闭的流动通道连通，且所述熔料设备、所述收锌设备和所述流动通道全部由石墨制品构成。
[0010]优选的，所述熔料设备包括熔料舟皿和熔料压盖，所述熔料舟皿具有中心孔和环绕所述中心孔的环形熔槽，且所述中心孔由所述熔料舟皿的上表面贯通至其下表面；
[0011]所述收锌设备包括收锌舟皿和收锌压盖，所述收锌压盖上开设有进气孔和出气孔；
[0012]所述熔料舟皿下表面的中心孔和所述收锌压盖上的所述进气孔连通，构成上述的流动通道。
[0013]优选的，还包括分锌器，所述分锌器的上表面开设有中心进气孔，下表面开设有多个出气孔，且多个所述出气孔均连通于所述中心进气孔；
[0014]所述收锌设备的数量为多个，所述分锌器上表面的所述中心进气孔连通于所述熔料舟皿下表面的中心孔，所述分锌器下表面的所述出气孔分别连通于多个所述收锌压盖上的所述进气孔，构成上述的流动通道。
[0015]优选的，所述分锌器的多个所述出气孔在其下表面上环绕所述中心进气孔均匀分布。
[0016]优选的，所述收锌设备包括多个所述收锌舟皿和一个所述收锌压盖，多个所述收锌舟皿在竖直方向上直线堆叠，所述收锌压盖放置在最上方的所述收锌舟皿上；
[0017]多个所述收锌舟皿通过所述中心孔依次连通，最下方的所述收锌舟皿下表面的所述中心孔通过所述分锌器连通于所述收锌设备，构成上述的流动通道。
[0018]优选的，所述收锌舟皿与所述熔料舟皿的结构相同。
[0019]优选的，所述真空泵采用前级旋片泵和后级罗茨泵的组合方式。
[0020]优选的，还包括内胆和密封圈，所述内胆设置在所述炉体的所述熔料室内，位于所述熔料设备和所述加热设备之间；所述密封圈设置在所述熔料室和所述收锌室之间。
[0021]优选的，还包括可拆卸安装在所述炉体外的外罩，所述外罩采用金属材料制成；所述密封圈为两道，其中的第一密封圈设置在所述外罩和所述内胆之间，三者围成上真空结构；第二密封圈设置在所述内胆和所述炉体的底座之间，三者围成下真空结构。
[0022]一种锌熔系统，包括两套上述锌熔炉的炉体，一套可拆卸安装在所述炉体外的外罩，以及一套过滤器和真空泵；所述外罩采用金属材料制成；所述真空泵的进气口分别连通于两个所述炉体的收锌室。
[0023]从上述的技术方案可以看出，本发明提供的锌熔炉，其熔料设备和收锌设备均为封闭结构，两者之间只通过全封闭的流动通道连通，熔料设备、收锌设备和流动通道全部由石墨制品构成。这样一来，锌从固态到气态再到固态，完全在密封的石墨舟皿空间内单向流动，彻底解决以往同类设备不可避免的粘锌问题，锌熔炉由于锌通道完全封闭，炉胆、舟皿、收锌室干干净净。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本发明实施例提供的锌熔炉的结构示意图。
[0026]其中，1111为熔料舟皿，1112为熔料压盖，112为加热设备；1211为收锌舟皿，1212为收锌压盖，123为冷却设备；13为耐火砖；14为分锌器；15为内胆；16为密封圈；17为外罩；2为真空泵；3为过滤器。
【具体实施方式】
[0027]本发明的核心在于公开了一种锌熔炉，其锌不外漏，大大减轻劳动强度。
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]请参阅图1，图1为本发明实施例提供的锌熔炉的结构示意图。
[0030]本发明实施例提供的锌熔炉，包括炉体、过滤器3和真空泵2，炉体的内部分为上方的熔料室和下方的收锌室，熔料室内设置有熔料设备和加热设备112，收锌室内设置有收锌设备和冷却设备123 ;真空泵2的进气口开设在收锌室内，过滤器3设置在炉体和真空泵2之间；
[0031]其核心改进点在于，熔料设备和收锌设备均为封闭结构，两者之间只通过全封闭的流动通道连通，且熔料设备、收锌设备和流动通道全部由石墨制品构成。
