CN218591819U - 一种提高金属粉末还原效率的三层料舟 - Google Patents
一种提高金属粉末还原效率的三层料舟 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种提高金属粉末还原效率的三层料舟，包括由下至上可拆卸安装的底层料舟、中层料舟和顶层料舟；且所述的底层料舟的顶部开口比中层料舟的底部宽，所述的中层料舟的顶部开口比顶层料舟的底部宽；所述的底层料舟的顶部端面上均匀设置有多个第一卡槽；所述的中层料舟的侧面上设置有与第一卡槽相配合的第一卡扣，通过设置三层不同的料舟，在保证了料舟内金属粉末充分还原的条件下，最大化利用了还原炉的炉管内的有效空间，提高了料舟内金属粉末的装入量，提高了金属粉末的还原效率，实现了节能减排和合理利用资源的目的，解决了现有技术中的经水雾化法或湿法冶金工艺生产的金属粉末中的氧的还原效率低的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型属于粉末冶金技术领域，涉及一种料舟，具体是一种提高金属粉末还原效率的三层料舟。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结制成金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。尤其是对传统铸造方法和机械加工方法无法制备的复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。
粉末冶金技术的核心是生产纯金属、非金属或化合物粉末。制取粉末的方法主要分为机械法和物理化学法，机械法又分为破碎法和雾化法，破碎机破碎体积的大小对后期制粉将产生直接影响，当需要的破碎体积较小时，破碎机往往达不到破碎要求。雾化法是利用气流或液流直接击碎液体金属或合金，金属液滴冷凝形成固体粉末的制取方法。雾化法工艺简便，可连续、大量生产而被广泛采用。
然而氧含量是衡量金属粉末性能的一个重要指标，较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能。降低氧含量有利于活化粉末颗粒界面、降低烧结温度、提高烧结胎体的致密化程度、提高烧结制品的综合使用性能。为了降低经水雾化法或湿法冶金工艺生产的金属粉末中的氧含量，一般用还原炉设备对金属粉末进行还原处理。首先向还原炉内通入还原性气体，将金属粉末装入料舟内，还原炉以推舟式或网袋式的传动方式将料舟送入还原炉内，金属粉末的氧在高温环境下被还原出来。
为了提高还原炉的还原效率，最直接有效的方式即为提高料舟内粉末的装入量，但当粉末装入量过多时，影响料舟内粉末的透气性，还原气体无法渗进底层粉末，导致粉末结块还原不彻底甚至产生颜色分层，从而影响粉末的还原效果。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种提高金属粉末还原效率的三层料舟，以解决现有技术中的经水雾化法或湿法冶金工艺生产的金属粉末中的氧的还原效率低的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种提高金属粉末还原效率的三层料舟，包括由下至上可拆卸安装的底层料舟、中层料舟和顶层料舟；且所述的底层料舟的顶部开口比中层料舟的底部宽，所述的中层料舟的顶部开口比顶层料舟的底部宽；
所述的底层料舟的顶部端面上均匀设置有多个第一卡槽；所述的中层料舟的侧面上设置有与第一卡槽相配合的第一卡扣，所述的中层料舟的顶部端面设置有多个第二卡槽；所述的顶层料舟的侧壁上设置有与第二卡槽相配合的第二卡扣；
所述的底层料舟、中层料舟和顶层料舟的高度之和不大于还原炉的炉管的直径的75％。
本实用新型还包括以下技术特征：
所述的底层料舟的侧壁为弧形，所述的中层料舟的侧壁由下至上渐扩，所述的顶层料舟的侧壁与底面垂直。
所述的底层料舟的底部设置有滑轨。
所述的底层料舟、中层料舟和顶层料舟两端端面的底部均开设有斜面，所述的斜面与底面成45°夹角。
所述的第一卡槽和第二卡槽的槽口均为上宽下窄的锥台形。
所述的底层料舟、中层料舟和顶层料舟的高度分别占还原炉的炉管的直径的25％。
所述的第一卡槽和第二卡槽的高度分别占还原炉的炉管的直径的5％。
所述的中层料舟的侧壁与中层料舟的底面的夹角为85°。
