專利名稱：金屬粉末的氣體還原設(shè)備及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及鐵粉等金屬粉末的氣體還原設(shè)備及制備方法。除鐵粉外，該設(shè)備及方法也可用于鎢粉、鉬粉、銅粉、鎳粉、鈷粉等的制備。
背景技術(shù)：
粉末注射成型是粉末冶金技術(shù)同塑料注射成形技術(shù)相結(jié)合的一項新工藝，其過程是將粉末與熱塑性材料均勻混合后形成具有良好流動性的流態(tài)物質(zhì)，而后把這種流態(tài)物質(zhì)在注射成形機上經(jīng)一定的溫度和壓力注入模具，從而制出形狀復(fù)雜的坯塊。粉末注射成型常用的粉末粒徑大小一般在1 20um以下，粉末形狀多為球形。鐵粉是粉末注射成型過程中重要的基礎(chǔ)材料，其用量超過粉末注射成型所用粉末的50%，市場需求量非常巨大。由于粉末注射成型技術(shù)對于所用鐵粉的性能要求為粒徑小、 粒度均勻、分布范圍窄、流動性能好，而且多為球狀或近球狀，故現(xiàn)在市場上用于粉末注射成型超細鐵粉主要為羰基法鐵粉和水霧法鐵粉。羰基鐵粉的生產(chǎn)過程對原料要求嚴格，一般以還原海綿鐵為原料，同時需要制取純度較高的一氧化碳，在高溫、高壓下完成合成反應(yīng)和分解反應(yīng)。羰基法生產(chǎn)出鐵粉性能優(yōu)異，達到注射成型超細鐵粉要求，但羰基法生產(chǎn)鐵粉的工藝流程較復(fù)雜、技術(shù)上難度較大、 生產(chǎn)成本高，目前世界上只有德國、前蘇聯(lián)等少數(shù)幾個國家掌握該工藝。水霧法鐵粉的生產(chǎn)是用高壓水將熔融的鋼液在霧化器內(nèi)切斷、分散、裂化而成為微小液滴，再經(jīng)脫水、烘干、篩分、生粉高溫還原、粉餅破碎、篩分、合批等工序精制而成。水霧化鐵粉具有化學(xué)純度高等優(yōu)點，但水霧法生產(chǎn)過程能耗高、涉及到裝置設(shè)備投資大、產(chǎn)品性能無法全部滿足注射成型超細鐵粉使用要求，故發(fā)展也受到一定程度的制約。公開號為CN201677036U的實用新型專利提供了一種利用回轉(zhuǎn)窯對鐵粉進行二次氫還原的裝置，并具體公開了 a、一個兩端分別設(shè)有進料裝置和出料裝置的長筒形反應(yīng)容器；b、與該反應(yīng)容器導(dǎo)通且遠離所述進料裝置的氫氣進氣管；C、反應(yīng)容器安裝在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上并連接回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。該文獻同時還指出其還原方式可使鐵粉與氫氣充分接觸而提高還原效果。雖然采用回轉(zhuǎn)窯并通過氣體還原劑制備金屬粉末的技術(shù)方案已被上述文獻所公開，但是，回轉(zhuǎn)窯采用的是爐內(nèi)加熱方式來達到還原反應(yīng)所需的高溫環(huán)境，因此爐內(nèi)的還原氣氛穩(wěn)定性較差，工況波動大，必然會對所制備的金屬顆粒的形態(tài)造成一定程度的影響。公開號為CN201811564U的實用新型專利提供了一種多段式高溫還原回轉(zhuǎn)窯，該回轉(zhuǎn)窯為一個由窯體、高溫熔融還原段窯體和熔融排渣段窯體所構(gòu)成的三段變徑結(jié)構(gòu)，其中，熔融排渣段窯體的管徑>高溫熔融還原段窯體的管徑>窯體的管徑。該專利文獻未闡述“變徑”的作用及帶來的技術(shù)效果，因此只能推斷其目的是為了實現(xiàn)上述三段的依次連接和分別驅(qū)動。另外，該專利文獻同樣采用的是爐內(nèi)加熱方式，故依然存在還原氣氛不穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可制備出粒徑小、粒度均勻的金屬粉末的氣體還原設(shè)備。此外，本發(fā)明還要提供一種可制備出粒徑小、粒度均勻的金屬粉末的制備方法。