CN102847954A - 一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置及其脱氢方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置及其脱氢方法，涉及一种制备钛粉的装置及其制备方法。目的是解决现有技术中氢化钛粉脱氢过程中含氧量过高的问题，能大幅缩短脱氢时间。包括炉墙，炉墙内壁上设置有加热装置，炉罐管从炉墙上端放入，炉罐管顶端炉盖上设置起吊环，充氩管穿过炉盖与炉罐管内部连通，炉罐管与外部抽真空系统连接，料盘通过支撑轴安装在炉罐管内，钛粉置于料盘上。利用上述装置，在真空条件下，温度和压强调节后，对氢化钛粉进行脱氢反应，不断调节温度并保持恒定的压强，通过快速分离炉墙和炉罐管达到快速降温，节省时间和缩短生产周期，有效控制钛粉的低含氧量。本发明可应用于氢化钛粉的脱氢加工。

Description

一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置及其脱氢方法

技术领域

本发明涉及一种制备钛粉的装置及其制备方法，特别是涉及一种制备低氧含量钛粉的真空炉以及利用此真空炉进行氢化钛粉脱氢的方法。

技术背景

目前，国内外公认钛及钛合金的粉末冶金化（热等静压、冷等静压、金属注射成形、粉末注射成形和粉末喷涂）是大幅度降低钛加工成本主要途径。但是海绵钛无法直接使用，因此，用海绵钛粉深加工而成的钛粉。海绵钛在氢化处理后，经过粉碎后会得到不同粒度的氢化钛粉末，氢化钛粉脱氢将得到钛粉。在氢化钛粉脱氢过程中，最致命的危害就是因缓慢冷却而导致氧含量增大从而降低钛粉的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效防止氢化钛粉在脱氢过程中氧含量增加的真空炉装置，另一个目的是提供一种利用上述装置进行氢化钛粉脱氢处理的方法，能大幅缩短脱氢时间，节约生产成本，同时保证了钛粉的低含氧量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置，包括内部中空且上端开口的炉墙，炉墙内壁上设置有加热装置，炉罐管从炉墙上端放入，炉罐管顶端的炉盖上设置有起吊环，充氩管穿过炉盖与炉罐管内部连通，炉罐管与外部抽真空系统连接，料盘通过支撑轴安装在炉罐管内，钛粉置于料盘上。

所述料盘为多个，上下间隔固定在支撑轴上，且每个料盘自身的高度为60-100mm，料盘之间间隔距离为5-10mm，所述炉罐管外壁与炉墙上端开口接触的部位设置有防止内部热量散失的隔热屏。

所述加热装置为多个，分布在炉墙内的侧壁和底部，且每一个加热装置与一个用于监控其温度变化和控制其功率的热电偶连接。

一种利用上述真空炉装置进行氢化钛粉脱氢的方法，包括下列步骤：

a、将待加工的氢化钛粉装入炉罐管内，相应检查其它辅助设备是否完好，准备启动开机；

b、开启外部抽真空系统，在预定时间内，真空度达到（8-12）^-2Pa，同时开启加热装置，当热电偶监控到温度升温到300℃时，氢化钛粉开始脱氢；

c、快速升温至700℃-800℃，开始保温4个小时，随后快速降温至280-320℃，炉罐管内压强一直保持（8-12）^-2Pa；

d、当降温至180℃-220℃时，向炉罐管内通入高纯氩气，炉罐管内压直至略大于外界大气压，通过起吊环快速将炉罐管吊离炉墙，将炉墙和炉罐管分离，并将炉罐管快速置于水池冷却。 

从上述本发明的各项技术特征可以看出，其优点是：本发明采用高效节能的真空炉罐式装置加设电加热装置，大幅缩短氢化时间，有效防止氢化钛粉在脱氢过程中氧含量的增加，另外通过快速冷却，本发明节约了生产成本，充分利用了炉墙的余热，缩短了生产周期，具有很好的应用推广价值。 

附图说明

本发明将通过附图比较以及结合实例的方式说明：

图1是本发明真空炉装置的的结构剖视示意图；

图2是本发明加热装置分布示意图；

图3是本发明料盘结构示意图；

其中附图标记1是炉墙    2是加热装置     3是炉罐管

4是炉盖     5是起吊环      6是充氩管   7是氢化钛粉

8是抽真空系统    9是隔热屏    10是料盘    11是热电偶

12是支撑轴。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明做进一步的说明：

    优选实施例

如图1-图3所示，本发明的一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置，包括内部中空且上端开口的炉墙，炉墙内壁上设置有加热装置，炉罐管从炉墙上端放入，炉罐管顶端的炉盖上设置有起吊环，充氩管穿过炉盖与炉罐管内部连通，炉罐管与外部抽真空系统连接，料盘通过支撑轴安装在炉罐管内，钛粉置于料盘上。