[0032]从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的锌熔炉，其熔料设备和收锌设备均为封闭结构，两者之间只通过全封闭的流动通道连通，熔料设备、收锌设备和流动通道全部由石墨制品构成。这样一来，锌从固态到气态再到固态，完全在密封的石墨舟皿空间内单向流动，彻底解决以往同类设备不可避免的粘锌问题，锌熔炉由于锌通道完全封闭，炉胆、舟皿、收锌室干干净净。这样有以下的几大好处:
[0033]I)锌损失极小，几乎可以忽略不计，极大的降低了锌的损失。
[0034]2)锌不外漏，大大减轻劳动强度，之前锌和钢材之间结合紧密，而且由于锌的特性既有硬度又有韧性，造成锌很难清理，既费力又费工。
[0035]3)改善劳动环境，块锌，碎锌在收集清理的过程中让锌粉尘飘扬，危害工人健康。而且由于是蒸发再凝结的，锌粉尘粒度格外细小，危害尤其厉害。
[0036]4)由于收锌室干净，锌不需要清理，加快了装炉和卸炉过程，极大的提高了劳动效率。
[0037]5)锌不外漏，避免了内胆和收锌室的粘锌，腐蚀。以往的炉子难以解决粘锌的问题，总是造成钢材腐蚀，不停的停炉修炉，浪费了大量的人力物力和时间。我们的炉子由于没有余锌的粘结，设备的寿命成倍增加。
[0038]锌的流动通道可以采用单独加工的石墨管道来实现。在本方案优选的实施例中，熔料设备包括熔料舟皿1111和熔料压盖1112，熔料舟皿1111具有中心孔和环绕中心孔的环形熔槽，且中心孔由熔料舟皿1111的上表面贯通至其下表面，其结构可以参照图1所示；熔料压盖1112扣在熔料舟皿1111上，熔料压盖1112的下表面和熔料舟皿1111的外壁顶面之间贴合实现密封；
[0039]收锌设备包括收锌舟皿1211和收锌压盖1212，收锌压盖1212上开设有进气孔和出气孔；收锌压盖1212扣在收锌舟皿1211上，收锌压盖1212的下表面和收锌舟皿1211的外壁顶面之间贴合实现密封；
[0040]熔料舟皿1111下表面的中心孔和收锌压盖1212上的进气孔连通，构成上述的流动通道。即利用熔料设备和收锌设备上的孔结构，实现了锌在封闭环境内流通，与采用额外的管道连接方式相比，能够精简结构。
[0041]本发明实施例提供的锌熔炉，还包括分锌器14，该分锌器14的上表面开设有中心进气孔，分锌器14的下表面开设有多个出气孔，且多个出气孔均连通于中心进气孔；
[0042]收锌设备的数量为多个，分锌器14上表面的中心进气孔连通于熔料舟皿1111下表面的中心孔，分锌器14下表面的出气孔分别连通于多个收锌压盖1212上的进气孔，构成上述的流动通道。分锌器14的作用是把一个下来的锌通道变成多个通道，把留下来的锌液体导流到底部的三个收锌舟皿1112内。
[0043]为了进一步优化上述的技术方案，分锌器14的多个出气孔在其下表面上环绕中心进气孔均匀分布。将多个收锌设备环绕中心进气孔均匀布置，多个收锌设备的进气孔与分锌器14的出气孔一一对应，这样一来就能够保证锌液体被均匀分流到每个收锌设备内，便于后续的回收再利用。
[0044]作为优选，收锌设备包括多个收锌舟皿1211和一个收锌压盖1212，多个收锌舟皿1211在竖直方向上直线堆叠，收锌压盖1212放置在最上方的收锌舟皿1211上，多个收锌舟皿1211能够同时处理更多的废旧硬质合金；
[0045]多个收锌舟皿1211通过中心孔依次连通，最下方的收锌舟皿1211下表面的中心孔通过分锌器14连通于收锌设备，构成上述的流动通道，其结构可以参照图1所示。
[0046]在生产时，把锌和废旧硬质合金按照一定比例装入上层的熔料舟皿1111，盖上熔料压盖1112，抽真空升温。至420°时锌开始融化，硬质合金在锌的作用下组织解体，继续升温至600多度，锌挥发成锌蒸汽和硬质合金脱离，在真空和重力的作用下锌蒸汽从熔料舟皿1111中心孔下行，经过分锌器14分流，到底部收锌舟皿1211遇冷凝固，收锌完毕，降温出炉。上层熔料舟皿1111内的硬质合金装入球磨机球磨破碎，下层的收锌舟皿1211也吊装出炉。
