同时顺逆氢回转炉

2020-09-22 09:23:09 720

一、简介:

       同时顺逆氢回转炉(发明专利号:ZL 2017 2 0635530.2)是本公司全面创新的粉末冶金设备。这是我们经过长时间的研发测试及生产实践后制造出的一种更加优质高效、节能环保的新型回转炉。它完美地结合了顺氢还原的优点,克服了其缺点。更加适用于将高熔点有色金属化合物,还原成纯度更高的金属粉末。 是生产国际水平紫钨、超细晶粒硬质合金、超细碳化钨粉及其硬质合金的最佳配套设备。

二、顺氢还原的优、缺点
优点
1.产量高,反应速度更快。在相同的工艺条件下产量可提高1.5倍以上。
2.质量好,粉末粒度均匀,粒度组成分布范围窄,同时能很好地保持氧化钨的形状,这是因为WO3开始进入第一温区时首先与干燥的氢气接触反应,被迅速地还原成为WO2,来不及生成挥发性大的WO2(OH)2化合物,不可能得到粗颗粒WO2,一般细颗粒的WO2经还原后得到细的钨粉。
3.易调节各带加热带温度(前端还原低温区,后端脱氧高温区)利于纳米钨粉的生产,且产量提高2倍以上。
4.顺氢法生产的钨粉来制备硬质合金比用逆氢法生产的钨粉制备硬质合金的通常性能好得多。

缺点:
1.冷氢冷料进入还原第一区域加温困难,难以达到工艺温度。
2.粉末与氢气同行,氢气与物料吸收的热量需大量的冷却水冷却,因此耗能太高。
3.含有水份的氢气及可发挥性的杂质带入到产品中去,造成氧含量高、杂质含量难以控制。
4.产品单一,只能制取细颗粒的钨粉。

 

三、现有回转炉主要存在的缺陷

1.能耗大。这是因为生产超细钨粉氢气流量大,脱氧高温区很难达到工艺温度,因此需在炉体外部增设一套氢气预热装置,将冷氢预热到500一600度后从产品的出料端进入炉管内,再经炉体內加热絲加热到还原工艺温度,大量的氢气携带大量的热能经反应后全部排出炉外,造成钨还原能耗极高,吨产品消耗达8000-10000度左右。
2.脱氧区升温困难还原区降温难,主要是炉管空间太大,大的氢气流量,在几秒钟内通过脱氧区(脱氧区炉膛显示的温度要比炉管内反应的温度实际上高出150-200℃左右)因此要保证炉管内温度达到工艺要求,炉膛温度必须控制在1000-1100℃以上,方能较好的完成脱氧,这将造成发热体长时间在高温下连续加热,使电阻丝,炉膛的使用寿命降低,当氢气温度升高后又快速进入还原区,由于钨粉还原消耗的能量很少,此时炉管内还原区的实际温度将高于炉膛显示温度100-150℃以上(前区不需加热而是向管外的炉膛散热)造成还原区温度过高,使钨粉粒度快速长大,要想得到符合超细钨粉还原工艺低温条件,必须降低脱氧区的温度,这将导致整个还原时间成倍的延长,加工成本大幅度提高,产量极少。
3.直收率低。一般为80-90%左右,这是因回转炉旋转时,扬料板将物料提升到一定高度倒下因落差太大导致粉尘飞扬,加上螺旋进料囗离排气口较近,大流量的氢气将飞扬的粉末一起带出炉管外,是造成直收率低的主要原因。
4.排出的氢气携带大量的粉末需多级除尘装置回收,增加了设备的负担且操作繁琐。
石墨动密封易磨损、使用寿命短,易造成漏料、漏氢现象,安全性差。

 

四、本发明专利《同时顺逆氢回转炉》较好地解决了以上缺陷。具体优势为:

