CN101307987A - 增压气浮式氧化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压气浮式氧化炉，该氧化炉炉体(6)为可承受压力的壳体，炉体(6)内部设有炉胆(11)，炉胆(11)壁内设置发热元件(12)，炉胆(11)顶部和底部可通气，炉胆(11)底部与炉体(6)之间留有空隙，炉胆(11)顶部上方设置风机叶轮(3)，风机叶轮(3)与炉体外的调速电机(1)相连接，风机叶轮(3)两侧设导气管(5)；高压进气管(9)通过炉体(6)的一侧进入炉体内，进气管(9)的炉体外段端上设置阀门(8)。本发明通过增加了炉内的气体压力，使炉胆内外形成循环气流，使反应合金粉末能在高压、悬浮状态下与氧气充分接触，从而大大增强氧化效果，并使合金粉末不粘壁板结。

Description

增压气浮式氧化炉

技术领域

本发明涉及电接触材料制造行业中合金粉末内氧化处理的氧化炉。

背景技术

研究表明，在银中添加一些金属氧化物，如MeO，能有效提高银触头材料的强度和抗电弧侵蚀性。目前，制备Ag/MeO触头材料的制备方法主要有粉末冶金法和合金内氧化法。其中粉末冶金法容易出现粉末混合不均匀和组织偏析现象，影响产品质量。合金内氧化法又分为铸锭氧化法和粉末氧化法。铸锭氧化法是先将Ag与Me熔炼成合金块体，然后在富氧环境中加热，通过氧在α-Ag中的扩散，在材料内部生成氧化物粒子，起到弥散强化的作用，这种方法能够获得精细的氧化物粒子分布，但产品中往往存在氧化物的浓度梯度，表面高中间低，存在贫氧化物区，晶界区域还容易偏聚氧化物，影响触点性能。为了解决这些问题，日本专利JP6013197采用高压氧化设备来制备Ag/MeO触头材料，通过增大炉内的氧气压力来增大金属氧化的驱动力，从而加速合金氧化，但存在设备造价高、结构复杂、运行成本高等问题。合金粉末内氧化法则是先把Ag和Me熔化，然后用雾化喷粉法制备Ag-Me合金粉末，再将合金粉末进行氧化。与铸锭合金氧化相比，合金粉末氧化不但氧化速率高、氧化充分，而且生成的氧化物均匀弥散分布于银基体中，产品性能更好。中国专利CN2697557Y公开了一种流态化氧化炉，该氧化炉能使合金粉末与氧气充分接触，一定程度上解决了由于氧气扩散速度慢的问题，但此设备是在常压下工作，从热力学角度来说，它无法增大合金粉末氧化的驱动力，从而限制了氧化效率的进一步提高。

发明内容

本发明之目的在于提供一种增压气浮式氧化炉，该设备可使合金粉末在氧化过程中处于增压、浮动的状态，使得合金粉末的氧化驱动力大，与氧气接触充分，生产效率高。

为实现上述发明目的，本发明的详细技术方案是：氧化炉的炉体6为可承受压力的壳体，炉体6内部设有炉胆11，炉胆11顶部和底部可通气，炉胆11底部与炉体之间留有空隙，炉胆顶部上方设置风机叶轮3，风机叶轮3与炉体外的调速电机1相连接，风机叶轮3两侧设导气管5；高压进气管9通过炉体6的一侧进入炉内，炉体外的进气管9段端上设置阀门8。

本发明中，炉胆11为合金粉末氧化反应的反应腔，为使炉胆内合金粉末能够处于浮动状态，炉胆11设计为顶部和底部带孔的腔体。为了保证氧化反应的温度，炉胆11壁体内可设置发热元件12。为了了解炉胆内的温度，可以从炉胆向炉体外连接有热电偶10。

反应时，从高压进气管9向炉体内输入高压氧气或含氧气的空气，为了更好地控制进气量，以控制炉体内的压力，最好在炉体外的进气管段端设置压力表7。

采用上述技术方案的增压气浮式氧化炉，通过增加了炉内的气体压力，炉内的氧气压力可达到1～50atm，这增大了金属氧化的驱动力，加强了合金粉末与氧的充分接触；同时，本氧化炉的设计使高压气体在炉胆内外形成循环气流，并通过调节风机叶轮的风速，使合金粉末悬浮在炉内，这样能使合金粉末与氧气充分接触，从而大大增强氧化效果，提高生产效率；并且，由于气流与金属粉末混合流动，金属粉末不会粘附在炉壁上，避免了金属粉末在高温氧化过程中的板结。

