CN215090700U - 一种金属氧化物高效还原装置 - Google Patents

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杨冬伟
陈正
郭键柄
武腾
张琪
张亚东
丁志广
卢超
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Abstract

实用新型属于冶金技术领域,具体公开了一种金属氧化物高效还原装置,包括内筒、套在内筒上的外筒以及驱动内筒和外筒转动的驱动结构,外筒外侧设有加热结构,内筒一端设有进料口和出气口,内筒远离进料口一端的侧壁上设有排料口,排料口位于外筒内,且内筒下侧内壁靠近进料口一端高,远离进料口一端低,外筒靠近进料口的一端设有出料口和进气口,且外筒下侧内壁靠近进料口一端低,远离进料口一端高。本方案中物料在内筒和外筒内处于不断翻滚状态,与还原剂接触面积增大,使物料与还原剂的反应更加全面,还原效果更好,大大提高生产率,并保证了还原后的金属粉末的品质。

Description

一种金属氧化物高效还原装置
技术领域
本实用新型属于冶金技术领域,尤其涉及一种金属氧化物高效还原装置。
背景技术
金属粉末是材料产业的重要分支,利用金属粉末制备出的工件,具有其他材料所无法获得的优异性能。因此,金属粉末在航空航天、电子信息、冶金、能源、电力、医疗等领域有着广泛的应用前景。随着3D打印技术的发展,金属粉末的应用领域也在进一步扩大。
目前,国内外还原金属粉末时主要采用钢带炉还原,还原时将物料铺在钢带的带面上,通入还原剂气体,物料随钢带前进的过程中被还原,但是由于物料在钢带上是静止的,因此会出现上层物料还原效果好,而下层物料还原效果不佳的问题,生产效率低,获得的金属粉末质量差,同时还原剂只经过一次还原即排出,还原介质损耗量大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种金属氧化物高效还原装置,以解决物料反应不全面、还原效果不好的问题。
为了达到上述目的,本实用新型的技术方案如下:
一种金属氧化物高效还原装置,包括内筒、套在内筒上的外筒以及驱动内筒和外筒转动的驱动结构,外筒外侧设有加热结构,内筒一端设有进料口和出气口,内筒远离进料口一端的侧壁上设有排料口,排料口位于外筒内,且内筒下侧内壁靠近进料口一端高,远离进料口一端低,外筒靠近进料口的一端设有出料口和进气口,且外筒下侧内壁靠近进料口一端低,远离进料口一端高。
本方案原理:需要还原的金属氧化物通过进料口加入内筒内,并通过驱动结构驱动内筒和外筒转动,由于内筒下侧内壁靠近进料口一端高,远离进料口一端低,因此,内筒转动过程中物料会从进料口一端运动到排料口一端,然后物料再从排料口排入外筒内,同理,由于外筒下侧内壁靠近进料口一端低,远离进料口一端高,因此,外筒转动能使物料运动至出料口处排出。
在进行物料输送的同时,通过进气口向外筒内通入氢气或一氧化碳等还原气体,气体沿外筒内部流动至排料口处,然后气体再从排料口进入内筒中,气体再沿内筒内部流动至出气口处排出。在物料输送和气体流动过程中,还原气体在外筒和内筒内与物料充分接触并反应,将待还原的金属氧化物还原。
与钢带炉还原相比,本方案中物料在内筒和外筒内处于不断翻滚状态,与还原剂接触面积增大,使物料与还原剂的反应更加全面,还原效果更好,大大提高生产率,并保证了还原后的金属粉末的品质。同时,物料和还原剂为逆向运动,还原剂利用率更高,显著减少还原性气体的消耗量,节约了生产成本。避免了钢带炉还原时由于物料静止而使得上层物料还原效果好而下层物料还原效果不佳的状况。
附图说明
图1为本实用新型实施例的示意图;
图2为实施例中内筒和外筒的示意图;
图3为实施例中扬料板的示意图。
说明书附图中的附图标记包括:内筒1、外筒2、加热结构3、排料口4、螺旋输送机5、干燥筒6、料仓7、引风机8、布袋除尘器9、工作台10、轮带11、托轮12、齿圈13、齿轮14、进料管15、出料管16、出气管17、进气管18、扬料板19、第一端盖20、第二端盖21。
具体实施方式
