一种利用铁红制备超细铁粉的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用铁红制备超细铁粉的装置，主要包括加料仓、螺旋加料器、流化床、搅拌电机、搅拌桨、电炉、旋风分离器、成品仓和布袋；加料仓下端连接螺旋加料器入口；流化床上部，入料口与螺旋加料器出口连通，出料口与旋风分离器入口相连通；旋风分离器上端尾气出口处设置布袋，下端粉体出口接入成品仓；流化床底部通过进气口与供气装置连通；流化床由不锈钢管焊接制造而成，床体顶端用法兰连接，并用耐热胶垫密封，床体中部焊接有气体分布板；搅拌电机安装在流化床顶部，电机转轴上连接搅拌桨，搅拌桨的连杆穿过顶端的中心孔伸入床内，搅拌桨底端靠近分布板；流化床安装在电炉的炉膛正中央；生产成本低，并能连续、批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用铁红制备超细铁粉的装置，属于超细粉体制造

技术介绍
超细铁粉通常是指颗粒粒径小于10 Pm的铁粉，与普通铁粉相比，具有非常大的比表面积，极高的反应活性，以及独特的光、电、磁等性能，是一种高附加值的功能粉体材料。近年来，超细铁粉已广泛应用于制造高性能的粉末冶金零件，随着超细铁粉逐步应用到磁性材料、催化剂、药性焊丝等领域，超细铁粉的市场需求不断扩大，价格高出普通铁粉3 5倍，具有良好的经济效益。因此，许多研究者都致力于超细铁粉制造方法的研究。 通过冶金工业信息标准研究院对国内外的文献资源进行检索，查阅到的超细铁粉制备方法包括高能球磨法、真空蒸发法、溅射法、羰基法等。日本激光物理研究所以FeCO5S原料，采用脉冲红外线激光高温分解的方法制备颗粒直径为I 100 nm纳米级超细铁粉的工艺及制备方法，该方法制备的超细铁粉颗粒尺寸小，性能优异，但原料价格高且需要脉冲红外线激光，难以实现批量生产。沈阳工业大学采用直流电弧等离子体法连续制备超细铁粉，虽然提高了产率，但设备昂贵，导致成本高。上海大学开发的一种微米级铁粉的制备方法，是将Fe2O3粉末经过研磨、烘干、加热、还原，最终得到粒度为0. 28 3 Um的铁粉，该方法前工序需要将普通Fe2O3粉末进行球磨和烘干处理，导致工艺流程增加，而且只能间断式生产，因而产量有限。综上所述,现有的超细铁粉制备方法，由于原料价格高、设备复杂、反应条件苛刻或不能连续生产等诸多原因，难以实现大规模工业化生产，目前还没有开发出一种低成本制备超细铁粉的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有超细铁粉制备方法存在原料价格高、设备复杂、反应条件苛刻或不能连续生产等问题，本专利技术提供一种低成本制备超细铁粉的装置，实现低成本、连续、批量生产超细铁粉。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是 一种利用铁红制备超细铁粉的装置，其特征在于主要包括加料仓、螺旋加料器、流化床、搅拌电机、搅拌桨、电炉、旋风分离器、成品仓和布袋；加料仓下端连接螺旋加料器入口 ；流化床上部两侧分别有入料口和出料口，入料口与螺旋加料器出口连通，出料口与旋风分离器入口相连通；旋风分离器上端尾气出口处设置布袋，下端粉体出口接入成品仓；流化床底部通过进气口与供气装置连通；流化床由不锈钢管焊接制造而成，床体顶端用法兰连接，并用耐热胶垫密封，床体中部焊接有气体分布板；搅拌电机安装在流化床顶部，电机转轴上连接搅拌桨，搅拌桨的连杆穿过顶端的中心孔伸入床内，搅拌桨底端靠近分布板；流化床安装在电炉的炉膛正中央；所述铁红为钢铁厂回收提纯的铁红，Fe2O3含量大于99%、粒径范围为1000目 5000目。按上述技术方案，还设置有对加料量、气体流速、搅拌转速、加热温度和加热时间进行调节的控制系统。按上述技术方案，供气装置主要包括气瓶、气体流量计和输气管路。按上述技术方案，所述气体分布板为金属烧结网。按上述技术方案，所述装置的工作流程为铁红原料经加料仓、螺旋加料器从流化床上部输送给流化床，供气装置从流化床底部通入还原气和保护气，气体经流化床内的气体分布板后使原料流化；同时通过流化床内的桨叶转动改善原料的流化状态，增强气固接触，提高反应效率；加热装置使流化床内温度达到还原温度，之后，流化床内开始还原反应，Fe2O3被还原成Fe ;还原完成后，关闭还原气体，增大保护气的流速，气速超过终端速度后，铁粉被吹出流化床后进入旋风分离器，在旋风分离器中气体和固体发生分离，铁粉从旋风 分离器下端被输送至储存装置冷却并储存，尾气从上端排气口经布袋除尘后排出。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点 (I)本专利技术设计并制造了一套带搅拌的流态化还原装置，整套装置结构简单，易于操控，在流化床中加入搅拌，通过搅拌促进原料颗粒的流态化，增强了气固接触，提高了反应效率；同时，保证原料在还原温度下维持流化状态，反应效率高，反应时间短，生产成本低。同时通过螺旋加料器自动加料、高速气体吹出铁粉和旋风分离器分离铁粉，实现了超细铁粉的连续制备。