用于气固还原制备金属粉体的坩埚及装置

本发明属于金属粉体制备，具体涉及用于气固还原制备金属粉体的坩埚及装置。

背景技术：

1、气固还原制备金属粉体是常见的传统冶金工艺。目前，国内外利用气固反应制备金属粉体的装置工艺普遍以传统反应皿式还原为主。

2、传统气固还原反应使用的舟皿为方形敞口，材质为不锈钢或氧化铝，还原性气体从物料上方以扩散方式进入物料层与之发生反应。然而，由于传统反应舟皿的限制，物料层厚度需控制在20～30mm以内，避免因物料层过厚气体无法充分扩散至物料内部，且一些粉体制备过程中存在随物料层厚度的变化产生明显差异的现象。此外，一些金属粉体在还原过程中会产生水蒸气等副产品，容易堆积在料层底部难以排出进而影响还原反应进一步进行。

3、传统钼粉制备采用两段推舟还原工艺进行，氢气从炉管后端进入炉管，在管内通过扩散的方式进入物料内部与之发生还原反应。此时，氢气浓度在料层厚度方向呈现向下梯度变化，且反应生成的水蒸气分布在物料内部，难以及时逸出，在一段还原过程中物料发生板结现象。物料板结往往阻止反应进一步进行。因此，在二段还原前，须将板结物料破聚筛分处理，不仅制约钼粉还原的连续性，而且增加了工序与成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，一方面，一些实施例公开了用于气固还原制备金属粉体的坩埚，坩埚包括料仓和设置在料仓下方的气仓；

2、料仓的底部为具有第一通气孔的透气板；

3、气仓的底部设置有导向结构，用于将坩埚设置在轨道上；气仓底部设置有第二通气孔；气仓的内部设置有具有第三通气孔的布气板；第三通气孔的截面积不小于第二通气孔的截面积；

4、其中，利用坩埚制备金属粉体时，反应气体从第二通气孔进入气仓下部，然后经过第三通气孔进入气仓上部，进一步通过第一通气孔进入料仓。

5、进一步，一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，料仓与气仓设置为可拆卸连接。

6、一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，透气板与料仓的侧壁可拆卸连接。

7、一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，第一通气孔的孔径不大于1mm。

8、一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，第三通气孔的孔径大于1cm。

9、一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，导向结构为内陷式凹槽，第二通气孔设置在内陷式凹槽内。

10、一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，导向结构为线性部件，线性部件内部具有空腔，第二通气孔设置在线性部件的底部壁上。

11、一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，导向结构设置为多个。

12、一些实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，气仓上部边缘设置有与料仓适配的结构，用于将料仓套设在气仓上。

13、另一方面，一些实施例公开了用于气固还原设备制备金属粉体的装置，装置包括反应炉管，反应炉管内设置有用于设置坩埚的轨道，和用于向坩埚内通入反应气体的进气管。

14、本发明实施例公开的用于气固还原制备金属粉体的坩埚和装置，利用坩埚将反应气体从物料的底部通入物料层，有效促进了气体与物料的有效接触，同时坩埚内设置有多级气孔，将进气管中的反应气体通过第二通气孔导入气仓，利用气仓中的布气板上的第三通气孔将反应气均匀分布在气仓内，进一步通过透气板的第一通气孔将反应气体均匀导入料仓，有效促进了物料与气体均匀反应；同时在坩埚底部设置有导向结构，可以将坩埚设置在轨道上，实现坩埚的移动，进一步将多个坩埚设置在轨道上，实现了连续进料，能够实现金属粉体的连续制备。

技术特征：

1.用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述坩埚包括料仓和设置在所述料仓下方的气仓；

2.根据权利要求1所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述料仓与所述气仓设置为可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述透气板与所述料仓的侧壁可拆卸连接。

4.根据权利要求1～3任一项所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述第一通气孔的孔径不大于1mm。

5.根据权利要求1～3任一项所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述第三通气孔的孔径大于1cm。

6.根据权利要求1～3任一项所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述导向结构为内陷式凹槽，所述第二通气孔设置在所述内陷式凹槽内。

7.根据权利要求1～3任一项所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述导向结构为线性部件，所述线性部件内部具有空腔，所述第二通气孔设置在所述线性部件的底部壁上。

8.根据权利要求1～3任一项所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述导向结构设置为多个。

9.根据权利要求1～3任一项所述的用于气固还原制备金属粉体的坩埚，其特征在于，所述气仓上部边缘设置有与所述料仓适配的结构，用于将所述料仓套设在所述气仓上。

10.用于气固还原设备制备金属粉体的装置，其特征在于，所述装置包括反应炉管，所述反应炉管内设置有用于设置所述坩埚的轨道，和用于向坩埚内通入反应气体的进气管。

技术总结
本发明实施例公开了用于气固还原制备金属粉体的坩埚和装置；坩埚包括料仓和设置在料仓下方的气仓；料仓的底部为具有第一通气孔的透气板；气仓的底部设置有导向结构，用于将坩埚设置在轨道上；气仓底部设置有第二通气孔；气仓的内部设置有具有第三通气孔的布气板；其中，利用坩埚制备金属粉体时，反应气体从第二通气孔进入气仓下部，然后经过第三通气孔进入气仓上部，进一步通过第一通气孔进入料仓。有效促进了气体与物料的有效接触，利用坩埚内设置的多级气孔，将反应气均匀分布在气仓内，有效促进了物料与气体均匀反应；同时在坩埚底部设置有导向结构，可以将坩埚设置在轨道上，实现坩埚的移动，能够实现金属粉体的连续制备。

技术研发人员：车玉思,王瑞芳,孙紫昂,张石明,张超,何季麟
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14