本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)本实用新型中通过设置三层不同的料舟，在保证了料舟内金属粉末充分还原的条件下，最大化利用了还原炉的炉管内的有效空间，提高了料舟内金属粉末的装入量，提高了金属粉末的还原效率，实现了节能减排和合理利用资源的目的，解决了现有技术中的经水雾化法或湿法冶金工艺生产的金属粉末中的氧的还原效率低的技术问题。
(Ⅱ)本实用新型中底层料舟、中层料舟和顶层料舟之间采用卡槽、卡扣啮合的连接方式，使得料舟结构稳定牢靠且方便安装与拆卸，此外相邻的料舟的外壁和内壁之间存在间歇，使得还原性气体能够充分进入，提高了金属粉末的还原效率。
(Ⅲ)底层料舟、中层料舟和顶层料舟两侧端面底部设置斜面，扩大了还原气体的进入料舟进口，增大了还原气体的进入量，使得粉末中的氧还原反应进行的更加彻底，此外，使得料舟在更易在滑轨上的通过，提高还原气体的进入量的同时为料舟出炉提供勾料的位置。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的正视结构示意图；
图3为本实用新型的侧视结构示意图；
图4为本实用新型中的第一卡槽或者第二卡槽的结构示意图；
图5为本实用新型的地层料舟的结构示意图；
图6为本实用新型的中层料舟的结构示意图；
图7为本实用新型的顶层料舟的结构示意图。
图中各个标号的含义为：1-底层料舟，2-中层料舟，3-顶层料舟，4-斜面；101-第一卡槽，102滑轨；
201-第一卡扣，202-第二卡槽；
301-第二卡扣。
以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
需要说明的是，本实用新型中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
本实用新型给出了一种提高金属粉末还原效率的三层料舟，如图1至图7所示，包括由下至上可拆卸安装的底层料舟1、中层料舟2和顶层料舟3；且底层料舟1的顶部开口比中层料舟2的底部宽，中层料舟2的顶部开口比顶层料舟3的底部宽；
底层料舟1的顶部端面上均匀设置有多个第一卡槽101；中层料舟2的侧面上设置有与第一卡槽101相配合的第一卡扣201，中层料舟2的顶部端面设置有多个第二卡槽202；顶层料舟3的侧壁上设置有与第二卡槽202相配合的第二卡扣301；
底层料舟1、中层料舟2和顶层料舟3的高度之和不大于还原炉的炉管的直径的75％。
在上述技术方案中，通过设置三层不同的料舟，在保证了料舟内金属粉末充分还原的条件下，最大化利用了还原炉的炉管内的有效空间，提高了料舟内金属粉末的装入量，提高了金属粉末的还原效率，实现了节能减排和合理利用资源的目的，解决了现有技术中的经水雾化法或湿法冶金工艺生产的金属粉末中的氧的还原效率低的技术问题。
此外，底层料舟1的顶部开口比中层料舟2的底部宽，中层料舟2的顶部开口比顶层料舟3的底部宽，使得还原性气体能够顺利且充分进入料舟，提高了金属粉末的还原效率。底层料舟、中层料舟和顶层料舟之间采用卡槽、卡扣啮合的连接方式，使得料舟结构稳定牢靠且方便安装与拆卸。
具体的，底层料舟1的侧壁为弧形，中层料舟2的侧壁由下至上渐扩，顶层料舟3的侧壁与底面垂直。
在上述技术方案中，保证了底层料舟1、中层料舟2和顶层料舟3中相邻料舟之间存在间隙，使得还原性气体能够顺利且充分进入料舟，提高了金属粉末的还原效率。
具体的，底层料舟1的底部设置有滑轨102，使得料舟能够顺利进出还原炉的炉管。
具体的，底层料舟1、中层料舟2和顶层料舟3两端端面的底部均开设有斜面4，斜面4与底面成45°夹角。
在上述技术方案中，底层料舟1、中层料舟2和顶层料舟3两侧端面底部设置斜面4，扩大了还原气体的进入料舟进口，增大了还原气体的进入量，使得粉末中的氧还原反应进行的更加彻底，此外，使得料舟在更易在滑轨上的通过，提高还原气体的进入量的同时为料舟出炉提供勾料的位置。
具体的，第一卡槽101和第二卡槽202的槽口均为上宽下窄的锥台形，提高了卡槽与卡扣啮合安装的简易性。
具体的，底层料舟1、中层料舟2和顶层料舟3的高度分别占还原炉的炉管的直径的25％，在保证三层料舟与还原炉之间的适配的前提下，使得料舟的装入量最大。