[0047]在本方案提供的具体实施例中，收锌舟皿1211与熔料舟皿1111的结构相同，同一炉中两组舟皿的数量也相同，以实现两者的可互换性。本发明还提供了一种锌熔法锌熔法处理硬质合金工艺，即在在一次生产后，清空的熔料舟皿1111放入炉内底部变成收锌舟皿1211。原来的收锌舟皿1211内已经将锌收集好，在装入既定比例的废硬质合金后堆在上层变成熔锌舟皿1111，继续开炉，如此循环生产，极大地简化了整个生产流程，省时省力。
[0048]现有锌熔炉中的真空泵2往往只而且只能采用单台泵。原因是如果采用罗茨泵，收锌的速度过快，锌的流动通道也没有封闭，加剧了锌的外泄，有时甚至将内胆和舟皿粘结在一块，给生产带来很大的损失和麻烦。因此单独采用前级旋片泵，慢慢抽真空收锌。但是，这种方法缺点也是明显的:
[0049]I)收锌过程缓慢，加长了熔炼周期。
[0050]2)由于最终真空度不高，造成收锌不完全。同类设备生产出来的料往往需要二次收锌，降低了生产效率,加大劳动强度,增加生产成本。
[0051]作为优选，本发明实施例抛弃了传统的单台泵的方式，其真空泵2采用前级旋片泵和后级罗茨泵串联的组合方式。经过实际论证，在正常的生产过程中，由本方案锌熔炉生产的物料都是一次性合格。
[0052]本发明实施例提供的锌熔炉，还包括内胆15和密封圈16，其中内胆15设置在炉体的熔料室内，位于熔料设备和加热设备112之间，用于密封和隔离；密封圈16设置在熔料室和收锌室之间，用于熔料室和收锌室的整体密封。
[0053]在本方案提供的具体实施例中，加热设备112为加热丝，冷却设备123为水套，炉体的壳体采用耐火砖13构成。
[0054]为了进一步优化上述的技术方案，还包括可拆卸安装在炉体外的外罩17，且该外罩17采用金属材料制成。这样一来，在生产后，热的外罩17在收锌结束后可以立即吊到另一组炉子上面，利用余热加热内胆里面的舟皿、锌和废硬质合金，炉子内部温度由室温立即上升到600°左右，这样极大的节约了能源。另外由于外罩趁热吊装，也大大的减少了等待时间，缩短了熔炼周期。以前熔炼一炉产品需要30-35小时左右，现在22-23小时，提高了设备利用率。
[0055]作为优选，密封圈16具体为两道，其中的第一密封圈设置在外罩17和内胆15之间，三者围成上真空结构；第二密封圈设置在内胆15和炉体的底座之间，三者围成下真空结构
[0056]外罩17和收锌室可以形成整体真空，外罩17既是加热体，又是密封体。外罩17和内胆15形成外(上)真空，内胆15以内(内胆15和收锌室)是内(下)真空。加热到高温时，内外都是真空，这样才能保证内胆15不变形。否则只有内胆15真空的话，高温下内胆15会被大气压压扁。温度降下来至800°左右外罩17吊走后，内胆15和收锌室还能形成真空，不会让高温状态下已经熔炼的物料接触空气而造成氧化。内胆15只是在卸炉之前降至室温或者说接近室温时才能吊走。本发明实施例还提供一种锌熔系统，其核心改进点在于，包括两套上述锌熔炉的炉体，一套可拆卸安装在炉体外的外罩17，以及一套过滤器3和真空泵2 ;外罩17采用金属材料制成；真空泵2的进气口分别连通于两个炉体的收锌室。本方案采用双体炉设计，使用一套控制系统、真空系统和加热系统带动两组炉子。两组炉子循环生产，一组加热熔炼和收锌，另外一组冷却和出炉装炉。优势如下:1)热的外罩在收锌结束后可以立即吊到另一组炉子上面，利用余热加热内胆里面的舟皿、锌和废硬质合金，炉子内部温度由室温立即上升到600°左右，这样极大的节约了能源。2)另外由于外罩趁热吊装，也大大的减少了等待时间，缩短了熔炼周期。以前熔炼一炉产品需要30-35小时左右，现在22-23小时，提高了设备利用率。3)双体炉设计，共用一套真空系统、控制系统、加热系统，极大的节约了设备成本。