為此，本發(fā)明的氣體還原設(shè)備包括一個兩端分別設(shè)有進料裝置和出料裝置的長筒形反應(yīng)容器以及與該反應(yīng)容器導(dǎo)通且遠離所述進料裝置的還原氣進氣管，該反應(yīng)容器安裝在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上并連接回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，此外，該反應(yīng)容器是由反應(yīng)段爐體以及分別位于該反應(yīng)段爐體兩端的進料段爐體和出料段爐體所構(gòu)成，所述進料段爐體的端口和出料段爐體的端口分別經(jīng)防進氣結(jié)構(gòu)連接進料裝置和出料裝置，所述反應(yīng)段爐體的外部且位于進料段爐體和出料段爐體之間設(shè)有加熱爐，進料段爐體和出料段爐體分別經(jīng)旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)支撐而使反應(yīng)段爐體懸置于加熱爐的爐腔內(nèi)。本發(fā)明的氣體還原設(shè)備同樣借鑒了回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)特點，但與現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯不同的是，該設(shè)備并未采用爐內(nèi)加熱方式，而是通過位于反應(yīng)段爐體外部的加熱爐實現(xiàn)對反應(yīng)容器的爐外加熱，并且本發(fā)明還提供了將進料段爐體和出料段爐體分別經(jīng)旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)支撐而使反應(yīng)段爐體懸置于加熱爐的爐腔內(nèi)進而實現(xiàn)爐外加熱的具體技術(shù)手段。爐外加熱的優(yōu)點就在于反應(yīng)段爐體內(nèi)的還原氣氛穩(wěn)定性加強，加熱爐內(nèi)燃燒工況的變化對還原反應(yīng)的影響減弱，從而在相對穩(wěn)定的加熱狀態(tài)下使中間體粉末原料與氣體還原劑旋轉(zhuǎn)、混合，并隨著氣相遷移的發(fā)生，顆粒重組，生產(chǎn)出顆粒形貌接近或達到球狀、顆粒粒徑小、粒度均勻、分布范圍窄、流動性能好的金屬粉末。作為對上述技術(shù)方案的進一步改進，所述反應(yīng)容器是由反應(yīng)段爐體以及分別位于該反應(yīng)段爐體的兩端且管徑均小于該反應(yīng)段爐體的進料段爐體和出料段爐體所構(gòu)成的變徑爐筒。此處的變徑爐筒并不同于背景技術(shù)中所引用的三段變徑結(jié)構(gòu)。首先，本發(fā)明的變徑爐筒是一個兩端較細且中間較粗的結(jié)構(gòu)，其主要作用是利用變徑爐筒兩端收緊的進料段爐體和出料段爐體使粉末物質(zhì)能夠更長時間的停留且相對自由的在反應(yīng)段爐體內(nèi)進行還原反應(yīng)，而現(xiàn)有的三段變徑結(jié)構(gòu)是一個三段管徑沿進出料方向依次增大的結(jié)構(gòu)，其主要作用是實現(xiàn)三段窯體的依次連接和分別驅(qū)動，且并不能產(chǎn)生限制物料運動且使物料在特定的爐筒內(nèi)相對自由反應(yīng)的技術(shù)效果。此外，本發(fā)明的反應(yīng)容器是一體結(jié)構(gòu)，進料段爐體、反應(yīng)段爐體和出料段爐體并不能相對轉(zhuǎn)動。由于進料段爐體和出料段爐體分別經(jīng)旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)進行支撐，倘若將進料段爐體和出料段爐體設(shè)計成大小不同的兩種管徑，就會導(dǎo)致反應(yīng)容器和旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)的制造和裝配難度較大。對此，本發(fā)明建議設(shè)計成進料段爐體的管徑與出料段爐體的管徑大小相等、且進料段爐體與出料段爐體分別經(jīng)圓錐臺形變徑管與反應(yīng)段爐體的兩端連接使反應(yīng)容器形成同心變徑爐筒的形式。這樣，既能夠通過先分別加工出進料段爐體、反應(yīng)段爐體和出料段爐體然后再將三者經(jīng)圓錐臺形變徑管焊接成一體來相對輕松的制造出變徑爐筒，同時又可使進料段爐體和出料段爐體同心且管徑大小相等，從而便于旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置以及變徑爐筒的裝配，并減小設(shè)備裝配的誤差。