一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火工藝及設備的製作方法

2023-08-08 10:38:31 3

一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火工藝及設備的製作方法
【專利摘要】一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火工藝及設備。它主要是解決現有的淬火裝置淬火淬不透、淬火速度慢等技術問題。其技術方案要點是：噴嘴（1）將來料噴向至鉬輪（2），旋轉的鉬輪（2）不斷將上方噴下的來料甩飛形成高溫甩帶片，高溫甩帶片被甩入料桶（3），高溫甩帶片甩入料桶（3）後被一級冷卻板（4）阻擋折向斜下方完成一級淬火，高溫甩帶片從一級冷卻板（4）處折射至二級冷卻板（5）完成二級淬火，高溫甩帶片經過料桶（3）內壁折射至三級冷卻板（6）完成三級淬火後從出料口流向下方的振動篩（7），再經振動篩（7）振動進入成品收集罐，淬火全過程在充滿惰性氣體的密封環境進行，氣壓保持在2200Pa。它主要是用於多級快速淬火。
【專利說明】一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火工藝及設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種淬火裝置，特別是一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火工藝及設備。【背景技術】
[0002]目前，連續快淬工藝是當前較為先進的釹鐵硼磁粉生產方法，只有少數企業掌握了此工藝的核心技術。傳統的電弧熔煉單輥甩帶法製備粘結釹鐵硼磁粉對合金熔煉的要求不是很高，但對連續快淬甩帶而言，其熔煉要求較高，要求實現高潔淨度，否則重熔後溶液裡的氧化物和雜質會堵住噴嘴使生產無法進行，因此高潔淨度冶煉是此工藝的關鍵技術，本發明採用高真空環境下升溫高純度氬氣來對冶煉過程進行保護。傳統工藝是將鑄錠用破碎機破碎成3-10mm的顆粒裝入電弧溢流式快淬爐中加熱融化並甩成厚30_50mm、寬l_30mm的非晶薄帶，由於設備本身的缺陷，薄帶是在非熱力學平衡的條件下製成，其性能和一致性均不佳，無法進行長時間連續生產，而連續快淬解決了這個問題。本發明還通過高速旋轉的鑰輪2，利用強制換熱技術對薄帶的質量、磁粉的性能產生有利影響，以提高產品生產效率及收益率，使產品具有較高的帶厚和微觀組織均勻度，合金晶粒細小，主相含量高，並能節約稀土金屬，抑制不利相的生成。本發明不但能提高淬火效率、使材料淬火更透徹，而且還能提高材料淬火後的磁性能、加強材料的耐腐蝕性能
市場上常見的熱交換器都需要持續輸入專門的製冷劑、冷卻劑來中和熱能。在釹鐵硼磁粉生產過程中產生的回水含有大量熱能，使用常見的熱交換器不斷輸入冷卻水排出高溫回水會大量浪費水資源和能源，使得生產成本過高。而釹鐵硼磁粉生產過程中需要使用惰性氣體，而惰性氣體呈液態時最方便運輸，但在生產過程中卻要求惰性氣體以氣態存在，氣化液態惰性氣體需要大量的熱能，如果直接輸出極易凍壞輸送管道，故而需要提供熱量。為了提供氣化液態惰性氣體所需要的熱量以及合理利用高溫回水，本發明利用惰性氣體氣化的過程製冷吸收高溫回水的熱量，回水大幅降溫成為低溫的冷卻水，既不需為氣化液態惰性氣體提供額外熱源，又使冷卻水得以循環利用。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種淬火更透、淬火後磁性能更好、淬火速度更快的釹鐵硼磁粉生產的多級淬火工藝及設備。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:噴嘴(I)將來料噴向至鑰輪(2)，旋轉的鑰輪(2)不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，高溫甩帶片被甩入料桶(3)，高溫甩帶片甩入料桶(3)後被一級冷卻板(4)阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，高溫甩帶片從一級冷卻板(4)處折射至二級冷卻板
[5]上並再次折射向料桶(3)內壁，完成二級淬火，高溫甩帶片經過料桶(3)內壁折射至三級冷卻板(6)，完成三級淬火，完成三級淬火的材料從出料口流向下方的振動篩(7)，再經振動篩(7)振動進入成品收集罐，整個淬火過程需在充滿惰性氣體的密封環境下進行，氣壓大約保持在2200Pa 本發明它包括噴嘴1、鑰輪2、料桶3、一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6，噴嘴I下方設置有鑰輪2，位於鑰輪2旋轉拋甩方向的一側設置有對應入料口的料桶3，在料桶3上部對應入料口的另一側設置有向下傾斜的一級冷卻板4，在料桶3中部位於一級冷卻板4下部另一側的位置設置有二級冷卻板5，在料桶3下部位於二級冷卻板5下部另一側的位置設置有三級冷卻板6，料桶3的下部設置有出料口，裝置內充滿惰性氣體。