本专利技术真正实现了低成本、连续、批量生产超细铁粉，经过设备放大后，利用该方法可实现超细铁粉的大规模工业化生产。(2)利用本装置，采用钢铁厂回收提纯的铁红作原料，原料来源充足，且该原料颗粒粒径尺寸为微米级，颗粒粒径小，从而省去了传统方法中球磨工艺，有力地降低了原料成本。(3)本专利技术制备的最终产品为超细铁粉，其还原度达95%以上，如图3所示，其微观形貌颗粒尺寸比较均匀，平均粒径约为0. 5 Pm，满足超细铁粉需求量大的行业(如制造粉末冶金零件)对铁粉的性能要求。附图说明 图I是本专利技术装置结构示意图；图中，I.加料仓；2.螺旋加料器；3.流化床；4.搅拌电机；5.搅拌桨；6.电炉；7.旋风分离器；8.成品仓；9.布袋。图2是采用本专利技术的装置制备超细铁粉的工艺流程图。图3是采用本专利技术的装置制备的超细铁粉的扫描电镜照片。具体实施例方式本专利技术的装置如图I所示，由加料仓I、螺旋加料器2、流化床3、电机4、搅拌桨5、电炉6、旋风分离器7、成品仓8和布袋9组成，具体结构说明如下加料仓I下端连接螺旋加料器2入口 ；流化床3上部两侧分别有入料口和出料口，入料口与螺旋加料器2出口连通，出料口与旋风分离器7入口相连通；旋风分离器7上端尾气出口处使用布袋9除尘，下端粉体出口接入成品仓；流化床3由不锈钢管焊接制造而成，床体顶端用法兰连接，并用耐热胶垫密封，床体中部焊接有气体分布板，分布板采用金属烧结网，起到分布气流的作用；搅拌电机4安装在流化床3顶部，电机4转轴上连接搅拌桨5，搅拌桨5的连杆穿过顶端的中心孔伸入床内，搅拌桨5底端靠近分布板；流化床3安装在电炉6的炉膛正中央，电炉6加热时可保证床内温度的均匀。采用本专利技术的装置制备超细铁粉的工艺流程如图2所示，具体过程说明如下力口料装置(包括加料仓和螺旋加料器)将原料输送给流化床，供气装置(包括气瓶、气体流量计和输气管路)从流化床底部通入还原气和保护气，工业煤气作还原气，氮气作保护气，气体经分布板后使原料流化；同时搅拌装置(包括电机、搅拌桨和调速器)通过桨叶转动改善原料的流化状态，增强气固接触，提高反应效率；加热装置(包括电炉、热电偶和温控仪)使流化床内温度达到还原温度,流化床内开始还原反应，Fe2O3被H2和CO还原成Fe ;还原完成后，关闭还原气体，增大保护气体的流速，气速超过终端速度后，铁粉被吹出流化床进入分离装置(包括旋风分离器和除尘布袋)，在旋风分离器中气体和固体发生分离，铁粉从旋风分离器下端被输送至储存装置(包括成品仓、密封盖和冷却水管)冷却并储存，尾气从上端排气口经布袋除尘后排出。控制系统(包括工业计算机、传感器和控制软件)可对加料量、气体流速、搅拌转速、加热温度和加热时间进行调节，保证流化床内还原过程连续稳定进行。以下提供两个制备超细铁粉的具体实施例。 实施例I :首先向加料仓I中加入一定量原料；打开气瓶向流化床3中通入保护气体(氮气)，排尽流化床3内的空气；打开电炉6加热流化床至设定温度；启动螺旋加料器2向流化床3输送原料，并启动搅拌电机4，调节转速至设定值，同时切换气路，通入反应气体(工业煤气和氮气)，调节气速和气体体积比(工业煤气/氮气)至设定值，开始还原反应；反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用铁红制备超细铁粉的装置，其特征在于主要包括加料仓、螺旋加料器、流化床、搅拌电机、搅拌桨、电炉、旋风分离器、成品仓和布袋；加料仓下端连接螺旋加料器入口 ；流化床上部两侧分别有入料口和出料口，入料口与螺旋加料器出口连通，出料口与旋风分离器入口相连通；旋风分离器上端尾气出口处设置布袋，下端粉体出口接入成品仓；流化床底部通过进气口与供气装置连通；流化床由不锈钢管焊接制造而成，床体顶端用法兰连接，并用耐热胶垫密封，床体中部焊接有气体分布板；搅拌电机安装在流化床顶部，电机转轴上连接搅拌桨，搅拌桨的连杆穿过顶端的中心孔伸入床内，搅拌桨底端靠近分布板；流化床安装在电炉的炉膛正中央；所述铁红为钢铁厂回收提纯的铁红，Fe2O3含量大于99%、粒径范围为1000目 5000目。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于还设置有对加料量、气体流速、搅拌转速、 加热温度和加热时间进行调节的控制系统。3.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于供气装置主要包括气瓶、气体流量计和输气管路。4.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于所述气体分布板为金属烧结网。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述气体分布板为金属烧结网。6.根据权利要求I或2或5所述的装置，其特征在于所述装置的工作流程...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋乙峰，涂元强，柳长福，蔡捷，白会平，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：