一种三向分流式锌熔炉的制作方法

本实用新型涉及硬质合金熔炼设备，特别指一种三向分流式锌熔炉。

背景技术：

锌与硬质合金中的粘结金属(钴、镍)可以形成低熔点合金，使粘结金属从硬质合金中分离出来，与锌形成锌-钴固熔体合金液，从而破坏了硬质合金的结构，致密合金变成疏松状态的硬质相骨架，由于锌不会与各种难溶合金金属的碳化物发生化学反应，再利用在一定的温度下锌的蒸发气压远远大于钴的蒸汽压，使锌蒸发出来予以回收再利用。因此，锌熔法获得的碳化物粉末较好地保持了原有特性。经过锌熔过程后，钴或镍被萃取到锌熔体中，蒸馏锌以后，钴和碳化物保存，锌回收后继续用于再生的过程。锌熔炉就是用于锌的回收和再利用的一个装置。

传统锌熔炉多是采用上收锌的办法，在实际操作过程中上收锌结构收锌效果不佳，操作难度大，工作环境恶劣。因此也出现了采用下收锌的改进方案，比如公开号CN2695448Y，公开了一种《下收式锌熔炉》，该炉将收锌空间与熔炼空间采用一根小石墨管道分开，收锌区位在熔炼区的下方，其收锌效果好(锌熔料内锌残存为0.02％左右)极大地满足了硬质合金回收料正常使用的需要。但是该方案在使用过程中，需要从收锌室内把上百公斤重的锌锭取出，处理后才能投入下一轮生产，费工费力。为了解决上述问题，本领域技术人员也尝试过各种方案。比如，在收锌室内中放置几块铁质隔板，锌锭取出后放在一大钢盘中敲打出铁板后再用切割片将锌板切成小块后再回收使用；但是采用切割的方式既费工又费力，且切割时磨损的粉末会造成环境污染。后来，又采用将锌锭熔炼后再浇铸成块的方法，即把锌锭熔炼后浇铸成块，就是从收锌室内取出锌锭后，直接放置在熔炼炉内熔炼成液态锌，去渣后放入到通有冷却水的模具中成型后，直接进入再生产过程中。此法比切割法优秀很多，第一免除了人为对锌的脏化；第二极大降低了工人的劳动强度。但是不管是切割法还是熔炼法，从再造锌中带来的“铁增加”让人十分头痛。因收锌室均为铁质钢桶，加上为方便吊锌必须预先在收锌桶内放置一用圆钢做成的钢挂勾。高温锌蒸汽来到收锌桶后对收锌桶壁、特别是对钢质挂勾的腐蚀现象非常严重，从而造成锌锭中铁含量很多，造成生产后的锌熔产品——硬质合金锌熔料铁含量在0.3％以上，不能很好地满足硬度合金再生产的理想要求。再有就是锌锭再熔炼时造成的锌氧化现象严重，变成氧化锌的粉末不能投入锌熔再生产。从多年的锌熔炼成本上看，生产一吨合格锌熔料需支出3500元左右的成本应付上述过程，直接降低了锌熔生产的利润。因此有待做进一步改进，解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种采用三向分流与分层冷却相结合，使得回收锌中不含有铁元素且锌锭在熔炼过程中不会氧化的三向分流式锌熔炉。

本实用新型的技术方案是构造一种包括熔炼室，设置在熔炼室下方的收锌室，伸入出收锌室的抽真空装置，连接在抽真空装置上的过滤器，设置在炉体上的阀、表组件，及起吊设备的锌熔炉，其所述熔炼室和收锌室内设置有可以互换使用的两组坩埚，每组坩埚均包含有三个独立坩埚，其中熔炼室内的坩埚上下叠置，收锌室内的坩埚呈品字形分布；所述的熔炼室与收锌室之间设置有带分流通道的三向分流层，该三向分流层将熔炼室内各层坩埚熔炼出的锌蒸汽分别引流至收锌室内的三个坩埚内。