作為對上述方案的又一改進，該加熱爐具有多個可單獨控溫的加熱單元，這些加熱單元沿反應(yīng)段爐體長度方向依次排列，每一個加熱單元內(nèi)均設(shè)有用于測量該加熱單元爐腔溫度的溫度傳感器。針對各加熱單元的爐腔溫度既可以通過溫度控制器實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，也可以由操作者根據(jù)溫度傳感器的顯示進行手動調(diào)節(jié)。各加熱單元的加熱方式可采用電加熱、氣體燃燒加熱等等。通過上述各加熱單元可實現(xiàn)對反應(yīng)段爐體的分區(qū)加熱和供溫，這樣就可以根據(jù)所要制備的金屬粉末的特點調(diào)節(jié)、選取不同的分區(qū)加熱方式，以實現(xiàn)充分反應(yīng)。作為本發(fā)明中進料裝置與進料段爐體連接的具體結(jié)構(gòu)，所述進料裝置包括一個螺旋輸送器，該螺旋輸送器中內(nèi)置有進料螺桿的進料管穿過安裝于進料段爐體端口處的進料密封倉后伸入進料段爐體，該進料密封倉連接有單向排氣裝置。進料密封倉為一中空容器， 它與進料段爐體的端口以及進料管的連接處均設(shè)有密封元件，從而實現(xiàn)對進料段爐體端口的密封。由于進料密封倉連接有單向排氣裝置，因此反應(yīng)容器中經(jīng)還原反應(yīng)剩余的氣體將從該單向排氣裝置排出。單向排氣裝置可以采用單向排氣閥、水封裝置等等。螺旋輸送器為現(xiàn)有設(shè)備，其外部可設(shè)料倉，用于向螺旋輸送器添加還原反應(yīng)所需的中間體粉末原料。在上述進料裝置中，所述進料管最好伸入進料段爐體的末端且偏離進料段爐體的中心軸線。采用這種設(shè)計的目的在于當進料段爐體與反應(yīng)段爐體一起做回轉(zhuǎn)運動時，若進料管偏離進料段爐體的中心軸線，相當于使進料管繞進料段爐體的中心軸線發(fā)生公轉(zhuǎn)，因此進料管會在進料段爐體內(nèi)產(chǎn)生對粉末物質(zhì)的攪動，使加入的粉末更加松散以提高其流動性，并快速的進入到反應(yīng)段爐體中。上述方式提高了加料效率，并有利于后續(xù)更加充分的進行還原反應(yīng)。作為本發(fā)明中出料裝置與出料段爐體連接的具體結(jié)構(gòu)，所述出料裝置由兼作防進氣結(jié)構(gòu)的出料密封倉構(gòu)成，其底部設(shè)有防進氣出料開關(guān)，所述還原氣進氣管經(jīng)出料密封倉插入出料段爐體內(nèi)。與進料密封倉相似，出料密封倉也為一中空容器，并通過與出料段爐體的端口以及還原氣進氣管的連接處設(shè)置的密封元件來實現(xiàn)對出料段爐體端口的密封。其底部的防進氣出料開關(guān)可以采用雙閥門組合出料結(jié)構(gòu)來防止氣體的進入?？紤]到設(shè)備冷卻，該粉體還原設(shè)備還包括分別安裝在進料段爐體和出料段爐體外壁上的水冷卻裝置以及用于該水冷卻裝置的冷卻水輸送及回收系統(tǒng)。本發(fā)明的金屬粉末制備方法是通過將中間體粉末原料與氣體還原劑在反應(yīng)容器內(nèi)混合反應(yīng)來制備金屬粉末，其間，反應(yīng)容器經(jīng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動而持續(xù)回轉(zhuǎn)且反應(yīng)容器內(nèi)的粉末與氣體還原劑互朝相反的方向運動，該反應(yīng)容器上具有一段用于使中間體粉末原料與氣體還原劑混合并發(fā)生還原反應(yīng)的反應(yīng)段爐體，該反應(yīng)段爐體內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)的過程是在對該反應(yīng)段爐體的外部進行加熱的條件下進行的。與本發(fā)明的氣體還原設(shè)備一樣，該方法同樣是在借鑒回轉(zhuǎn)窯的還原反應(yīng)特點的基礎(chǔ)上提出了料爐外加熱方式，因此反應(yīng)段爐體內(nèi)的還原氣氛穩(wěn)定性加強，加熱爐內(nèi)燃燒工況的變化對還原反應(yīng)的影響減弱，從而在相對穩(wěn)定的加熱狀態(tài)生產(chǎn)出顆粒形貌接近或達到球狀、顆粒粒徑小、粒度均勻、分布范圍窄、流動性能好的金屬粉末。