钨钼加工厂设计(engineering design of tungsten and molybdenum fabrication plant)

以钨、钼粉末及添加剂为原料，采用粉末冶金、真空熔铸和塑性加工工艺，生产钨、钼及其合金材的有色金属加工厂设计。

钨、钼及其合金材主要用于电子、电光源和字航工业，也是优良的高温电阻发热体和隔热屏材料。钨材有板、箔、管、棒、线等品种，一般规格范围为：板材0．1～6×30～200×50～400mm；箔材0．025～0．09×20～60mm；管材φ12～38mm；棒材φ0．8～90mm；线材φ0．005～1．8mm。钼材有板、带、箔、管、棒、线，规格范围为：板材0．1～5×50～400×100～1200mm；带材0．1～0．5×180～230mm；箔材0．01～0．09×50～200mm；管材φ5～210mm；棒材φ0．8～65mm；线材φ0．02～2．5mm。产品以热轧、退火和冷作硬化等状态供应用户。

钨、钼材需求量小，加工工艺性能又相近，一般合建工厂。年设计生产规模为数百吨至干余吨。钨钼加工厂设计的内容主要有：生产工艺选择和生产设备选择。

生产工艺选择 以粉末冶金或真空熔炼法生产出锭坯，再用塑性加工工艺生产板、带、箔、管、棒、线材。生产工艺流程见图。

锭坯生产工艺 有粉末冶金和真空熔炼两种方法。(1)粉末冶金法。以钨、钼粉末及少量其它金属氧化物、金属粉作添加剂，混合后压制成形，经预烧结和高温烧结成板、管、棒坯。此法生产流程短、成品率高，是生产小规格钨、钼坯的主要方法。(2)真空熔炼法。将钨、钼烧结条组焊成料棒或电极，用电子束熔炼或真空白耗电极电弧熔炼工艺生产铸锭。此法用于粉末冶金法难于生产的较大规格和金属纯度要求高的产品。

板带箔材生产工艺 烧结板坯可直接热轧，真空熔炼铸锭，一般先挤压或锻造成板坯，再进行热轧。热轧后温轧、冷轧，其问要进行中间退火和表面处理。对要求按消除应力状态交货的产品，温轧、冷轧后要进行成品退火。

管材生产工艺 钨管一般采用烧结管坯进行热旋压的生产工艺。钼管采用烧结管坯一热旋压，或烧结坯或锻造坯一热挤压一温轧一温拉伸的生产工艺，后一种工艺生产工序多，但产品质量和生产效率均高于前者。在旋压、轧制、拉伸时，都要进行表面处理和中间退火。

棒材和线坯的生产工艺 主要有旋锻、轧制和挤压三种。(1)旋锻。以烧结条为坯料，经几次加热一旋锻成棒材和线坯。为提高生产效率，可将几根经过旋锻的坯料用对焊焊接一高频退火的方法连接起来，然后继续旋锻成材。小规格的棒材，旋锻后再拉伸。(2)轧制烧结坯加热后在棒材或线坯轧机上轧制成材。也可在轧制后继续旋锻、拉伸成材(线坯采用轧制后旋锻的工艺)。在旋锻和轧制过程中，须进行中间退火和表面处理。(3)挤压。烧结坯或锻造坯加热后，以玻璃作润滑剂挤压成材，或再经拉伸成拉制棒。

线材生产工艺 旋锻线坯以石墨乳作润滑剂，在热态下拉伸成材。拉伸时要进行中间退火。φ0．01mm以下的超细钨丝，采用电解抛光的方法进行生产。

设备选择 包括粉末成形、烧结、真空熔炼、坯料加热、退火、锻造、轧制、挤压和拉伸等设备的选择。

粉末成形机 有钢模压力成形的粉末油压机和塑料模压力成形的油静压机两种。前者效率高，但只能生产小规格的线材、板材坯料；后者压坯密度均匀，能生产较大规格和形状较复杂的坯料。

烧结炉 有氢气保护烧结炉和真空烧结炉两种。前者烧结坯晶粒细而均匀，选用较多；后者则具有烧结坯纯度高的特点。

真空熔炼炉 有真空电子束炉和真空白耗电极电弧炉两种。前者精炼效果好，适于制取高纯钨、钼金属铸锭；后者熔炼效率高、电能消耗低。

坯料加热炉 常用的有氢气保护的钼丝电阻炉和感应电炉两种。一般选用氢气保护的钼丝电阻炉。当加热热轧板坯和挤压锭坯时，也可选用氢气保护的感应电炉，该炉加热速度快，但费用较高。

退火炉 有氢气保护的钼丝电阻退火炉和高频感应退火炉两种。前者适用于各种钨、钼材的退火，后者主要用于旋锻钨、钼棒料的中间退火。

锻造设备 有锻锤、自由锻造水压机和旋锻机。锻锤用于中小规格烧结坯的开坯。自由锻造水压机用于大规格烧结坯和真空熔铸坯的开坯。旋锻机用于钨钼棒的开坯和粗加工，旋锻机加工有单台锻打和多台(一般2～5台)串打两种方式，多台串打常与对焊机配套使用，锻打长料。

轧机 有轧制棒材和线坯的热轧机和轧制板带材的热轧机和冷轧机。棒材和线坯热轧机可选用多机座三辊Y型轧机，板材热轧及温轧多选用二辊或四辊可逆式轧机。板带材冷轧一般选用四辊可逆式轧机。冷轧0．5mm以下的带、箔材，优先选用多辊轧机。钨、钼材轧制时变形抗力大，加工硬化快，要求轧机调速范围宽、压力大、刚性好。板材热轧机和温轧机需要配备轧辊预热装置。

挤压机 见钛管棒车间设计。

拉伸机 有用于拉制管棒材的链式拉伸机(见钛管棒车间设计)和用于拉伸粗线的双头履带式拉伸机、立式圆盘拉伸机、卧式圆盘拉伸机等。钨、钼材拉伸时要有坯料加热装置(一般以煤气或天然气为燃料)。

拉丝机 有多模(单头)拉丝机和多头(单模)拉丝机两种。多模拉丝机(4～10模)生产效率高。多头拉丝机生产调度灵活，便于精度调整控制，常用于生产短料及出成品丝。加热方式按线料直径粗细分别采用煤气加热或电加热。

技术特点 钨、钼系高融点金属，加工过程中需高温加热，单位产品能源(电、煤气或天然气)消耗高。氢气(作保护气体)消耗量大，一般需自建氢气站。