将参照附图详细描述根据本实用新型的各个实施例。这里,需要注意的是,在附图中,将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分,并且将省略关于它们的重复描述。术语“依次包括A、B、C等”仅指示所包括的部件A、B、C等的排列顺序,并不排除在A和B之间和/或B和C之间包括其它部件的可能性。“第一”及其变体的描述仅仅是为了区分各部件,并不限制本实用新型的范围,在不脱离本实用新型的范围的情况下,“第一部件”可以写为“第二部件”等。
本说明书的附图为示意图,辅助说明本实用新型的构思,示意性地表示各部分的形状及其相互关系。
下面,参照图1-图3,详细描述根据本实用新型的优选实施方式。
本实施例提供了一种金属氧化物高效还原装置,包括内筒1、套在内筒1上的外筒2以及驱动内筒1和外筒2转动的驱动结构,外筒2外侧设有加热结构3,内筒1一端设有进料口和出气口,内筒1远离进料口一端的侧壁上设有排料口4,排料口4位于外筒2内,且内筒1下侧内壁靠近进料口一端高,远离进料口一端低,外筒2靠近进料口的一端设有出料口和进气口,且外筒2下侧内壁靠近进料口一端低,远离进料口一端高。
参见图1和图2,内筒1位于外筒2内的中心处,使内筒1 和外筒2同轴心设置,内筒1侧壁与外筒2内壁之间具有较大的间隙,并且内筒1和外筒2固定为一体,具体地,内筒1和外筒2的两端端部之间通过焊接或铆接等方式固定连接有多根支撑杆,使内筒1和外筒2构成整体,并且内筒1左端伸出外筒2。
内筒1左端设有进料口和出气口,具体地,内筒1左端密封配合有第一端盖20,且第一端盖20与内筒1转动配合,第一端盖20与内筒1之间的配合与现有技术中回转窑结构中窑体与窑尾的配合相同,本实施例中不再对其赘述。进料口和出气口设置于第一端盖20上,进料口处密封连接进料管15,出气口处密封连接有出气管17。而内筒1和外筒2的右端密封配合有尾盖。
内筒1靠近右端的侧壁上周向开设有多个排料口4,排料口4位于外筒2内与外筒2内部连通。且内筒1下侧内壁靠近进料口一端(左端)高,远离进料口一端(右端)低,具体地,内筒1的内径从左至右逐渐增大,使内筒1下侧内壁呈左高右低的倾斜状态,进而可以使物料能够在内筒1中从左向右的运动。
外筒2左端设有出料口和进气口,具体地,外筒2左端密封配合有第二端盖21,第二端盖21与外筒2转动配合,第二端盖21中部开设有供内筒1穿过的通孔,第二端盖21同时与内筒1可转动地密封配合。出料口和进气口设置于第二端盖21上,出料口位于第二端盖21下侧且密封连接有出料管16,进气口处密封连接有进气管18。
同样的,外筒2下侧内壁靠近进料口一端(左端)低,远离进料口一端(右端)高,具体地,外筒2的内径从左至右逐渐减小,使外筒2下侧内壁呈左低右高的倾斜状态,进而可以使物料能够在外筒2中从右向左的运动。
外筒2中部外侧设有加热结构3,在一些实施例中,加热结构3包括套设在外筒2上的燃烧室,燃烧室与外筒2密封配合,外筒2可在燃烧室内转动,燃烧室上设有尾气口。使用时,向燃烧室中添加煤炭、天然气等燃料进行燃烧,从而为内筒1和外筒2加热。
参见图2,驱动结构包括固定套设在外筒2上的齿圈13,工作台10上固定安装有电机和减速器,减速器的输出轴上固定安装有齿轮14,齿轮14与齿圈13啮合。工作台10上还设有支撑结构,支撑结构包括转动安装在工作台10上的两组托轮12,外筒2上正对于托轮12的位置处固定套设有轮带11,轮带11与托轮12配合。在外筒2转动时,外筒2带动轮带11转动,在保证轮带11正常转动的前提下,托轮12对轮带11进行稳定的支撑,进而保证外筒2转动的稳定性。
在一些实施例中,进料管15上外接送料结构,送料结构包括料仓7和螺旋输送机5,进料时,料仓7中的物料流动至螺旋输送机5中,螺旋输送机5再将物料输送至进料管15中,物料再沿进料管15进入内筒1中。
在一些实施例中,料仓7与螺旋输送机5之间还设有干燥结构,干燥结构包括干燥筒6,干燥筒6两端分别与料仓7和螺旋输送机5连通,干燥筒6右端连通有连接管,连接管与出气口和尾气口连通。使用时,物料从料仓7中加入干燥筒6,物料沿着干燥筒6流动至螺旋输送机5中,物料流动过程中,从出气口和尾气口排出的热气通过连接管流入干燥筒6中,利用热气的余热对物料进行初步干燥。