作為改進，所述反應(yīng)容器被設(shè)置成由反應(yīng)段爐體以及分別位于該反應(yīng)段爐體的兩端且管徑均小于該反應(yīng)段爐體的進料段爐體和出料段爐體所構(gòu)成的變徑爐筒，其中的粉末從進料段爐體被驅(qū)動朝出料段爐體運動。再次強調(diào)，利用變徑爐筒兩端收緊的進料段爐體和出料段爐體使粉末物質(zhì)能夠更長時間的停留且相對自由的在反應(yīng)段爐體內(nèi)進行還原反應(yīng)。經(jīng)試驗證明，當采用本發(fā)明的設(shè)備和方法來制備注射成型用超細鐵粉時，可得到形貌接近或達到球狀、顆粒粒徑小、粒度均勻、分布范圍窄、流動性能好的注射成型用鐵粉，同時可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)、產(chǎn)量大、生產(chǎn)成本低。


圖1為本發(fā)明的氣體還原設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是沿圖1中A-A向剖視圖。圖中標記為加熱爐1、加熱單元101、溫度傳感器102、爐體側(cè)蓋103、爐體頂蓋 104、加熱電阻絲105、耐火材料106、耐火纖維107、反應(yīng)容器2、進料段爐體201、反應(yīng)段爐體202、出料段爐體203、圓錐臺形變徑管204、還原氣進氣管3、進料裝置4、驅(qū)動電機401、 料倉402、進料管403、進料螺桿404、出料裝置5、出料段爐體支架6、加熱爐支架7、進料段爐體支架8、進料密封倉9、單向排氣裝置10、水封裝置10A、出料密封倉11、水冷卻裝置12、 進水管道13、冷卻水回收管道14、鏈傳動裝置15、接水槽16。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示，反應(yīng)容器2是由反應(yīng)段爐體202以及分別位于該反應(yīng)段爐體202的兩端且管徑均小于該反應(yīng)段爐體202的進料段爐體201和出料段爐體203所構(gòu)成的變徑爐筒，進料段爐體201的端口經(jīng)進料密封倉9連接進料裝置4，出料段爐體203的端口連接有出料裝置5 ；該進料裝置4由驅(qū)動電機401、料倉402、進料管403以及進料螺桿404組成， 其中，進料螺桿404套在進料管403內(nèi)并經(jīng)進料密封倉9插入進料段爐體201的末端，且進料管403的中心軸線向上偏離進料段爐體201的中心軸線，當驅(qū)動電機401經(jīng)鏈傳動裝置帶動進料螺桿404轉(zhuǎn)動時，從料倉402落下的中間體粉末原料由進料螺桿404推動從進料管403擠入進料段爐體201，而進料密封倉9為一中空容器，它與進料段爐體201的端口以及進料管403的連接處均設(shè)有密封元件，從而實現(xiàn)對進料段爐體201端口的密封；出料裝置 5由兼作防進氣結(jié)構(gòu)的出料密封倉11構(gòu)成，其底部設(shè)有作為防進氣出料開關(guān)的雙閥門組合出料結(jié)構(gòu)，還原氣進氣管3經(jīng)出料密封倉11插入出料段爐體203內(nèi)，而出料密封倉11亦為一中空容器，并通過與出料段爐體203的端口以及還原氣進氣管3的連接處設(shè)置的密封元件來實現(xiàn)對出料段爐體203端口的密封；此外，進料密封倉9連接有作為單向排氣裝置10 的水封裝置10A，并且其頂部設(shè)有閥口，便于監(jiān)測壓力和放空，而出料密封倉11除連接還原氣進氣管3外，其頂部還設(shè)有保護氣體進氣口。上述反應(yīng)容器2需安裝在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上并連接回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置才能進行回轉(zhuǎn)運動。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)由出料段爐體支架6和進料段爐體支架8組成，出料段爐體支架6與出料段爐體203之間通過軸承連接，而進料段爐體支架8與進料段爐體201之間則為軸孔間隙配合方式，以消除制造、裝配誤差所帶來的問題；而進料段爐體201還與鏈傳動裝置15相連，從而帶動反應(yīng)容器2做回轉(zhuǎn)運動。