[0005]本發明所述一級冷卻板4內部設置有用於熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板出水口 41和冷卻板進水口 42。
[0006]本發明在二級冷卻板5和三級冷卻板6內部分別設置有用於熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板進水口和出水口。
[0007]本發明在一級冷卻板4、二級冷卻板5、或三級冷卻板6工作面表層設置有耐磨塗層。
[0008]本發明在料桶3下方對應其出料口處設置有振動篩7。
[0009]本發明所述專用熱交換器包括箱體8、隔板12、蓋板9、通氣閥13，箱體8內設置有三塊或三塊以上隔板12，箱體8設置有出水管14，製冷管10設置在箱體8內，製冷管10內輸有液態惰性氣體，箱體8的頂部設置有蓋板9，蓋板上設置有通氣閥13，回水管11與箱體8內部相通，所述通氣閥13設置在蓋板9中心處與箱體8內部相通，所述製冷管10的輸入管31和輸出管32分別靠近箱體8兩側內壁設置在蓋板9上，製冷管10外壁還設置有傳熱片，所述回水管11設置在輸出管32與較近箱體8內壁之間的蓋板9上或直接設置在箱體8上，回水管11上設置有溫度表41，所述出水管14設置在箱體8底部，靠近箱體8外壁的一側設置有球閥71，球閥71的另一側設置有水流量計72，水流量計72的另一側設置有水泵73，水泵73的另一側設置有出水溫度表74。
[0010]本發明所述惰性氣體採用氮N2或氬Ar。
[0011]本發明的有益效果是:本發明採用高真空環境下升溫高純度氬氣來對冶煉過程進行保護，實現高潔淨度；本發明製成的薄帶性能和一致性俱佳，可進行長時間連續生產；本發明還通過高速旋轉的鑰輪2，利用強制換熱技術對薄帶的質量、磁粉的性能產生有利影響，以提高產品生產效率及收益率，使產品具有較高的帶厚和微觀組織均勻度，合金晶粒細小，主相含量高，並能節約稀土金屬，抑制不利相的生成；本發明不但能提高淬火效率、使材料淬火更透徹，而且還能提高材料淬火後的磁性能、加強材料的耐腐蝕性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的結構示意圖。
[0013]圖2是本發明一級冷卻板的結構示意圖。
[0014]圖3是本發明圖2的俯視結構示意圖。
[0015]圖4是本發明二、三級冷卻板的結構示意圖。
[0016]圖5是本發明圖4的俯視結構示意圖。
[0017]圖6是本發明專用熱交換器的結構示意圖。
[0018]圖7是本發明圖6的俯視結構示意圖。
[0019]圖中:1-噴嘴，2-鑰輪，3-料桶，4- 一級冷卻板，41-冷卻板出水口，42-冷卻板進水口，5- 二級冷卻板,6-三級冷卻板,7-振動篩,8-箱體,9-蓋板,10-製冷管，11-回水管，12-隔板，13-通氣閥，14-出水管，31-輸入管，32-輸出管，41-溫度表，71-球閥，72-水流量計，73-水泵，74-水溫度表。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0021]實施例1，本發明噴嘴I將來料噴向至鑰輪2，來料一般為1300°C的鋼水，旋轉的鑰輪2不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在與鑰輪2接觸時會滲入微量的鑰Mo，材料中加入鑰，可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，此時高溫甩帶片的溫度大約在800°C左右，高溫甩帶片被甩入料桶3，位於鑰輪2旋轉拋甩方向的一側設置有對應入料口的料桶3，在料桶3上部對應入料口的另一側設置有向下傾斜的一級冷卻板4，高溫甩帶片甩入料桶3後被一級冷卻板4阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，在料桶3中部位於一級冷卻板4下部另一側的位置設置有二級冷卻板5，高溫甩帶片從一級冷卻板4處折射至二級冷卻板5上並再次折射向料桶3內壁，完成二級淬火，在料桶3下部位於二級冷卻板5下部另一側的位置設置有三級冷卻板6，高溫甩帶片經過料桶3內壁折射至三級冷卻板6，完成三級淬火，此時高溫甩帶片的溫度降至200 V，料桶3的下部設置有出料口，完成三級淬火的材料從出料口出去，裝置內充滿惰性氣體，所有冷卻水的循環都通過管道與專用的熱交換器相連，整個裝置處在充滿惰性氣體的密封環境，氣壓大約保持在2200Pa，所述惰性氣體採用氮N2或氬Ar，液態氮N2成本低但相對液態氬Ar更易電離，在淬火過程中易對材料產生不利影響，故優選液態氬Ar。參閱圖1至圖7。