干燥筒6左端侧壁上开设有排气口,排气口外接有尾气处理结构,尾气处理结构包括通过管件依次连接的引风机8和布袋除尘器9。尾气在干燥筒6中对物料进行干燥后从排气口排出,然后通过引风机8将尾气引入布袋除尘器9中进行处理,尾气处理之后再从烟囱排出。
参见图3,在一些实施例中,内筒1和外筒2内壁上均设有若干扬料板19,扬料板19既可防止物料的粘结又能保证物料得到较好的翻转效果。
基于上述结构,使用时,预先启动电机带动内筒1和外筒2转动,并开启加热结构3对内筒1和外筒2加热,然后将需要还原的金属氧化物通过料仓7进入干燥筒6中,干燥热源为加热结构3和内筒1中排出的尾气。干燥后的物料导入螺旋输送机5中并由螺旋输送机5输送至内筒1中,内筒1转动过程中物料从左向右运动,到右端后物料从排料口4排入外筒2内,外筒2转动使物料从右往左输送,在进行物料输送的同时,通过进气口向外筒2内通入氢气或一氧化碳等还原气体,气体沿外筒2内部流动至排料口4处,然后气体再从排料口4进入内筒1中,气体再沿内筒1内部流动至出气口处排出。在物料输送和气体流动过程中,还原气体在外筒2和内筒1内与物料充分接触并反应,将待还原的金属氧化物还原。
与钢带炉还原相比,本方案中物料在内筒1和外筒2内处于不断翻滚状态,与还原剂接触面积增大,使物料与还原剂的反应更加全面,还原效果更好,大大提高生产率,并保证了还原后的金属粉末的品质。同时,物料和还原剂为逆向运动,还原剂利用率更高,显著减少还原性气体的消耗量,节约了生产成本。避免了钢带炉还原时由于物料静止而使得上层物料还原效果好而下层物料还原效果不佳的状况。并充分利用燃烧和还原产生的高温废气进行干燥处理,使工艺过程更加节能。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:包括内筒(1)、套在内筒(1)上的外筒(2)以及驱动内筒(1)和外筒(2)转动的驱动结构,外筒(2)外侧还设有包括尾气口的加热结构(3),内筒(1)一端设有进料口和出气口,内筒(1)远离进料口一端的侧壁上设有位于外筒(2)内的排料口(4),且内筒(1)下侧内壁靠近进料口一端高,远离进料口一端低;外筒(2)靠近进料口的一端设有出料口和进气口,且外筒(2)下侧内壁靠近进料口一端低,远离进料口一端高。
2.根据权利要求1所述的一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:还包括送料结构,送料结构包括储存物料的料仓(7),料仓(7)与进料口之间设有螺旋输送机(5)。
3.根据权利要求2所述的一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:还包括干燥结构,干燥结构包括干燥筒(6),干燥筒(6)两端分别与料仓(7)和螺旋输送机(5)相连,出气口和加热结构(3)的尾气口均与干燥筒(6)连通。
4.根据权利要求3所述的一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:干燥筒(6)侧壁上开设有排气口,排气口外接有尾气处理结构,尾气处理结构包括依次连接的引风机(8)和布袋除尘器(9)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:加热结构(3)包括密封套设在外筒(2)上的燃烧室,外筒(2)可在燃烧室内转动。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:内筒(1)和外筒(2)内壁上均设有若干扬料板(19)。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:驱动结构包括电机、与电机配合的减速器以及与减速器输出轴固定配合的齿轮(14),外筒(2)上固定套设有齿圈(13),齿轮(14)与齿圈(13)啮合。
8.根据权利要求7所述的一种金属氧化物高效还原装置,其特征在于:还包括支撑结构,支撑结构包括工作台(10),工作台(10)上设有可转动的托轮(12),外筒(2)上固定套设有轮带(11),轮带(11)下端抵紧配合在托轮(12)上。
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