如圖1所示，在反應(yīng)段爐體202的外部且位于進料段爐體201和出料段爐體203之間設(shè)有加熱爐1，該加熱爐1通過加熱爐支架7進行支撐，而當進料段爐體201和出料段爐體203分別經(jīng)進料段爐體支架8和出料段爐體支架6旋轉(zhuǎn)支撐后可使反應(yīng)段爐體202懸置于加熱爐1的爐腔內(nèi)。該加熱爐1具有多個可單獨控溫的加熱單元101，這些加熱單元101 沿反應(yīng)段爐體202長度方向依次排列，每一個加熱單元101內(nèi)均設(shè)有用于測量該加熱單元101爐腔溫度的溫度傳感器102。圖2為圖1中A-A向剖視圖，該圖示出了其中一個加熱單元101的具體結(jié)構(gòu)。如圖 2所示，在爐體底部、爐體側(cè)蓋103和爐體頂蓋104內(nèi)壁上均設(shè)有一層耐火材料106，在爐體底部的耐火材料106上還設(shè)有一層耐火纖維107，由耐火材料106及層耐火纖維107所圍成的爐腔內(nèi)設(shè)有上下兩排加熱電阻絲105，每排加熱電阻絲105由多根加熱電阻絲105組成， 反應(yīng)段爐體202懸置在上下兩排加熱電阻絲105之間，溫度傳感器102穿過爐體側(cè)蓋103 和耐火材料106植入爐腔。由于不同加熱單元101之間的加熱電阻絲105是單獨控制的， 因此根據(jù)溫度傳感器102就可以對不同加熱單元101的爐腔溫度進行單獨調(diào)節(jié)。如圖1所示，該粉體還原設(shè)備還包括分別安裝在進料段爐體201和出料段爐體203 外壁上的水冷卻裝置12以及用于該水冷卻裝置12的冷卻水輸送及回收系統(tǒng)。該水冷卻裝置12采用焊接在進料段爐體201和出料段爐體203外壁上的環(huán)形水槽，冷卻水輸送及回收系統(tǒng)通過進水管道13向環(huán)形水槽頂部注水后，通過設(shè)置在加熱爐支架7上的接水槽16將從環(huán)形水槽流出的水收攏并經(jīng)冷卻水回收管道14回收。由于水冷卻裝置12分別對進料段爐體201和出料段爐體203進行冷卻，可避免進料段爐體201和出料段爐體203因高溫發(fā)生變形，能夠確保反應(yīng)容器2持續(xù)運轉(zhuǎn)。使用上述氣體還原設(shè)備生產(chǎn)注射成型用超細鐵粉的方法為相繼開啟加熱爐1和鏈傳動裝置15，然后向反應(yīng)容器2內(nèi)通入保護氣體以置換其內(nèi)部的空氣，待加熱爐1的爐腔溫度合適后，啟動驅(qū)動電機401并通過還原氣進氣管3向反應(yīng)容器2內(nèi)通入氣體還原劑 (常用為氫氣)，此外開啟進水管道13向進料段爐體201和出料段爐體203外壁上的環(huán)形水槽注水，在反應(yīng)容器2經(jīng)鏈傳動裝置15驅(qū)動而持續(xù)回轉(zhuǎn)的同時，由進料螺桿404送入進料段爐體201的鐵系中間體粉末與由還原氣進氣管3通入出料段爐體203內(nèi)的氣體還原劑相向運動，兩者在反應(yīng)段爐體202內(nèi)發(fā)生混合，并隨著氣相遷移的發(fā)生，顆粒重組，生產(chǎn)出顆粒形貌接近或達到球狀、顆粒粒徑小、粒度均勻、分布范圍窄、流動性能好的鐵粉。其間，由于反應(yīng)段爐體202的管徑大于進料段爐體201和出料段爐體203的管徑， 因此反應(yīng)段爐體202中的粉末物質(zhì)被收緊的進料段爐體201和出料段爐體203所限制從而更長時間的停留且相對自由的在反應(yīng)段爐體202內(nèi)進行還原反應(yīng)。還原反應(yīng)生成的鐵粉最終從出料段爐體203的端口排入出料密封倉11，最后可經(jīng)雙閥門組合出料結(jié)構(gòu)排出氣體還原設(shè)備，而反應(yīng)剩余的氣體側(cè)從進料段爐體201的端口經(jīng)水封裝置IOA排出氣體還原設(shè)備， 因此在該氣體還原設(shè)備中氣體與粉末之間互朝相反的方向運動。另外，在鏈傳動裝置15以及驅(qū)動電機401均開啟時，由于進料管403偏離進料段爐體201的中心軸線，相當于使進料管403繞進料段爐體201的中心軸線發(fā)生公轉(zhuǎn)，因此進料管403會在進料段爐體201內(nèi)產(chǎn)生對粉末物質(zhì)的攪動，使加入的粉末更加松散以提高其流動性，并快速的進入到反應(yīng)段爐體202中。