[0022]實施例2，本發明包括噴嘴1、鑰輪2、料桶3、一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6，來料進入料桶3後在一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6及料桶3筒壁之間流動，噴嘴I下方設置有鑰輪2，來料從噴嘴I向下噴出至鑰輪2，來料一般為1300°C的鋼水，旋轉的鑰輪2不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在與鑰輪2接觸時會滲入微量的鑰Mo，材料中加入鑰，可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，此時高溫甩帶片的溫度大約在800°C左右，高溫甩帶片被甩入料桶3，位於鑰輪2旋轉拋甩方向的一側設置有對應入料口的料桶3，在料桶3上部對應入料口的另一側設置有向下傾斜的一級冷卻板4，高溫甩帶片甩入料桶3後被一級冷卻板4阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，在料桶3中部位於一級冷卻板4下部另一側的位置設置有二級冷卻板5，高溫甩帶片從一級冷卻板4處折射至二級冷卻板5上並再次折射向料桶3內壁，完成二級淬火，在料桶3下部位於二級冷卻板5下部另一側的位置設置有三級冷卻板6，高溫甩帶片經過料桶3內壁折射至三級冷卻板6，完成三級淬火，此時高溫甩帶片的溫度降至200°C，料桶3的下部設置有出料口，完成三級淬火的材料從出料口出去，裝置內充滿惰性氣體，所有冷卻水的循環都通過管道與專用的熱交換器相連，整個裝置處在充滿惰性氣體的密封環境，氣壓大約保持在2200Pa，所有冷卻水的循環都通過管道與專用熱交換器相連，專用熱交換器利用液態惰性氣體氣化時需要吸收大量熱量的特性大幅降低高溫回水的溫度，既為液態惰性氣體氣化提供了熱源，又使回水變為冷卻水，可以重新進入循環利用，大大節約了水資源和能源，在一定程度上降低了生產成本，且能達到更好的淬火效果。參閱圖1至圖7。其餘同實施例1。[0023]實施例3，所述一級冷卻板4內部設置有用於熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板出水口 41和冷卻板進水口 42，不斷循環注入冷卻水進行熱交換將一級冷卻板4維持在較低溫度。參閱圖1至圖7，其餘同上述實施例。
[0024]實施例4，本發明還可在二級冷卻板5和三級冷卻板6內部分別設置有用於熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板進水口和出水口，不斷循環注入冷卻水進行熱交換將一級冷卻板4維持在較低溫度。參閱圖1至圖7，其餘同上述實施例。
[0025]實施例5，本發明所述一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6及料桶3內壁設有耐磨塗層，塗層除了耐磨以外還可以提高淬火效果以及淬火速度，加快來料淬透的過程。參閱圖1至圖7，其餘同上述實施例。
[0026]實施例6，本發明在料桶3下方對應其出料口處設置有振動篩7，從料桶3出料口出來的材料可以在振動篩7上再次淬火，更進一步提高淬火的效果，達到多級淬火提高材料相關性能的目的。參閱圖1至圖7，其餘同上述實施例。
[0027]實施例7，本發明所述專用熱交換器包括箱體8、隔板12、蓋板9、通氣閥13，其特徵是:箱體8內設置有三塊或三塊以上隔板12，可以使回水曲折流動，增加回水與製冷管10接觸時間和接觸面積，使回水降溫更快，箱體8設置有出水管14，冷卻後的水再通過出水管進入釹鐵硼磁粉生產的冷卻水循環系統，製冷管10設置在箱體8內，充分與箱體8內的回水接觸，製冷管10內輸有液態惰性氣體，使回水冷卻的同時也吸收到氣化需要的熱能，氣化後可注入釹鐵硼磁粉生產的多級淬火裝置，箱體8的頂部設置有蓋板9，蓋板上設置有通氣閥13，可溝通箱體內外空氣平衡溫差，回水管11與箱體8內部相通，從釹鐵硼磁粉生產的冷卻水循環系統接收回水注入箱體8內，所述通氣閥13設置在蓋板9中心處與箱體8內部相通，可溝通箱體內外空氣平衡溫差，製冷管10的輸入管31和輸出管32分別靠近箱體8兩側內壁設置在蓋板9上，製冷管10外壁還設置有傳熱片，可以加快熱能傳導速度，所述回水管11設置在輸出管32與較近箱體8內壁之間的蓋板9上或直接設置在箱體8上，優選為設置在蓋板9上，也可根據實際需要選擇設置在箱體8上或其他位置，回水管11上設置有溫度表41，可隨時回水監控溫度，所述出水管14設置在箱體8底部，設置在箱體8底部最方便出水，如有其他原因而不能設置在底部時，也可設置在其他位置，靠近箱體8外壁的一側設置有球閥71，控制出水，球閥71的另一側設置有水流量計72，實時監控出水流量，水流量計72的另一側設置有水泵73，若水壓不夠時可用以抽水，水泵73的另一側設置有出水溫度表74，監控出水溫度是否達標。參閱圖1至圖7，其餘同上述實施例。
