一种金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置，包括筒体、筒体驱动支撑机构、螺旋轴、螺旋轴驱动机构和筒体加热装置；所述的螺旋轴轴向贯穿于筒体的内部；所述的螺旋轴上纵向设置多个螺旋片；所述的筒体驱动支撑机构驱动筒体转动；所述的螺旋轴驱动机构驱动螺旋轴转动；筒体与螺旋轴的转动方向相反。本发明专利技术的装置设备简单、设备投资少、占地面积少、可规模化、节能、粉末加热升温速度极快，填充系数大，还具有脱碳、调质、退火、消除应力和再还原的功能，内螺旋搅拌和转输送物料的反向回转式隔焰加热、并能优化粉末性能和再还原。

【技术实现步骤摘要】
一种金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置
本专利技术属于冶金装备领域，具体涉及一种金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置。
技术介绍
世界上机械零部件生产，主要是采用铸铁或铸钢进行毛坯浇注生产的，同时，也有少量锻造和粉末冶金等方法制备机械零部件。粉末冶金技术是十分成熟的，只是无法生产大型部件或金属材料，生产的部件价格昂贵；锻造(自由锻和模锻)的技术也是非常成熟、稳定的，但仍然存在应用于普通部件造价仍然比较高，产能低等问题。我国的铸造企业有成千上万家，铸造技术十分成熟，应用量极大，但各种铸造方法均因为污染环境问题，国家一直在限制小规模的铸造厂发展和限产。为了迎合我国2025做到世界装备智造大国，满足因铸造限产而造成机械零部件毛坯供求紧张和矛盾，本专利人将粉末冶金工艺技术和锻造工艺技术进行有机结合，形成介于粉末冶金和锻造技术之间的新技术——金属粉末热锻压工艺技术。将还原铁加工成粉末，根据部件制品的成份要求，配加微量的各种合金粉末或非金属粉末，均匀混合后，将其采用中频感应加热，再热锻压机械零部件毛坯制品，工艺简单，生态环保，实现了零排放。粉末冶金一般是采用冷压造型后，再进行气氛保护中高温烧结，铁基机械零部件经冷压和烧结后的密度仍然不大于7.2t/m2，无法再增加密度，因此，压制工艺对还原铁粉末要求(化学成份和物理性能)比较苛刻，必须采用一次直接还原铁粉再进行二次还原、二次破碎、磨粉，而且还要求酸碱不溶物的含量、铁晶粒球状程度(松状流动性)、松状密度等都有严格的要求；冷压的压强要求较大，压强达到700MPa/cm2以上，因此，压制的部件规格小，只能生产几公斤以下的部件，生产成本很高，部件的每吨价格在几万元到几十万元，部件造价非常昂贵。由于纯净的金属粉末在727℃时，开始发生金相的转化，其表面开始有液相发生的趋势，也就是说，开始发生粘结。普通的金属铁粉由于含有C、Si、Mn、S、P及其它杂质等，其表面开始发生液相的温度点还要再降低，因此，普通散状的金属铁粉加热时，确保不结块，保持散状，其加热温度应小于700℃。金属粉末加热的方法很多，有内燃式回转窑法、外热式回转窑法、网带窑法、匣钵网带窑法等多种加热方法，而这些方法，不是无法满足大规模生产，规模化设备投资很大；窑炉使用寿命短，电器及加热元器件损耗大，造成窑炉故障率多。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种金属粉末双向回转式隔焰加热装置，解决了金属粉末加热存在的问题。本专利技术的装置设备简单、设备投资少、占地面积少、可规模化、节能、粉末加热升温速度极快、还具有脱碳、调质、退火、消除应力和再还原的功能，内螺旋搅拌和转输送物料的反向回转式隔焰加热、并能优化粉末性能和二次再还原。具体技术方案如下：一种金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置，包括筒体、筒体驱动支撑机构、螺旋轴、螺旋轴驱动机构和筒体加热装置；所述的螺旋轴轴向贯穿于筒体的内部；所述的螺旋轴位于筒体内部的部分围绕其设置多圈螺旋片；所述的筒体驱动支撑机构驱动筒体转动；所述的螺旋轴驱动机构驱动螺旋轴转动；筒体与螺旋轴的转动方向相反。所述的筒体的一端为进料端(窑尾)，另一端为出料端(窑头)。进料端连接入料斗。所述的螺旋轴驱动机构为电机驱动机构通过联轴器连接螺旋轴，驱动其旋转。本装置的金属粉末加热温度为680～700℃，一般不允许超过700℃，加热方式均为隔焰式外加热。加热方式可以是电阻加热、燃气、燃油隔焰式外加热；也可以是电阻外加热；也可以是中频感应外加热；也可以是微波外加热等多种方式。加热层的外部优选附设保温层。筒体的材质一般为20g、304、或316L焊接成圆筒状的炉体，厚度一般在18～20mm，自身进行回转运动。螺旋轴和螺旋片为一体，其材质可为304或316L，可以焊接，也可以是铸造。为了保证制备的机械零部件毛坯成份要求及材质的均匀性，需要将直接还原铁块破碎、打磨成细粉，再配加微量的合金粉或非金属粉末。