具体的，第一卡槽101和第二卡槽202的高度分别占还原炉的炉管的直径的5％，保证了底层料舟1、中层料舟2和顶层料舟3中的装入量最大且还原性气体可以顺利料舟。
具体的，中层料舟2的侧壁与中层料舟2的底面的夹角为85°。
实施例：
本实施例采用三层料舟结构和单层料舟分别对某粉末冶金公司钼粉进行还原处理，还原工艺以及具体参数如表1所示：
其中，单层料舟钼粉的装入量为400g，三层料舟中底层料舟的装入量为300g，中层料舟的装入量为270g，顶层料舟的装入量为230g，总计800g；管式还原炉直径为120mm，底层料舟钼粉装入平均高度为25mm，底层料舟与中层料舟的间隙高度为12mm，中层料舟钼粉装入平均高度为25mm，底层料舟与中层料舟的间隙高度为12mm，顶层料舟钼粉装入平均高度为25mm。
料舟进入还原炉内进行金属粉末还原，还原炉内为还原性气体氢气，还原炉高温区长度4.5m，烧舟在还原炉内的还原周期为7h，从还原炉冷却区出口取出料舟金属粉末。
表1水雾化铜粉还原工艺
| 工艺参数 | 单层料舟方法 | 三层料舟方法 |
| 料舟内粉末重量，g | 400g | 800g |
| 钼粉粒度，目 | 150目 | 150目 |
| 还原温度，℃ | 420℃ | 420℃ |
| 还原气体 | 氢气 | 氢气 |
| 还原炉高温区长度，m | 4.5m | 4.5m |
| 料舟反映时间,h | 7h | 7h |
对粉末进行氧含量测量发现，采用三层料舟进行还原处理得到的粉末氧含量低于使用单层料舟还原处理得到的粉末氧含量，同时三层料舟粉末氧含量的数值平均差小于单层料舟内不同区域的粉末氧含量数值平均差，表明三层料舟的钼粉还原一致性优于单层料舟。
Claims (8)
1.一种提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，包括由下至上可拆卸安装的底层料舟(1)、中层料舟(2)和顶层料舟(3)；且所述的底层料舟(1)的顶部开口比中层料舟(2)的底部宽，所述的中层料舟(2)的顶部开口比顶层料舟(3)的底部宽；
所述的底层料舟(1)的顶部端面上均匀设置有多个第一卡槽(101)；所述的中层料舟(2)的侧面上设置有与第一卡槽(101)相配合的第一卡扣(201)，所述的中层料舟(2)的顶部端面设置有多个第二卡槽(202)；所述的顶层料舟(3)的侧壁上设置有与第二卡槽(202)相配合的第二卡扣(301)；
所述的底层料舟(1)、中层料舟(2)和顶层料舟(3)的高度之和不大于还原炉的炉管的直径的75％。
2.如权利要求1所述的提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，所述的底层料舟(1)的侧壁为弧形，所述的中层料舟(2)的侧壁由下至上渐扩，所述的顶层料舟(3)的侧壁与底面垂直。
3.如权利要求1所述的提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，所述的底层料舟(1)的底部设置有滑轨(102)。
4.如权利要求1所述的提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，所述的底层料舟(1)、中层料舟(2)和顶层料舟(3)两端端面的底部均开设有斜面(4)，所述的斜面(4)与底面成45°夹角。
5.如权利要求1所述的提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，所述的第一卡槽(101)和第二卡槽(202)的槽口均为上宽下窄的锥台形。
6.如权利要求1所述的提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，所述的底层料舟(1)、中层料舟(2)和顶层料舟(3)的高度分别占还原炉的炉管的直径的25％。
7.如权利要求1所述的提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，所述的第一卡槽(101)和第二卡槽(202)的高度分别占还原炉的炉管的直径的5％。
8.如权利要求1所述的提高金属粉末还原效率的三层料舟，其特征在于，所述的中层料舟(2)的侧壁与中层料舟(2)的底面的夹角为85°。
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