在上述方案中，所述料盘为多个，上下间隔固定在支撑轴上，且每个料盘自身的高度为60-100mm，料盘之间间隔距离为5-10mm，所述炉罐管外壁与炉墙上端开口接触的部位设置有防止内部热量散失的隔热屏。

在上述方案中，所述加热装置为多个，分布在炉墙内的侧壁和底部，且每一个加热装置与一个用于监控其温度变化和控制其功率的热电偶连接。

利用上述装置进行氢化钛粉脱氢的方法如下：

a、将待加工的氢化钛粉装入炉罐管内，相应检查其它辅助设备是否完好，准备启动开机；

b、开启外部抽真空系统，在预定时间内，真空度达到（8-12）^-2Pa，同时开启加热装置，其中加热装置均匀分布在炉墙内的侧壁和底部，当热电偶监控到温度升温到300℃时，氢化钛粉开始脱氢；

c、快速升温至700℃-800℃（此时温度可以根据需要选择，比如700、705、710、720、730、740、760、780、800℃），开始保温4个小时，随后快速降温至280-320℃（此时温度可以根据需要选择，比如280、285、290、295、300、305、310、315、320℃），炉罐管内压强一直保持（8-12）^-2Pa；

d、当降温至180℃-220℃时，向炉罐管内通入高纯氩气，炉罐管内压直至略大于外界大气压，通过起吊环快速将炉罐管吊离炉墙，将炉墙和炉罐管分离，并将炉罐管快速置于水池冷却。由于当降温至180℃-220℃时，，此时温度降低会非常缓慢，如果再要降低到室温，则需要很长时间，而且在炉罐管内的钛粉有极少部分因为连接管道处渗入空气而发生反应，导致钛粉的氧氮含量增加，所以在温度降低到 180-220℃（此时温度可以根据需要选择，比如180、185、190、195、200、205、210、215、220℃）时，我们通过起吊环将炉罐管吊离炉墙，然后使炉罐管的温度快速冷却到室温，同时将另外已经装好氢化钛粉的炉罐管放置到未完全冷却的炉墙内，进行下一批氢化钛粉的脱氢，整个过程不仅缩短了冷却时间，节约了生产成本，而且充分利用了炉墙的余热，缩短了生产周期。

在对温度的控制和监控上，我们通过在加热装置的后端设置热电偶，对加热装置的温度监控和控制加热装置的功率，并且加热装置设置为多个，可以使炉罐管内的温度更为均匀，使氢化钛粉在较短的时间内充分发生脱氢反应。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (4)

1.一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置，其特征在于包括内部中空且上端开口的炉墙（1），炉墙（1）内壁上设置有加热装置（2），炉罐管（3）从炉墙（1）上端放入，炉罐管（3）顶端的炉盖（4）上设置有起吊环（5），充氩管（6）穿过炉盖（4）与炉罐管（3）内部连通，炉罐管（3）与外部抽真空系统（8）连接，料盘（10）通过支撑轴（12）安装在炉罐管（3）内，氢化钛粉（7）置于料盘（10）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置，其特征在于所述料盘（10）为多个，上下间隔固定在支撑轴（12）上，且每个料盘（10）自身的高度为60-100mm，料盘（10）之间间隔距离为5-10mm，炉罐管（3）外壁与炉墙（1）上端开口接触部位设置有防止内部热量散失的隔热屏（9）。

3.根据权利要求1所述的一种用于氢化钛粉脱氢的真空炉装置，其特征在于所述加热装置（2）为多个，分布在炉墙（1）内的侧壁和底部，且每一个加热装置（2）与一个用于监控其温度变化和控制其功率的热电偶（11）连接。

4.一种利用上述真空炉装置进行氢化钛粉脱氢的方法，其特征在于包括下列步骤：

a、将待加工的氢化钛粉装入炉罐管内，相应检查其它辅助设备是否完好，准备启动开机；

b、开启外部抽真空系统，在预定时间内，真空度达到（8-12）^-2Pa，同时开启加热装置，当热电偶监控到温度升温到300℃时，氢化钛粉开始脱氢；

c、快速升温至700℃-800℃，开始保温4个小时，随后快速降温至280-320℃，炉罐管内压强一直保持（8-12）^-2Pa；

d、当降温至180℃-220℃时，向炉罐管内通入高纯氩气，炉罐管内压直至略大于外界大气压，通过起吊环快速将炉罐管吊离炉墙，将炉墙和炉罐管分离，并将炉罐管快速置于水池冷却。

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