一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置，包括：反应器，其为内部中空的方形结构；流体分布器，其设置在反应器下部，且底面设置在所述反应器底面内壁的上方并与其分离；压力控制装置，其设置在所述流体分布器的一侧，所述反应器的外部，并连通在所述流体分布器的入口；其中，所述流体分布器上连通有多根相互平行的的通气管路，且所述通气管路上设置有多个等间距排列的出气孔。氮气与粉体充分接触，控制合适的气压，使粉体处于流态化状态而不使粉体飞扬，可以使粉体氮化完全，同时缩短高温反应时间。

【技术实现步骤摘要】
一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置
本技术涉一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置，属于化工生产领域。
技术介绍
碳氮化钛、氮化钛基金属陶瓷具有高熔点，高硬度，低摩擦磨损特性，使其在切削刀具，热压模具方面有较大的应用价值。尤其在切削刀具方面，碳氮化钛、氮化钛基金属陶瓷以其高硬度，高红硬性，耐磨性成为替代WC-Co硬质合金的材料。我国碳氮化钛、氮化钛基金属陶瓷的研发起步较晚，仅有少数厂商具备生产能力，产品的性能相较国外同类产品也有较大差距。因此，研发高纯度，质量稳定可控，性能优异的碳氮化钛、氮化钛基金属陶瓷具有较大的价值。但是，要制备出综合性能优良的碳氮化钛、氮化钛基金属陶瓷，关键之一就是要合成出高纯度、细粒度、粒度分布窄、性能稳定、烧结性能良好的碳氮化钛、氮化钛陶瓷粉末。高质量的粉末原料是获得高性能产品的先决条件，碳氮化钛、氮化钛陶瓷粉末的制备方法有碳热还原法、化学气相沉积法、自蔓延高温合成法(SHS)、机械合金化(MA)、机械诱发自蔓延反应(MSR)、化学合成法等多种，其中碳热还原法制备的粉末在纯度、粒度和形貌、烧结性能等方面具有较大优势，该方法成本较低，适宜规模化生产。但传统碳热还原法制备氮化钛粉末通常采用将原料平铺在料舟上的方式通过开式碳管炉高温区来实现连续氮化生产，此方法虽然可以连续生产，但是生产的粉体氮化率低，容易引入氧杂质，设备占用空间大等；另外北京科技大学的王立等人专利技术的“利用流化床技术常压连续合成氮化硅粉末的方法”(中国专利授权号为CN100351170C)虽然也可以用来生产碳氮化钛、氮化钛，但是高温流化困难，需采购整套设备且制作技术难度高，且氮化时间短需重复氮化，此外碳热还原法制备氮化钛粉末还通常将粉体平铺在料舟上通入氮气用碳热还原炉生产，但此方法生产效率、产能低，底层粉体氮化不均匀。因此，该方法有待进一步改善。同时，在发生碳氮反应，通入氮气时，由于各种因素，往往会存在一些较大粒径的粉末，或者由于多种原因被烧结的粉末会聚集在一起形成一个或多个较大的粉末，在通入氮气时，在氮气口处会有粉末粘附在但氮气口，时间长了会堵塞氮气或部分堵塞氮气出口，影响反应的进行和反应效率。
技术实现思路
本技术设计开发了一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置，能够克服现有装置在生产时粉体氮化不均匀、氮化效率低等问题。本技术的另一个专利技术目的，防止出气孔被堵塞，。本技术提供的技术方案为：一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置，包括：反应器，其为内部中空的方形结构；流体分布器，其设置在反应器下部，且底面设置在所述反应器底面内壁的上方并与其分离；压力控制装置，其设置在所述流体分布器的一侧，所述反应器的外部，并连通在所述流体分布器的入口；其中，所述流体分布器上连通有多根相互平行的的通气管路，且所述通气管路上设置有多个等间距排列的出气孔。优选的是，所述出气孔设置在所述通气管路的底部以及两侧。优选的是，所述出气孔由所述管路的管壁内部向外部的截面面积依次减小，能够防止粉末进入所述出气孔。优选的是，所述出气孔上可拆卸连接有过滤装置。优选的是，所述过滤装置为向上凸起的曲面网，能够增大出气孔的出气范围。优选的是，所述反应器采用石墨舟皿材质。优选的是，所述通气管路采用碳管材料。优选的是，所述流体分布器距离所述反应器的底面内壁的距离为10mm。