1、采用同心圆内外炉管结构,两管之间的环状空间为还原室,炉管进料端高、出料端低,倾斜2-4度,还原的物料随炉管转动从高处往低处螺旋式前进。进氢方式为:进料端为顺氢,出料端为逆氢,在内炉管中下部设有反应后氢气的入口,内炉管的内壁为反应后氢气的排出通道,高达900℃以上的高温氢气从下往上流动,通过内炉管内壁的传导,加热了内炉管外壁的物料与氢气,内炉管等于不需能耗的加热器,有效地利用了氢气排出的热量,很好的解决了顺氢还原冷氢、冷料进入炉管达不到工艺温度、能耗高的问题,同时顺氢还原Wo3刚开始就与干燥的氢气接触反应,来不及生成挥发性大的Wo2(OH)2化合物就迅速还原成细粒度的Wo2,加快了反应速度,提高了产量。
2、大幅度的提高产品直收率,这是因为粉末进入炉管内与氢气流动的方向一致,只要控制好氢气的流速<0.35米/秒,改变物料的翻动方式,就能减少粉末飞扬.
3、为避免粉末停留在炉管壁上造成粘连现象及清除被氢气带入内炉管内径的粉末,内炉管内径安装了多组振动锤和阻止粉末上扬的滤网,经过一段时间的运转,多层滤网通率减少,炉内压力改变,根据压力变化的范围设置了不定期自动清理滤网装置,在2-3秒钟内完成清理工作,快速恢复正常运转,整个过程由程序控制实现全自动操作。
4、经多级振动过滤,微小粉末也难以带岀炉外,因此不需要繁琐的多级布袋收尘,产品直收率可达99%以上。氢气排出炉管后直接进入列管式换热器,热氢通过小管内壁,新的冷氢通过小管外壁经充分冷热交换后可将20℃左右的冷氢预热提高到400℃以上的温度再进入炉内,提高了进氢温度,减轻了一区加热的负担,节约了能源,又将使排出的热氢降至100℃以下,经喷淋水洗净化处理后重新使用。
5、采用本公司的专利产品机械动密装置使用寿命20000小时以上,可承受压力-10-30KPa,防止了氢气泄漏,保证了生产的安全;独特的进、出料方式,采用型星下料阀进出料,避免螺旋进出料对WO3原料及W粉产品的挤压,防止料仓出空造成氢气泄漏,杜绝了安全隐患。
6、解决顺氢还原只能生产细颗粒钨粉的问题,可根据产品的要求,将低温区温度提高,在顺氢进料端可通入含有一定水蒸气的湿氢气,使WO3一开始就与含有一定水蒸气的氢气接触反应,为产生WO2(OH)2提供条件,可得到粗颗粒的钨粉。

 

五、同时顺逆氢还原炉完美地结合了顺逆氢还原的优点,克服其缺点,产生的成果为:

1、解决了国内批量生产高品质纳米级钨粉的技术难题。
2、提高产品直收率10-20个百分点。
3、相等的工艺条件,产量提高1.5-2倍以上。
4.去除繁琐的除尘装置,减少各种安全隐患,降低劳动强度。
5、相同的产品,氢气循环量可减少1/3。
6、节约能源,不需增加外加热器,少量冷氢可直接进入炉内冷却物料。相同的产品节电40-60%左右,充分回收氢气带走的能量并重复利用。
7、可生产不同粒级的粗细钨粉。
8、可同时通入两种不同的气体,如进料端湿氢、出料端干氢;进料端氢气、出料端氮气等(注:两种气体不会发生反应及爆炸)。
9、采用机械动密封避免漏气漏粉现象,承受压力大(-10-30Kpa),保证了生产的安全性,且维护方便,使用寿命长。

 

六、技术参数

 

Φ800新型回转炉参数表
项目参数
设计功率(kw)300
实耗功率(kw)80-120
设计温度(℃)1050
工作温度(℃)360-960
加热带数6
控温点数6
加热带长度(mm)9360
控温方式PID调节
进氢方式前端顺氢、后端逆氢
进、出料方式型星下料阀《自动》
炉管转速(rot/min)1-6(可调)
炉管倾角(度)2—5
密封件使用寿命(Hr)20000以上
工作压力范围(kpa)-10 — 30
钨粉生产能力(kg/天)0.1-0.4μm500-1000
0.6μm1100-1600
0.8μm1800-2500
1.0μm以上2600-3800
粉末直收率(%)97-99.5
外形尺寸(长×宽×高,单位:mm)18800×2460×3800



 

                                                    以下为生产成果展示

 

回转炉

 

还原炉

 

回转炉

 

回转炉

 

同时顺逆氢回转炉