在其中一个实施例中，所述的三向分流层由分锌舟和导流盘上、下叠装而成，其中所述分锌舟设置在熔炼室叠置的三个坩埚的最底层坩埚下部，其径向大小与各坩埚一致，分锌舟中部设有带密封圈的密封盖，分锌舟内、密封盖的周围均匀的开设有三个分流孔；所述的导流盘设置在分锌舟的底部，导流盘上开有对应分锌舟上分流孔的三个导流孔，且所述的导流孔分别对应收锌室内的三个呈品字形分布的坩埚。

进一步的，所述的分流孔为贯通分锌舟的通孔，且该通孔于底部向外扩大孔径至分锌舟外缘。

进一步的，所述的导流孔为外侧向下倾斜收窄、内侧垂直向下贯通的流道结构，所述导流孔与分流孔之间设置止槽、止口装配固定。

上述分锌舟上的分流孔与导流盘上的导流孔配合设计，使得上、下两孔形成非密闭的锌蒸汽分流通道，起到避免流道堵塞的作用；而且即使出现工艺差错造成堵塞，也可通过该分流通道外侧形成的开口即时、方便的疏通。

在其中一个实施例中，所述的三向分流层为整体成型的分锌导流盘，该分锌导流盘设置在熔炼室叠置的三个坩埚的最底层坩埚下部，其导流盘上部中间设有带密封圈的密封盖，导流盘内、密封盖的周围均匀的开设有三个分流孔通道，且各分流孔通道的中部向外开口形成非密闭的流道，各分流孔通道分别对应收锌室内的三个呈品字形分布的坩埚。该实施方式简化了三向分流层的结构，开设的非密闭的锌蒸汽分流通道同样起到避免流道堵塞和方便疏通的作用。

在其中一个实施例中，所述的熔炼室内上下叠置的坩埚底部设置加锌舟与三向分流层装配，该加锌舟径向大小及结构与各坩埚一致。设置该加锌舟可以用于过渡锌蒸汽，也可因工艺需要加入锌锭等反应物料促进反应、收集。

在其中一个实施例中，所述的收锌室包括带夹层水套的室体，呈品字形放置在室体内的三个坩埚，和分别密封三个坩埚的盖板，其中室体上的夹层水套间隔成上部的小水套和下部的大水套，所述小水套对应三向分流层的安装位置；所述的三个盖板上均开有对应三向分流层分流通道的通孔。

在其中一个实施例中，所述的熔炼室包括叠置的三个坩埚，罩设于坩埚层外的内胆，和罩设于内胆外的外罩壳体，其中所述外罩壳体内部设置有加热内胆并熔炼坩埚内合金的加热装置，所述内胆为底端与收锌室顶端密封连接。

具体的，所述的加热装置为电加热装置。

在其中一个实施例中，所述的坩埚为U型结构，坩埚内中部设置有蒸汽通道，且蒸汽通道外壁和坩埚内壁均为斜面，形成向上渐开的容纳腔；所述的蒸汽通道顶端与坩埚顶端平齐或低于坩埚顶端，所述蒸汽通道底端口径大于上部口径。

本实用新型的优点及有益效果：

本实用新型熔炼室内的坩埚与收锌室内的坩埚尺寸和规格一致，循环使用。其熔炼室与收锌室之间通过导流盘和分锌舟可以准确且直接地使熔炼室内的锌蒸汽引入到收锌室三个坩埚内冷却凝固。这样，回收好的锌锭不需要从收锌坩埚内提取出来，而是将收锌坩埚连同锌锭一起放入到熔炼室内使用，既省事省力、方便快捷，又解决了采用铁板分割回收时含有铁元素杂质的问题，还避免了锌在熔炼过程中被氧化的现象发生，节省了生产成本。本实用新型采用“三向分流”与“大小冷却水套”相结合的收锌结构，不仅解决了现有技术中锌锭难处理的问题，而且通过熔炼室与收锌室的高温差、收锌通道的特殊设计等，使收锌效果更佳，且不会出现堵炉现象，合理有效地解决了收锌再造问题，具有巨大的经济效益。

