一種壓力燒結爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種硬質合金壓力燒結爐，具體是一種具有快速冷卻功能的壓力燒結爐。
【背景技術】
[0002]目前，硬質合金的燒結普遍采用壓力燒結爐，通過燒結熱等靜壓消除合金微觀孔隙，提高產品硬度、密度及抗彎強度，提升合金產品質量。6MPa壓力燒結爐和1.6MPa壓力爐，主要用于燒結爐不同牌號和不同尺寸的硬質合金產品，對于大尺寸產品(如硬質合金輥環)以及低鈷牌號產品(Co含量8%以下)主要使用6MPa壓力爐燒結。而對于小尺寸產品(如硬質合金刀片)以及高鈷牌號產品(Co含量8%以上)主要采用1.6MPa壓力爐燒結。針對小產品和高鈷牌號產品6MPa和1.6MPa壓力燒結爐對小產品燒結后的硬度、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，加熱功率節省20%。
[0003]現有的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，而現有的200型1.6MPa壓力燒結爐滿載情況下從1450°C冷卻至80°C以下則需要10小時。由于1.6MPa壓力燒結爐不帶快速冷卻功能，存在產品冷卻時間長的不足，影響了該設備的推廣。
[0004]如圖3所示，現有的1.6MPa壓力燒結爐保溫門5和料盒門6由同一氣缸驅動，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。現有1.6MPa壓力燒結爐沒有快冷功能，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內外冷熱氣體自然對流和熱交換來緩慢冷卻，在燒結和加壓過程中保溫門5和料盒門6 —直處于關閉狀態，在冷卻時爐內溫度冷卻至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與高溫產品區8內的熱氣體進行自然熱交換冷卻，使產品溫度緩慢降溫，直到冷卻結束(爐內溫度80°C以下)，冷卻時間很長。以普通200型1.6MPa壓力爐為例，滿載產品(150KG)從燒結溫度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。而普通硬質合金刀片的脫蠟及燒結工藝時間大概為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，設備產出率低，運行效率低下。
[0005]為改變原有普通1.6MPa壓力燒結爐產品冷卻時間長的問題，需要徹底改變原有爐體結構以及爐內部件。現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外冷熱氣體自然緩慢對流熱交換來實現冷卻，冷卻效率低，因此需要設計一種具有冷卻功能的壓力燒結爐，以實現產品快速冷卻、提高生產效率的目的。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于:提供一種冷卻效果好、能提高生產效率和設備運行效率的壓力燒結爐。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:包括由爐門抱箍鎖緊的爐門、爐體；設置在爐體內的保溫門、料盒門、保溫筒和高溫產品區；高溫產品區內設有料盒，爐體內還設有風機、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壁之間；碳氈門和料盒門采用雙氣缸獨立開關結構，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動結構，即保溫門和料盒門分別用獨立的氣缸實現驅動，料盒門不需要彈簧實現預緊，避免了彈簧在高溫影響下變形失效影響設備穩定性，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有換熱器。氣體導流罩將保溫筒內的熱氣體封閉，構成完整的封閉冷卻循環路徑，絕大部分熱氣體經導流罩從保溫筒內進入換熱器和風機，保證了熱氣體循環效率，避免了熱氣體出現短路循環，讓經過充分冷卻的氣體循環回到高溫產品區，快速冷卻高溫產品，提高冷卻效果。經過爐壁的氣體在氣體導流板的阻擋下充分與爐殼內壁接觸進行熱交換，確保經風機擴散至爐壁的氣體在爐體內壁進行充分熱交換，將熱氣體進行冷卻，而爐殼內壁設有水夾套，而爐殼水夾套是爐內最大面積的換熱器，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。將原有平爐門結構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熱氣體抽吸到風機葉片，然后經過換熱器換熱后在圓弧形爐門導向下沿爐體內壁在氣流導流板的作用下吹掃后內爐壁，再到后爐門，在后導流罩的引導下重新回吸進高溫產品區。
[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成。采用耐高溫大口徑水冷銅管換熱器能在將高溫產品區熱氣體吸出來的同時將熱氣經銅盤管吹出去，使風機導出的熱氣體迅速冷卻，后換熱器銅管內通冷卻水，以實現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動保溫門的開啟與關閉；支撐桿通過料盒門氣缸驅動料盒門的開啟與關閉。
[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閉穩定性，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，設備進入冷卻控制系統，自動檢測爐內溫度低于1350°C以下，且在所有與快冷相關的冷卻水流量正常情況下，系統自動開啟保溫門和料盒門，然后根據爐內溫度自動選擇轉速情況下開啟風機，將高溫產品區內的熱氣快速經前導流罩導入風機的葉片，再經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；經過第一次換熱的氣體經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最大換熱器大面積接觸，進行第二次換熱；經過第二次換熱的氣體經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過三次換熱后的冷卻氣體經后導流罩循環到爐內高溫產品區，如此完成冷熱氣體循環和熱交換，將爐內高溫產品區內的產品快速冷卻，
[0018]本實用新型的效果在于:縮短了產品冷卻時間、提高了生產效率和產品燒結質量，解決了目前1.6MPa壓力燒結爐冷卻時間長，生產效率低的問題。本實用新型使用穩定可靠，特別適用于燒結小尺寸硬質合金產品。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型保溫門和料盒門雙氣缸結構的示意圖。
[0021]圖3是現有1.6MPa壓力燒結爐的結構示意圖。
[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；9、后導流罩；10、后換熱器；11、后爐門；12、冷卻水進出管；1