鎢合金燒結氣體回收循環系統

燒結是鎢合金生產的關鍵工序。目前，無論採用何種燒結方法，鎢合金在燒結時一般均通入保護性氣體（如氫氣）。通入的氣體量均≤3m³/小時，從燒結爐排出的氣體直接排空或燃燒後排空（如氫氣），均沒有對氣體進行回收淨化迴圈再利用。

這是因為現有技術認為保護性氣體僅對燒結物料起到保護作用，僅以被燒結物料得到保護的最低限度供應就能夠滿足生產需求，由於通入保護性氣體的流量非常小，對保護性氣體回收利用的意義不大，因此也就沒有回收氣體的需求，再加上目前在還原爐上採用的氫氣回收系統設計複雜，一次性投入大，電能消耗大，運營成本高， 經濟效益差，所以目前氣體回收淨化迴圈再利用系統在燒結爐上一直沒有得到應用。

研究人員發現，燒結時鎢合金坯周圍的氣氛對燒結品質起到關鍵性和決定性的影響作用。特別是大批量燒結鎢合金時，由於鎢合金含有合金添加物，在燒結時有大量雜質排出，裝爐量越大，排出的雜質量越大，燒結氣氛越惡化。而保護性氣體可以將燒結過程中產生的大量雜質及時帶走，充分保證燒結品質。也因此，一方面需要氫氣過量來滿足燒結要求，一方面又需要減少氫氣通入量來降低成本，這是一個左右兩難的問題。

為了解決上述問題，有研究人員發明了一種用於鎢合金燒結爐的氣體回收循環系統，系統中使氣體循環再利用的方法，在燒結過程中從燒結爐的進氣口通入氣體，從出氣口排 出氣體，然後將排出的氣體依次通過換熱器、淨化裝置、風機、除油裝置、乾燥裝置，最後重新從進氣口通入爐中。

以燒結鈰鎢合金為例，將鈰鎢合金粉經冷等靜壓壓制成型，獲得鈰鎢合金條。

然後將鈰鎢合金條約310kg放入通有循環氣體的中頻爐中進行燒結。該中頻爐配備有氣體淨化迴圈再利用系統。在從室溫升溫至1200℃之前先通入常規流量（3m³/小時）的氫氣，當升溫至1200℃後增大氣體流量至 42m³/小時，開啟如本文所述的氣體淨化迴圈再利用系統，直至升溫至 2300℃，在此溫度下保溫2小時後，停止加熱，增大通入氣體流量至56m³/小時的氫氣降溫冷卻，直至約100℃時出爐前停止氫氣通入，停止氣體淨化迴圈再利用系統。

出爐後，檢測成品的鎢合金條的密度均≥18.5g/cm³，經後續旋鍛或軋製等加工，發現加工性能良好。在實驗中，名義用氫量為：≥2.8m³/kg，實際用氫量為：≤0.04m³/kg。 其中名義累計用氣量為：從裝爐到出爐，通過進氣口累計通入的氣體量，即不使用氣體回收迴圈再利用系統所消耗的氣體量；實際累計用氣量為：從裝爐到出爐過程中實際消耗的氣體量，即使用氣體回收迴圈再利用系統所消耗的氣體量。由於可見，使用氫氣回收循環系統後，鎢製品的燒結即能滿足所需的氣體保護要求，又能有效降低氫氣使用成本。

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