钨条车间设计(design of tungsten rod shop)

以金属钨粉和掺杂钨粉为原料，采用粉末冶金法，制取金属钨条的钨冶炼厂车间设计。

按钨条(棒、锭)的成分可分为纯钨条、掺杂钨条(条中加入硅、铝、钾、钍、铼等)及合金钨条(WCu、WAg、WFeNi和WM)。各国有不同的技术标准，牌号(或规格)繁多。纯钨条(棒、锭)牌号有W-1、W-2、VWBID、VWBIE、VWBIG、VWB2S和VWB2D；掺杂钨条(棒)牌号有WAl-1、WAl-2、WAl-3、VM、W5Re、W26Re、WCe；EWTh-1和EWTh-2条(棒)牌号有VTWBID、VTWBIC、WTWB2C和KM等。按用途分为冶金钨条(棒)和加工用钨条(棒)，前者用于熔炼特殊合金钢及钨基高温合金，对钨条的纯度有严格要求；后者用于制造钨电极、接点、灯泡丝、卤素灯、电炉发热体、电子管丝极和打印针等，对钨条(棒)的物理、化学性能如密度、成分、金相组织结构、强度和弯曲度等都有严格要求。钨条(棒)的断面形状有正方形、矩形、八角形和圆形等，常见坯条尺寸正方形条坯有：14mm×14mm×400mm、14mm×14mm×610mm、14．6mm×14．6mm×910mm，这些条单重一般为0．7～6kg／根；八角形条坯20mm×20mm×600mm；矩形坯条有40mm×75mm×600Mm、15．7mm×17．5mm×400mm；圆形条坯有φ20×610mm、φ140×50mm；最大为φ250×1000Mm，重400kg。

工艺流程选择 工业上用粉末冶金法，即用钨粉或含添加剂成分的钨粉，经模压成形一预烧一垂熔烧结和等静压成形一间接烧结成条(掺杂条、合金条)两种工艺，前一种工艺常用于小条大批量生产。高纯钨产品一般经电子束熔炼。

由钨粉制取钨条，主要过程有成形和烧结两部分。

(1)成形。有模压(机械成形法)和等静压成形两种方法。前者一般只用于压制尺寸和单重小的坯条，操作较容易，能较准确地控制坯条尺寸及外观质量，但压坯密度小而不均匀。等静压成形方法能压制单重和尺寸较大的坯条(形状有圆形、长方形和矩形)、管坯和复杂零件，压坯密度大且均匀。但压坯尺寸及外观质量较模压法差，一般在烧结前要进行机械加工整形。

(2)烧结。有垂熔烧结(直接烧结法)和间接烧结法。烧结前压坯要进行预烧脱除成形剂。垂熔烧结只用于小坯条烧结。间接烧结法又分氢气保护烧结和真空烧结工艺，可烧结大尺寸钨坯或要经过机械加工的钨部件。

钨条(棒)生产原则工艺流程见图。

钨粉钨条(棒)生产原则工艺流程图

主要设备选择 包括压制设备和烧结设备的选择。

(1)压制设备。主要有液压机和等静压机。液压机价格低，操作较容易，一般常用500t液压机。冷等静压机设备投资大，一般由高压容器、超高压泵或超高压缩机、管路系统和控制系统组成，可采用手动或自动卸压阀、爆破阀，工作安全可靠，操作方便。常用型号有LDJ系列，工作缸内径为φ100～1000mm，额定工作压力为250～500MPa，根据压坯要求选定。

(2)烧结设备。常用的有垂熔炉、钼丝炉、真空或氢气保护感应炉和电子轰击炉。根据压坯规格选择，烧结前一般需要用钼丝炉预烧。垂熔炉有双罩、三罩和多罩几种形式，一般用于烧结小的压坯，每罩垂熔2根条(或1根条)。中频感应炉一次每炉可烧多根条，产量大，较垂熔炉省电，但投资多。

车间配置与技术要求 一般采用单层厂房，净高大于6．5m。根据生产要求分区布置设备，压制成形设备、预烧和烧结设备分区布置于不同场所。冷等静压机作业厂房要有安全措施。液压机房和料库房的温度一般保持在20～25℃，相对湿度在60％～65％，并要防尘。垂熔炉、感应炉和冷等静压机不能停水、断电。生产用氢场所要有防爆、防火措施。

主要技术指标 钨的直收率为93％～94％；钨的总收率为98．5％～9g％。