本实用新型通过近半年的实施，生产过程中工人的劳动强度大幅度降低，节能效果极佳。与现有其它下收式熔炼炉比较生产一吨合格锌熔料的用电量由4000余度降至3000余度，与上收式锌熔炉比较单吨产品节电近万度。本实用新型生产的锌熔料的品质也大幅度提高，现有下收炉生产出来的锌熔料铁含量为0.3％以上，而本熔炼炉生产出来的锌熔料因为整个生产过程中原料和锌均与铁没有接触，所以其含铁量与原料含铁量一致，即不增铁，满足了硬度合金再生产的理想要求。

附图说明

图1是本实用新型主要结构剖面示意图。

图2是本实用新型俯视结构示意图。

图3是本实用新型分锌舟俯视结构示意图。

图4是图3A-A剖面结构示意图。

图5是本实用新型导流盘俯视结构示意图。

图6是图5B-B剖面结构示意图。

图7是本实用新型导流盘立体结构示意图。

图8是本实用新型分锌舟与导流盘立体装配结构示意图。

图9是本实用新型分锌舟、导流盘及盖板装配俯视结构示意图。

图10是本实用新型坩埚剖面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的主要设计原理：

1、三向分流设计：采用熔炼室三层坩埚与收锌室三个坩埚循环使用的方式，大大简化了生产流程。改变原来各坩埚高度，减少熔炼区坩埚数量，粗看没有增加多少熔炼空间，但实际上因为锌占的体积大大减小而增加了很多的熔炼空间，单炉产量由原来的150公斤，提升到单炉产量达240公斤。另外把原有的收锌桶改为收锌室，在收锌室内按品字型放置三个与熔炼区同规格尺寸的三个坩埚，每个坩埚盖上一个带孔的盖板。三个品字型放置的坩埚上放置一个导流兼内胆密封盘的导流盘，导流盘上放置一个径向尺寸与坩埚尺寸一致的分锌舟，分锌舟内开有三个大小一致按360°均分的三个分流孔，其分流孔与导流盘上的导流孔对应，其作用是将熔炼室坩埚压下来的锌蒸汽三向分流到收锌室内的三个坩埚内凝固。

2、分层冷却设计：即“大小冷却水套”设计，可以成功生产出十分优质的硬质合金锌熔料。“大小冷却水套”是针对试验炉进入试生产时发现锌蒸汽往往在导流盘与品字型坩埚口处凝固，又一次造成锌堵塞。经过多次方案的修改，最后设计了收锌室的“大小冷却水套”解决了上述问题。即在收锌室夹层水套的最上端再隔出一小层(10-20毫米)的小水套出来。在熔炼过程中为减小热能损失，收锌室大水套内不通水(大水套内还要排干余水)，在生产过程中小水套一直通水(以保证分锌坩埚上的密封圈不至于烧焦)只有开大阀时大水套才通水。这样一来就保证了收锌室内的温度不至于让锌蒸汽提前凝固而造成品字型放置的收锌坩埚内的锌堆积，造成锌堵塞。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被认为是“设置”或“连接”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例：

如图1至10所示，该锌熔炉包括有外罩壳体1、加热装置2、坩埚3、蒸汽通道3-1、内胆4、加锌舟5、分锌舟6、密封盖6-1、分流孔6-2、导流盘7、导流孔7-1、盖板8、通孔8-1、小水套9、室体10、大水套11、抽真空装置12、过滤器13、真空表14、球阀15、罗茨洋16、叶片泵17、软管18、压力表19和主轴20。

如图1所示，熔炼室包括外罩壳体1和设置在外罩壳体1体内的用于熔炼的内胆4，外罩壳体1与内胆4之间形成密封的加热室，加热室内设置有用于加热的加热装置2，该加热装置2采用石墨或者电阻丝。内胆4内设置有用于放置硬质合金用于熔炼的坩埚3，内胆4下方连接有收锌室。如图1所示，收锌室内放置有用于收锌用的坩埚3，熔炼用的坩埚和收锌用的坩埚数目均为三个，且各坩埚规格和尺寸一致，其高度为280-340mm，且在坩埚3的中央设置有便于锌蒸汽输送的蒸汽通道3-1。因为所有坩埚尺寸规格一致，因此收锌室内的坩埚收锌之后就可以直接放到熔炼室内直接作为加锌坩埚使用，不需要将锌锭从收锌坩埚内取出，使用方便，将收锌后的坩埚连同锌锭一起放入到熔炼室内使用，解决了采用铁板分割回收时含有铁元素杂质的问题和锌在熔炼过程中被氧化的现象，节省了生产成本。

