УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2004 года по МПК B22F9/14 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для плазмохимического восстановления оксидов металлов.

Известны установки для получения гранул распылением прутковой заготовки (патент США №3752610, НКИ 425-6, 1973 г., патент РФ №688282, МКИ В 22 D 23/08, 1977 г.). Используемые нагреватели в этих установках не позволяют перерабатывать тугоплавкие материалы. Кроме того, названные установки не обладают достаточной производительностью и не обеспечивают получения мелкодисперсных гранул. Для увеличения дисперсности гранул необходимо их дополнительно подвергать переработке в высокотемпературном потоке газа.

Известна установка для термической обработки дисперсных материалов в высокотемпературном потоке газа, содержащая рабочую камеру с плазменными горелками. В верхней части рабочей камеры над горелками расположено устройство для ввода плазмообразующего газа, а в нижней части - сборник готового продукта (АС СССР №558758, МКИ В 22 F 9/14, 1975 г.).

Известна установка для плазмохимического восстановления оксидов металлов, содержащая устройство для загрузки сырья, плазмогенератор, реактор, осадительную камеру, фильтр и сборники порошка (Кипарисов С.С. и др. Оборудование предприятий порошковой металлургии. - М.: Металлургия, 1988, с.56-58), выбранная за ближайший аналог.

К недостатку данной установки следует отнести недостаточно высокую производительность и недостаточную надежность.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение производительности и надежности установки, а также обеспечение возможности получения металлического порошка более высокого качества.

Задача решается тем, что в установке, содержащей устройство для загрузки сырья, плазмогенератор, реактор, осадительную камеру и сборники порошка, осадительная камера содержит, по меньшей мере, две сообщающиеся секции с уменьшением поперечного сечения в месте их соединения, одна из которых в верхней части соединена с реактором, а другая с фильтром, а в нижней части указанные секции выполнены в виде отдельных карманов, к которым в донной части подсоединены сборники порошка.

Задача решается также тем, что реактор и фильтр установлены на верхней части осадительной камеры, причем реактор и фильтр могут быть установлены вертикально.

Задача решается также тем, что она снабжена узлом контроля наличия водорода, причем узел контроля установлен на выходном патрубке из фильтра в его верхней части, а также может быть выполнен с возможностью визуального наблюдения.

Установка для плазмохимического восстановления оксидов металлов (см. чертеж) содержит устройство для загрузки сырья, выполненное в виде четырех загрузочных дозаторов 1, плазмогенератор 2, установленный на реакторе 3, и осадительную камеру 4.

Осадительная камера 4 состоит из двух сообщающихся между собой секций 5 и 6. Секции 5 и 6 в верхней части соединены с реактором 3 и фильтром 7 соответственно. Секции 5 и 6 осадительной камеры 4 выполнены с уменьшением поперечного сечения в месте 8 их соединения и с образованием пережима на пути газового потока из секции 5 в секцию 6 в верхней части осадительной камеры. В нижней части указанные секции выполнены в виде отдельных сужающихся книзу карманов 9 и 10, к которым в донной части подсоединены сборники порошка 11, 12. На верхней крышке 13 фильтра 7 на выходном патрубке 14 установлен узел контроля наличия водорода 15, выполненный в виде свечи горения водорода с возможностью визуального наблюдения за ней.

Установка работает следующим образом.

Подключенный к источнику питания (не показан) плазмогенератор 2 формирует плазменную струю в осевом направлении реактора 3.

В качестве плазмообразующего газа используют восстановительный газ, например водород.

Из загрузочных дозаторов 1 порошок оксида металла направляют в плазменную струю, где происходит испарение оксида металла и его восстановление до металла в газовой фазе. Пары металла конденсируются в виде (мелких) частиц в нижней части реактора 3. Конденсат в виде более крупных частиц порошка собирается в первой по ходу газового потока секции 5 и осаждается в кармане 9, более мелкие частицы выносятся газовым потоком через пережим 8 в секцию 6 и осаждаются на фильтре 7. Фильтр 7 снабжен устройством 16 для периодического встряхивания порошка. При встряхивании мелкие частицы осаждаются в кармане 10 осадительной камеры 4. Таким образом частицы металла разделяются по массе и собираются в сборниках порошка 11, 12 соответственно.

При работе установки отработанный газ направляется через выходной патрубок 14 в систему регенерации (не показана) или на выброс в атмосферу.

Наличие водорода в осадительной камере 4 определяют визуально по наличию пламени в узле 15 контроля наличия водорода. Осуществление контроля за наличием водорода обеспечивает надежность работы установки.

Конструктивные особенности установки за счет выполнения осадительной камеры в виде двух секций позволяют улавливать порошок с разделением его на мелкую и более крупную фракции, что обеспечивает повышение его качества и повышение производительности установки.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при получении порошков оксидов металлов. В предложенной установке, содержащей устройство для загрузки сырья, плазмогенератор, реактор, осадительную камеру, фильтр и сборники порошка, согласно изобретению осадительная камера выполнена, по меньшей мере, из двух сообщающихся секций с уменьшающимся поперечным сечением в месте их соединения для образования пережима газового потока, одна из секций в верхней части соединена с реактором, другая - с фильтром, а в нижней части указанные секции выполнены в виде отдельных сужающихся к низу карманов, к которым в донной части подсоединены сборники порошка. Обеспечивается высокая надежность, производительность установки и получение металлического порошка высокого качества. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для плазмохимического восстановления оксидов металлов, содержащая устройство для загрузки сырья, плазмогенератор, реактор, осадительную камеру, фильтр и сборники порошка, отличающаяся тем, что осадительная камера выполнена, по меньшей мере, из двух сообщающихся секций с уменьшающимся поперечным сечением в месте их соединения для образования пережима газового потока, одна из секций в верхней части соединена с реактором, другая с фильтром, а в нижней части указанные секции выполнены в виде отдельных сужающихся книзу карманов, к которым в донной части подсоединены сборники порошка.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реактор и фильтр установлены на верхней части осадительной камеры вертикально.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена узлом контроля наличия водорода.4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что узел контроля наличия водорода установлен на выходном патрубке фильтра в его верхней части.5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что узел контроля наличия водорода выполнен с возможностью визуального наблюдения.