钨合金烧结气体回收循环系统

烧结是钨合金生产的关键工序。目前，无论采用何种烧结方法，钨合金在烧结时一般均通入保护性气体（如氢气）。通入的气体量均≤3m³/小时，从烧结炉排出的气体直接排空或燃烧后排空（如氢气），均没有对气体进行回收净化循环再利用。

这是因为现有技术认为保护性气体仅对烧结物料起到保护作用，仅以被烧结物料得到保护的最低限度供应就能够满足生产需求，由于通入保护性气体的流量非常小，对保护性气体回收利用的意义不大，因此也就没有回收气体的需求，再加上目前在还原炉上采用的氢气回收系统设计复杂，一次性投入大，电能消耗大，运营成本高， 经济效益差，所以目前气体回收净化循环再利用系统在烧结炉上一直没有得到应用。

研究人员发现，烧结时钨合金坯周围的气氛对烧结质量起到关键性和决定性的影响作用。特别是大批量烧结钨合金时，由于钨合金含有合金添加物，在烧结时有大量杂质排出，装炉量越大，排出的杂质量越大，烧结气氛越恶化。而保护性气体可以将烧结过程中产生的大量杂质及时带走，充分保证烧结质量。也因此，一方面需要氢气过量来满足烧结要求，一方面又需要减少氢气通入量来降低成本，这是一个左右两难的问题。

为了解决上述问题，有研究人员发明了一种用于钨合金烧结炉的气体回收循环系统，系统中使气体循环再利用的方法，在烧结过程中从烧结炉的进气口通入气体，从出气口排 出气体，然后将排出的气体依次通过换热器、净化装置、风机、除油装置、干燥装置，最后重新从进气口通入炉中。

以烧结铈钨合金为例，将铈钨合金粉经冷等静压压制成型，获得铈钨合金条。

然后将铈钨合金条约310kg放入通有循环气体的中频炉中进行烧结。该中频炉配备有气体净化循环再利用系统。在从室温升温至1200℃之前先通入常规流量（3m³/小时）的氢气，当升温至1200℃后增大气体流量至 42m³/小时，开启如本文所述的气体净化循环再利用系统，直至升温至 2300℃，在此温度下保温2小时后，停止加热，增大通入气体流量至56m³/小时的氢气降温冷却，直至约100℃时出炉前停止氢气通入，停止气体净化循环再利用系统。

出炉后，检测成品的钨合金条的密度均≥18.5g/cm³，经后续旋锻或轧制等加工，发现加工性能良好。在实验中，名义用氢量为：≥2.8m³/kg，实际用氢量为：≤0.04m³/kg。 其中名义累计用气量为：从装炉到出炉，通过进气口累计通入的气体量，即不使用气体回收循环再利用系统所消耗的气体量；实际累计用气量为：从装炉到出炉过程中实际消耗的气体量，即使用气体回收循环再利用系统所消耗的气体量。由于可见，使用氢气回收循环系统后，钨制品的烧结即能满足所需的气体保护要求，又能有效降低氢气使用成本。

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