如图1所示，位于收锌室内的坩埚上盖有盖板8，其盖板8靠近边沿、对应导流盘7的导流孔7-1处开设有通孔8-1，所述通孔的直接为80mm，所述通孔8-1用于锌蒸汽进入到收锌室的坩埚内进行回收。收锌室的室内10中央安装有一个主轴20，收锌室内的坩埚围绕该主轴20成“品”字形安装。盖板8上安装有用于密封收锌室与内胆的导流盘7，导流盘7上设置有用于密封的密封圈，该导流盘7的直径为750mm，厚度为70mm。导流盘7上开设有三个导流孔7-1，导流孔7-1的直径为78mm，由图5-7可知。该导流孔7-1为外侧向下倾斜收窄、内侧垂直向下贯通的流道结构，导流孔7-1与分流孔6-2之间设置止槽、止口装配固定。当导流盘7放置在盖板8上之后，上述导流孔7-1正好与盖板8上的通孔8-1位置重叠且相通，如图9所示。所述导流盘7上放置有分锌舟6，分锌舟6上开设有三个与导流盘7上导流孔7-1对应的分流孔6-2(如图8)，其中部还设置有密封盖6-1，由图3-4可知。其分流孔6-2为贯通分锌6舟的通孔，且该通孔于底部向外扩大孔径至分锌舟外缘，详见图4。分锌舟6的高度为143mm，分流孔6-2的直径为78mm。导流盘7和分锌舟6依次套设在主轴20上进行固定，且分锌舟6上设置的密封盖6-1对主轴20与分锌舟6连接处进行密封。

如图1所示，分锌舟6的上方还设置有一个加锌舟5，熔炼室内三个坩埚3依次叠放在该加锌舟5上(如没设加锌舟5，熔炼室内三个坩埚3就直接叠放在分锌舟6上)。在收锌过程中，锌蒸汽通过熔炼内的坩埚上的蒸汽通道进入到加锌舟5再到分锌舟6(无加锌舟5的锌蒸汽直接由蒸汽通道3-1到分锌舟6)，再一次经过分锌舟6的分流孔6-1、导流盘7的导流孔7-1和盖板上的通孔8-1后，直接准确地进入到三个收锌室的坩埚内，如图9所示。

如图1所示，收锌室有室体10为夹层结构，其夹层用于容纳冷却水。该夹层包括隔开的上夹层小水套9和下夹层大水套11，上夹层设置在收锌室上部，上夹层的高度为10-20mm。在熔炼过程中为了减小热能损失，下夹层内不通水(下夹层将余水排干)，在生产过程中上夹层内一直通水(以保证导流盘7上的密封圈不被烧焦)，只有开大阀时下夹层才通水，使收锌室在收锌过程中才达到收锌温度，不至于让锌蒸汽在导流孔7-1和分流孔6-2提前凝固而造成锌堵塞。

本实用新型中熔炼室内的坩埚与收锌室内的坩埚尺寸和规格一致，坩埚为U型结构，坩埚内中部设置有蒸汽通道，且蒸汽通道外壁和坩埚内壁均为斜面，形成向上渐开的容纳腔；所述的蒸汽通道顶端与坩埚顶端平齐坩埚顶端，蒸汽通道底端口径大于上部口径，如图10所示。熔炼室内的坩埚与收锌室内的坩埚在熔炼室与收锌室之间通过导流盘和分锌舟可以准确且直接地使熔炼室内的锌蒸汽进入到三个收锌室坩埚内冷却凝固。这样，回收好的收锌室坩埚里面的锌锭不需要从该室坩埚内提取出来，省事省力且方便快捷。将收锌室内的坩埚连同锌锭一起放入到熔炼室内使用即可，因此解决了采用铁板分割回收时含有铁元素杂质的问题和锌在熔炼过程中被氧化的现象，节省了生产成本。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。