[0028]實施例8，本發明所述惰性氣體採用氮N2或氬Ar，液態氮N2成本低但相對液態氬Ar更易電離，在淬火過程中易對材料產生不利影響，故優選液態氬Ar。參閱圖1至圖7，其餘同上述實施例。
【權利要求】
1.一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火工藝，其特徵是:噴嘴(I)將來料噴向至鑰輪(2)，旋轉的鑰輪(2)不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，高溫甩帶片被甩入料桶(3)，高溫甩帶片甩入料桶(3)後被一級冷卻板(4)阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，高溫甩帶片從一級冷卻板(4)處折射至二級冷卻板(5)上並再次折射向料桶(3)內壁，完成二級淬火，高溫甩帶片經過料桶(3)內壁折射至三級冷卻板(6)，完成三級淬火，完成三級淬火的材料從出料口流向下方的振動篩(7)，再經振動篩(7)振動進入成品收集罐，整個淬火過程需在充滿惰性氣體的密封環境下進行，氣壓大約保持在2200Pa。
2.一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火設備，其特徵是:它包括噴嘴(I)、鑰輪(2)、料桶(3 )、一級冷卻板(4)、二級冷卻板(5 )、三級冷卻板(6 )，噴嘴(I)下方設置有鑰輪(2 )，位於鑰輪(2 )旋轉拋甩方向的一側設置有對應入料口的料桶(3 )，在料桶(3 )上部對應入料口的另一側設置有向下傾斜的一級冷卻板(4)，在料桶(3)中部位於一級冷卻板(4)下部另一側的位置設置有二級冷卻板(5)，在料桶(3)下部位於二級冷卻板(5)下部另一側的位置設置有三級冷卻板(6)，料桶(3)的下部設置有出料口，裝置內充滿惰性氣體，冷卻水循環管道與專用熱交換器相連。
3.根據權利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火設備，其特徵是:所述一級冷卻板(4)內部設置有用於熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板出水口(41)和冷卻板進水口(42)。
4.根據權利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火設備，其特徵是:在二級冷卻板(5)和三級冷卻板(6)內部分別設置有用於熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板進水口和出水口。
5.根據權利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火設備，其特徵是:在一級冷卻板(4)、二級冷卻板(5)、或三級冷卻板(6)工作面表層設置有耐磨塗層。
6.根據權利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火設備，其特徵是:在料桶(3)下方對應其出料口處設置有振動篩(7 )。
7.根據權利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火設備，其特徵是:所述專用熱交換器包括箱體(8)、隔板(12)、蓋板(9)、通氣閥(13)，箱體(8)內設置有三塊或三塊以上隔板(12)，箱體(8)設置有出水管(14)，製冷管(10)設置在箱體(8)內，製冷管(10)內輸有液態惰性氣體，箱體(8)的頂部設置有蓋板(9)，蓋板上設置有通氣閥(13)，回水管(11)與箱體(8)內部相通，所述通氣閥(13)設置在蓋板(9)中心處與箱體(8)內部相通，所述製冷管(10)的輸入管(31)和輸出管(32)分別靠近箱體(8)兩側內壁設置在蓋板(9)上，製冷管(10)外壁還設置有傳熱片，所述回水管(11)設置在輸出管(32)與較近箱體(8)內壁之間的蓋板(9)上或直接設置在箱體(8)上，回水管(11)上設置有溫度表(41)，所述出水管(14)設置在箱體(8)底部，靠近箱體(8)外壁的一側設置有球閥(71)，球閥(71)的另一側設置有水流量計(72)，水流量計(72)的另一側設置有水泵(73)，水泵(73)的另一側設置有出水溫度表(74)。
8.根據權利要求2或7所述一種釹鐵硼磁粉生產的多級淬火設備，其特徵是:所述惰性氣體採用氮(N2)或氬(Ar)。
【文檔編號】B22F9/04GK103817338SQ201410084717
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】鮑宇飛, 李運湘 申請人:湖南京湘磁業有限公司