[发明专利]铜铝合金粉末氧化配氧用可控气氛回转炉设计及结构

说明书

技术领域

本发明属于回转炉技术领域，尤其涉及到一种铜铝合金粉末氧化配氧用可控气氛回转炉设计及结构。

背景技术

弥散铜材料配氧处理是指根据铜-铝合金粉原料中铝的含量，按一定的配比添加所需的氧，以保证内氧化时铝能全部被氧化成弥散分布的氧化铝相。配氧过程可决定材料中弥散相质点的大小、分布及均匀性，是弥散铜材料制备及生产工艺中的关键技术之一。

通常铜-铝合金粉的表面氧化配氧或内氧化剂的制备是在烤箱(或电阻炉中)中进行的，需长时间的烘烤将粉末表面氧化，反应方程式为：

2Cu+O₂＝2CuO

这种方法存在如下缺点：

1)劳动强度高

在氧化处理过程中粉末处于静止状态，在高温环境下，容易发生结块，造成粉末氧化程度不一致。为防止粉末结块现象发生，需频繁将粉末从烤箱(或电阻炉中)内取出，搅拌并将轻微结块的粉末破碎后再放入烤箱内(或电阻炉中)继续烘烤，因此劳动强度高。

2)氧化程度的均匀性较差

容器内的粉末升温过程不一致，且容器内表层的粉末与空气接触较为充分，内部供氧相对不足，造成粉末氧化的均匀程度不一致。

3)氧化的程度可控性差

由于无法随时掌握氧化的程度，粉末经常会氧化的过量。弥散铜生产过程对材料的氧化程度需准确控制，粉末的氧含量过高会导致还原工艺的调整，需延长还原时间，增加还原气体的使用量。

4)耗电量高、生产效率低

粉末频繁的从烤箱内(或电阻炉中)取出，烤箱、粉末不停地降温、升温，耗电量高；烤箱(或电阻炉中)内氧气分压不可控，由于氧化过程氧气的消耗，后续粉末间的氧气供应不充足，显著的增加了氧化时间，生产效率低。

由此看出：采用烤箱(或电阻炉中)进行弥散铜的配氧工艺，设备热利用率、生产效率低，劳动强度大，且工艺的可控性差，不适合弥散铜的生产。

现有回转炉设备已应用于多种金属粉末的氧化、还原、退火等热处理工艺，其主要特点为在热处理过程中，粉末处于相对运动状态，不仅可有效的防止粉末粘结，并且粉末与外界气氛接触充分，各种化学反应的时间短，处理效率高，效果较好，具有节能、高效的优点。但现有的回转炉进行弥散铜的配氧工艺也存在一些不足之处。

中国专利ZL95226707.1介绍了“废铅熔炼回转炉”；

中国专利ZL00253487.8介绍了“焚烧垃圾的回转炉排炉”；

中国专利ZL97101681.X介绍了“铁磁料电热回转炉”；

中国专利ZL99209446.1介绍了“湿法氟化铝外热式脱水干燥回转炉”；

中国专利ZL89205257.9介绍了“磁性材料烧结外热式回转窑”；

中国专利ZL01128612.1介绍了“电阻炉加热煅烧高岭土回转窑”；

中国专利ZL96231504.4.1介绍了“多功能回转窑”。

通过对上述专利的仔细分析，发现全部采用了“直通式结构”，即从一端进料、进气，从另一端出气，这种结构的回转炉适合连续化生产，操作方便，但无法准确控制反应的程度。

中国专利ZL97122085.9介绍了“一种制备碳化钨-镍-铁系纳米级复合粉的工艺及设备”，该发明的回转炉的炉体不转动，而是利用炉内的叶片式离心泵和气流的作用带动炉内粉末回转，具有结构较复杂，成本较高。

中国专利ZL200420017540.2介绍了“一种多气氛可倾斜回转炉”，该回转炉具有进出料方便、结构紧凑、检修容易等特点，但用于弥散铜的配氧工艺存在以下不足之处：

1、上、下端盖采用螺纹密封连接，且下端面需在炉内承受热、冷交替冲击作用，密封性能无法保证；

2、传动机构与进出料口设计在同一端，进出料时粉尘会粘结在传动机构中；同时，传动机构上的粉尘、锈皮会飘落到原料中；

3、反应的进程无法准确控制；

4、设计结构适用于小批量试验，无法满足大规模生产需要。

发明内容

为解决目前在弥散铜生产的配氧工艺过程中，设备热利用率、生产效率低，劳动强度大，且工艺的可控性差这一技术难题，本发明提供一种铜铝合金粉末氧化配氧用可控气氛回转炉设计及结构，该设计及结构具有设计结构合理，结构简单，保温效果好，提高了弥散铜的产品质量及生产效率，也可用各种金属粉末的氧化、氢化、氮化处理。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：