實施例1如圖1所示，所述進料段爐體201的管徑與出料段爐體203的管徑大小相等，并且，所述進料段爐體201與出料段爐體203分別經(jīng)圓錐臺形變徑管204與反應(yīng)段爐體202 的兩端連接使反應(yīng)容器形成同心變徑爐筒。上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于既可通過先分別加工出進料段爐體201、反應(yīng)段爐體202和出料段爐體203然后再將三者經(jīng)圓錐臺204形變徑管焊接成一體來相對輕松的制造出變徑爐筒，同時又便于旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置以及變徑爐筒的裝
8配，并減小設(shè)備裝配的誤差。在上述這種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，當設(shè)備運轉(zhuǎn)時，反應(yīng)段爐體202僅做回轉(zhuǎn)運動。實施例2在實施例1的基礎(chǔ)上使反應(yīng)段爐體202偏離進料段爐體201和出料段爐體203的中心軸線，即將反應(yīng)容器2設(shè)計為偏心變徑爐筒。這樣，當設(shè)備運轉(zhuǎn)時，反應(yīng)段爐體202做偏心回轉(zhuǎn)運動，增強了其內(nèi)部粉末的振動弧度，更有利于還原反應(yīng)的進行。
權(quán)利要求
1.金屬粉末的氣體還原設(shè)備，包括一個兩端分別設(shè)有進料裝置(4)和出料裝置(5)的長筒形反應(yīng)容器O)以及與該反應(yīng)容器(2)導(dǎo)通且遠離所述進料裝置(4)的還原氣進氣管(3)，該反應(yīng)容器(2)安裝在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上并連接回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，其特征在于該反應(yīng)容器由反應(yīng)段爐體O02)以及分別位于該反應(yīng)段爐體(202)兩端的進料段爐體(201)和出料段爐體(203)所構(gòu)成，所述進料段爐體O01)的端口和出料段爐體(203)的端口分別經(jīng)防進氣結(jié)構(gòu)連接進料裝置(4)和出料裝置(5)，所述反應(yīng)段爐體(202)的外部且位于進料段爐體(201)和出料段爐體(203)之間設(shè)有加熱爐(1)，進料段爐體(201)和出料段爐體(203) 分別經(jīng)旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)支撐而使反應(yīng)段爐體(202)懸置于加熱爐(1)的爐腔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，其特征在于所述反應(yīng)容器(2)是由反應(yīng)段爐體O02)以及分別位于該反應(yīng)段爐體(202)的兩端且管徑均小于該反應(yīng)段爐體(202)的進料段爐體(201)和出料段爐體(203)所構(gòu)成的變徑爐筒。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，其特征在于所述進料段爐體(201) 的管徑與出料段爐體O03)的管徑大小相等，并且，所述進料段爐體(201)與出料段爐體(203)分別經(jīng)圓錐臺形變徑管(204)與反應(yīng)段爐體Q02)的兩端連接使反應(yīng)容器形成同心變徑爐筒。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，其特征在于該加熱爐(1)具有多個可單獨控溫的加熱單元(101)，這些加熱單元(101)沿反應(yīng)段爐體(20 長度方向依次排列，每一個加熱單元(101)內(nèi)均設(shè)有用于測量該加熱單元(101)爐腔溫度的溫度傳感器(102)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，其特征在于所述進料裝置(4)包括一個螺旋輸送器，該螺旋輸送器中內(nèi)置有進料螺桿(404)的進料管(40 穿過安裝于進料段爐體(201)端口處的進料密封倉(9)后伸入進料段爐體001)，該進料密封倉(9) 連接有單向排氣裝置(10)。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，其特征在于所述進料管(403)伸入進料段爐體O01)的末端且偏離進料段爐體O01)的中心軸線。