附图说明

图1：本发明的结构示意图。

1.调速电机            6.炉体           11.炉胆

2.密封体              7.压力表         12.发热元件

3.风机叶轮            8.阀门           14.观察窗

4、13.多孔陶瓷芯      9.高压进气管     15.保温材料

5.导气管              10.热电偶

具体实施方式

参见附图1，增压气浮式氧化炉外部为可承受压力的炉体6，在炉体6内部设有圆桶形炉胆11，炉胆顶和炉胆底分别为带孔陶瓷芯4、13，带孔陶瓷芯上设置的小孔孔径最好小于合金粉末粒径，反应物可以直接放入炉胆，也可以在炉胆内增设一个带孔耐高温装料桶，反应时反应物放入带孔耐高温装料桶内，再把装料桶放入炉胆内，这样可以避免合金粉末与炉胆壁的粘连。炉胆壁体内设有发热元件12，为了使氧气能在进入炉胆前得到预热，炉胆侧壁最好伸出炉胆底部一段距离，如附图1所示。炉胆11底部与炉体6之间留有空隙，以便于气体的循环流动。炉胆顶部上方设有风机叶轮3，炉体6外的调速电机1通过密封体2与炉内的风机叶轮3相连，叶轮的转速由调速电机控制，为了使炉体6内处于密封状态，在风机叶轮3上设置一个密封体2，风机叶轮两侧设导气管5，在炉胆11外侧设有发热元件12；高压进气管9通过炉体6的一侧进入炉内，炉体外的进气管段端设置阀门8和压力表7；为了保证炉温，减少热量散失，有利于节能，并减少炉胆的热量传递到炉体外壳上，防止炉体温度过高，可在炉体6内壁上设有保温材料15。炉胆向炉体外连接有热电偶10。另外，为便于观察炉胆内的反应情况，在炉体上还可以设置观察窗14。

操作方法：合金粉末放在炉胆内多孔陶瓷芯13上，或放入一个与炉胆相适应的带孔耐高温装料桶内，再将桶放入炉胆内。从进气管9充入高压氧气或空气，通过压力表7观察炉内压力，当达到合金粉末氧化所需压力时，关闭阀门8，启动调速电机1使风机叶轮3转动，则炉体内气体通过炉胆底部多孔陶瓷芯13→炉胆内→炉胆顶部多孔陶瓷芯4→导气管5→炉胆外→再到炉胆底部之间产生循环气流(如附图1中的箭头所示)，循环的高压气流使得金属粉末在炉胆内处于浮动状态，合金粉末在浮动过程中，在一定的温度(由发热元件12控制)和氧气压力条件下发生氧化，得到合金氧化物粉末。观察窗15便于观察炉胆内的反应情况。观察窗的设置可根据需要设置几个。

当然，本发明的实施方式不受附图1中所示的限制，凡属在炉体中加压，并设置风机循环装置，使炉胆内外形成循环气流，使反应物在炉胆中能处于高压、悬浮状态，从而氧化效率更高的氧化炉，都在本发明的实施范围之内。

Claims (8)

1.一种增压气浮式氧化炉，包括炉体，其特征在于：炉体(6)为可承受压力的壳体，炉体(6)内部设有炉胆(11)，炉胆(11)壁内设置发热元件(12)，炉胆(11)顶部和底部可通气，炉胆(11)底部与炉体(6)之间留有空隙，炉胆(11)顶部上方设置风机叶轮(3)，风机叶轮(3)与炉体外的调速电机(1)相连接，风机叶轮(3)两侧设导气管(5)；高压进气管(9)通过炉体(6)的一侧进入炉体内，高压进气管(9)的炉体外段端上设置阀门(8)。

2.如权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述高压进气管(9)的炉体外段端上还设置有压力表(7)。

3.如权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述炉体(6)内壁上设有保温材料(15)。

4.如权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述风机叶轮(3)上设置一个密封体(2)。

5.如权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述炉胆向炉体外连接有热电偶(10)。

6.如权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述炉体(6)上设置至少1个观察窗(12)。

7.如权利1所述的氧化炉，其特征在于：所述炉胆(11)顶和底分别为带孔陶瓷芯(4、13)，炉胆侧壁伸出炉胆底部一段距离。

8.如权利1～7所述之一的氧化炉，其特征在于：所述氧化炉的炉胆(11)内还有一个用于放置反应物料的带孔耐高温装料桶。

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