[0057]综上所述，本发明实施例提供的锌熔炉，利用分锌器和收锌舟皿组合放置在水套内，把锌的蒸发、流动、液化和凝固限制在一个封闭的区域内，彻底解决锌的外泄问题。利用真空和重力收锌，既简单又收锌彻底。设备整体来说结构简单，操作方便，设备成本低，能源消耗低、生产效率高。整台设备造价20万左右，日产量可以达到400公斤，相比同类设备具有巨大的优势。本发明实施例还提供了一种锌熔系统，采用双体炉设计，共用一套真空系统、控制系统、加热系统，极大的节约了设备成本。
[0058]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0059]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种锌熔炉，包括炉体、过滤器和真空泵，所述炉体的内部分为上方的熔料室和下方的收锌室，所述熔料室内设置有熔料设备和加热设备，所述收锌室内设置有收锌设备和冷却设备； 其特征在于，所述熔料设备和所述收锌设备均为封闭结构，两者之间只通过全封闭的流动通道连通，且所述熔料设备、所述收锌设备和所述流动通道全部由石墨制品构成。
2.根据权利要求1所述的锌熔炉，其特征在于，所述熔料设备包括熔料舟皿和熔料压盖，所述熔料舟皿具有中心孔和环绕所述中心孔的环形熔槽，且所述中心孔由所述熔料舟皿的上表面贯通至其下表面； 所述收锌设备包括收锌舟皿和收锌压盖，所述收锌压盖上开设有进气孔和出气孔； 所述熔料舟皿下表面的中心孔和所述收锌压盖上的所述进气孔连通，构成上述的流动通道。
3.根据权利要求2所述的锌熔炉，其特征在于，还包括分锌器，所述分锌器的上表面开设有中心进气孔，下表面开设有多个出气孔，且多个所述出气孔均连通于所述中心进气孔； 所述收锌设备的数量为多个，所述分锌器上表面的所述中心进气孔连通于所述熔料舟皿下表面的中心孔，所述分锌器下表面的所述出气孔分别连通于多个所述收锌压盖上的所述进气孔，构成上述的流动通道。
4.根据权利要求3所述的锌熔炉，其特征在于，所述分锌器的多个所述出气孔在其下表面上环绕所述中心进气孔均匀分布。
5.根据权利要求4所述的锌熔炉，其特征在于，所述收锌设备包括多个所述收锌舟皿和一个所述收锌压盖，多个所述收锌舟皿在竖直方向上直线堆叠，所述收锌压盖放置在最上方的所述收锌舟皿上； 多个所述收锌舟皿通过所述中心孔依次连通，最下方的所述收锌舟皿下表面的所述中心孔通过所述分锌器连通于所述收锌设备，构成上述的流动通道。
6.根据权利要求5所述的锌熔炉，其特征在于，所述收锌舟皿与所述熔料舟皿的结构和数量相同。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的锌熔炉，其特征在于，所述真空泵采用前级旋片泵和后级罗茨泵的组合方式。
8.根据权利要求1所述的锌熔炉，其特征在于，还包括内胆和密封圈，所述内胆设置在所述炉体的所述熔料室内，位于所述熔料设备和所述加热设备之间；所述密封圈设置在所述熔料室和所述收锌室之间。
9.根据权利要求1所述的锌熔炉，其特征在于，还包括可拆卸安装在所述炉体外的外罩，所述外罩采用金属材料制成；所述密封圈为两道，其中的第一密封圈设置在所述外罩和所述内胆之间，三者围成上真空结构；第二密封圈设置在所述内胆和所述炉体的底座之间，三者围成下真空结构。
10.一种锌熔系统，其特征在于，包括两套如权利要求1-9任意一项所述锌熔炉的炉体，一套可拆卸安装在所述炉体外的外罩，以及一套过滤器和真空泵；所述外罩采用金属材料制成；所述真空泵的进气口分别连通于两个所述炉体的收锌室。
【文档编号】C22B19/04GK104232974SQ201410455435
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】黄冬兴 申请人:株洲同一实业有限公司