可根据制品的成份及粉末细度等指标情况进行配料，获得适合制品的化学成份的原料；也可根据制品的工作环境和状况，适当添加一些合金粉末(如硅铁粉、锰铁粉、镍铁粉、铬铁粉、硼铁粉、金属钒粉、金属钼粉、稀土粉等)，甚至还要配加少量或微量的非金属粉末(如石墨粉、碳化硅粉、氧化铝粉、氧化锆粉等)，使热锻压的制品起到耐磨、耐腐、耐高温等功效。因此，要求各种物料要合批、均匀搅拌和混碾。本专利技术装置跟螺旋输送机原理类似，金属粉末通过入料斗进入筒体内，螺旋轴和螺旋片在动力驱动下，进行搅拌和输送。在加热过程，采用螺旋输送的同时，对粉末物料进行成千上万次混合和搅拌，使各种合金粉的分布更加均匀和稳定，也对物料进行了均匀的加热，金属粉末在同样的加热条件下，其搅拌动态加热比静态加热的速度要提高一倍以上，确保锻压部件制品的化学成份均匀并优化了制品的金相组织性能，不会像液态铸造浇注的毛坯部件，会发生气孔、缩孔及成份偏析等现象，而且，物料填充系数最高可达到50％。进一步，所述的螺旋轴为中空管状结构，其位于筒体内部的部分连接多支喷气管。再进一步，所述的螺旋轴，其位于筒体的出料端的一端连接气体通入旋转接头。本装置的第三段炉头部加上了气体通入旋转接头，可以充入N2、惰性气体等保护气体，也可以充入纯H2强还原气体，尾气可从入料斗排出。保护气体与还原气体除了具有保护还原铁粉末，防止其加热过程发生氧化现象，还可使还原铁粉末中尚残留少量的Fe3O4继续和H2进行再还原反应，也可以进一步提高金属铁的含量；还原铁的C含量一般在0.5％以上，当加热温度超过565.5℃时，H2对还原铁粉末中的Fe3C会发生脱碳反应；当钢温度达到680～700℃时，还原铁粉末就会退火，而碳含量较高的金属粉末在500～550℃时，就已经退火了，从而，消除了还原铁(粉末)块因破碎、磨粉等工序造成的粉末颗粒的内应力，同时，进一步优化了还原铁粉末的晶体球状程度，增加了还原铁粉末的韧性和松状流动性，自然增加了后续锻压部件制品后，金相组织的稳定性和致密性，具有二次还原、脱碳和调质功能。还原铁粉末的冷压压强由700MPa左右降低到温压的450MPa左右，同时，制品的密度由冷压＜7.2t/m3提高到温压密度≥7.6t/m3，进一步增加了制品的强度和应用领域。同时，喷气管也对物料进行扬料和搅拌作用，也使物料在加热炉的回转筒体上一直处于连续、均匀搅拌状态，也使物料加热均匀。再进一步，所述的喷气管优选设置于螺旋片的背面，有利于气体与物料的充分接触也有利于扬料和搅拌。可相应于每圈螺旋片均设置喷气管。靠近进料端一侧的轴上也可不设置喷气管；在靠近出料端三分之一长度的高温区，相应于每圈螺旋片设置1～4支喷气管。进一步，在螺旋轴通出筒体的两端均设置水冷装置；所述的水冷装置包括自动淋水管；每组所述的自动淋水管为多支，沿圆周连接于螺旋轴。设置自动淋水管的螺旋轴部分的两端设置挡水法兰。自动淋水管配合设置于其下端的水盆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置，其特征在于，包括筒体(12)、筒体驱动支撑机构、螺旋轴(19)、螺旋轴驱动机构和筒体加热装置；/n所述的螺旋轴(19)轴向贯穿于筒体(12)的内部；围绕所述的螺旋轴(19)设置多圈螺旋片(13)；/n所述的筒体驱动支撑机构驱动筒体(12)转动；所述的螺旋轴驱动机构驱动螺旋轴(19)转动；筒体(12)与螺旋轴(19)的转动方向相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置，其特征在于，包括筒体(12)、筒体驱动支撑机构、螺旋轴(19)、螺旋轴驱动机构和筒体加热装置；
所述的螺旋轴(19)轴向贯穿于筒体(12)的内部；围绕所述的螺旋轴(19)设置多圈螺旋片(13)；
所述的筒体驱动支撑机构驱动筒体(12)转动；所述的螺旋轴驱动机构驱动螺旋轴(19)转动；筒体(12)与螺旋轴(19)的转动方向相反。


2.根据权利要求1所述的金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置，其特征在于，所述的螺旋轴(19)为中空管状结构，其位于筒体(12)内部的部分连接多支喷气管(14)。


3.根据权利要求2所述的金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置，其特征在于，所述的螺旋轴(19)在位于筒体(12)的出料端的一端连接气体通入旋转接头(33)。


4.根据权利要求1～3任一项所述的金属粉末双向回转式隔焰加热二次还原装置，其特征在于，在螺旋轴(19)通出筒体(12)的两端均设置水冷装置；所述的水冷装置包括自动淋水管(6)；每组所述的自动淋水管(6)为多支，沿圆周连接于螺旋轴(19)外壁；螺旋轴(19)设置自动淋水管(6)的部分的两端设置挡水法兰(5)。


5.根据权利要求4所述的金属粉末双向回转式隔焰加热二...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐佳，高军，唐竹胜，
申请(专利权)人：唐佳，
类型：发明
国别省市：山东;37