7.如權(quán)利要求1、2或3所述的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，其特征在于所述出料裝置(5)由兼作防進氣結(jié)構(gòu)的出料密封倉(11)構(gòu)成，其底部設(shè)有防進氣出料開關(guān)，所述還原氣進氣管⑶經(jīng)出料密封倉(11)插入出料段爐體O03)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1、2或3所述的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，其特征在于該粉體還原設(shè)備還包括分別安裝在進料段爐體(201)和出料段爐體(20 外壁上的水冷卻裝置(12)以及用于該水冷卻裝置(12)的冷卻水輸送及回收系統(tǒng)。
9.金屬粉末的制備方法，該方法是通過將中間體粉末原料與氣體還原劑在反應(yīng)容器 (2)內(nèi)混合反應(yīng)來制備金屬粉末，其間，反應(yīng)容器( 經(jīng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動而持續(xù)回轉(zhuǎn)且反應(yīng)容器(2)內(nèi)的粉末與氣體還原劑互朝相反的方向運動，其特征在于該反應(yīng)容器(2)上具有一段用于使中間體粉末原料與氣體還原劑混合并發(fā)生還原反應(yīng)的反應(yīng)段爐體O02)，該反應(yīng)段爐體O02)內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)的過程是在對該反應(yīng)段爐體(202)的外部進行加熱的條件下進行的。
10.如權(quán)利要求9所述的金屬粉末的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)容器(2)被設(shè)置成由反應(yīng)段爐體O02)以及分別位于該反應(yīng)段爐體(202)的兩端且管徑均小于該反應(yīng)段爐體O02)的進料段爐體(201)和出料段爐體(203)所構(gòu)成的變徑爐筒，其中的粉末從進料段爐體O01)被驅(qū)動朝出料段爐體(203)運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可制備出粒徑小、粒度均勻的金屬粉末的氣體還原設(shè)備，以及一種金屬粉末的制備方法。本發(fā)明的氣體還原設(shè)備包括一個兩端分別設(shè)有進料裝置和出料裝置的長筒形反應(yīng)容器以及與該反應(yīng)容器導(dǎo)通且遠離所述進料裝置的還原氣進氣管，該反應(yīng)容器安裝在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上并連接回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，此外，該反應(yīng)容器是由反應(yīng)段爐體以及分別位于該反應(yīng)段爐體兩端的進料段爐體和出料段爐體所構(gòu)成，所述進料段爐體的端口和出料段爐體的端口分別經(jīng)防進氣結(jié)構(gòu)連接進料裝置和出料裝置，所述反應(yīng)段爐體的外部且位于進料段爐體和出料段爐體之間設(shè)有加熱爐，進料段爐體和出料段爐體分別經(jīng)旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)支撐而使反應(yīng)段爐體懸置于加熱爐的爐腔內(nèi)。
文檔編號B22F9/22GK102248174SQ20111017707
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者彭剛, 徐偉, 王勇智, 羅俊奎, 黃建平 申請人:四川金沙納米技術(shù)有限公司