优选的是，相邻两个所述出气孔的间距为20mm。本技术所述的有益效果：一是此装置设计制造方便简单，应用于气氛烧结炉或碳热还原炉，不需要对炉体进行改造，反应器和流体分布器可以根据所应用炉膛空间设计制作为适合的尺寸、形状；二是氮气与粉体充分接触，控制合适的气压，使粉体处于流态化状态而不使粉体飞扬，可以使粉体氮化完全，同时缩短高温反应时间；三是采用碳热还原反应法制备碳氮化钛、氮化钛粉末时，氧化钛源和碳黑源的选择对碳氮化钛、氮化钛粉产品的质量影响非常大，本技术首先采用湿法研磨，然后造粒干燥，控制干燥粉体的粒径分布在10μm～50μm之间，保证了粉体流化充分，氮化均匀；四是反应器可以填装大量粉体，从而大大提高生产产能及效率。附图说明图1为本技术所述的快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置的结构示意图。图2为本技术所述的一种快速氮化生产碳氮化钛、氮化钛粉的装置的俯视图。图3为本技术所述的一种快速氮化生产碳氮化钛、氮化钛粉的装置的A-A剖视图。图4为本技术所述的一种快速氮化生产碳氮化钛、氮化钛粉的装置的B-B剖视图。图5为本技术所述的出气孔的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1-5所示，本技术提供一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置，包括：反应器100、流体分布器200、通气管路210、分布器入口220、出气孔211以及曲面网212。反应器100为内部中空的方形结构，能够用于气氛烧结炉或碳热还原炉，在使用时不需要对炉体进行改造，能够根据所应用炉膛空间设计制作为适合的尺寸、形状。流体分布器200设置在反应器的100的下部，它的底面高于反应器100底面的内壁，即设置在反应器100底面内壁的上方，并与反应器100的底面内壁分离。流体分布器入口220设置在流体分布器的一侧，与流体分布器200垂直，并设置在反应器100的外部。在本技术中，作为一种优选，反应器100采用石墨舟皿材质。在本技术中，作为一种优选，流体分布器200距离所述反应器100的底面内壁的距离为10mm。流体分布器200为方形结构，其一侧垂直连通有进气入口220，流体分布器200上设置有多根相互平行的通气管路210，压力控制装置连通在流体分布器的进气入口220。在流体分布器200的每根通气管路210上，均匀等间距的排布有多个氮气出气孔211，出气孔211设置在通气管路210的底部以及两侧，同时，出气孔211由通气管路210的管壁内部向外部，即出气孔211由内向外的截面面积依次减小，这样能够更加防止在反应过程中，有大块的或者因各种因素聚集的反应粉末块体堵塞在出气孔211上，阻碍反应进行或者影响反应的效率。同时，在出气孔211上，可拆卸连接有过滤装置212，过滤装置212为向上凸起的曲面，这样能够增加气体从出气孔211中吹出时所辐射的面积，使反应进行的更彻底，效率更高。在本技术中，作为一种优选，相邻两个出气孔211的间距为20mm。在本技术中，作为一种优选，通气管路210采用碳管材料.在进行生产碳氮化钛、氮化粉时，将研磨混合干燥好的氧化钛粉和炭黑填装到反应器100中，将氮化装置放于气氛烧结炉或碳热还原炉中，将炉内抽真空然后升温，当达到反应温度时，将氮气与流体分布器入口连通，通过压力控制装置调节合适的气压，保证将粉体流态化而不飞扬，保持炉内在一个大气压下，保温一定时间，关闭氮气并抽真空，然后快速降温至室温，得到所需的碳氮化钛、氮化钛粉。由于本装置能够应用于气氛烧结炉或碳热还原炉，因此不需要对炉体进行改造，反应器和流体分布器可以根据所应用炉膛空间设计制作为适合的尺寸、形；同时，氮气与粉体充分接触，通过压力控制装置控制合适的气压，使粉体处于流态化状态而不使粉体飞扬，可以使粉体氮化完全，同时缩短高温反应时间。采用碳热还原反应法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置，其特征在于，包括：反应器，其为内部中空的方形结构；流体分布器，其设置在反应器下部，且底面设置在所述反应器底面内壁的上方并与其分离；压力控制装置，其连通在所述流体分布器的一侧，所述反应器的外部，并连通在所述流体分布器的入口；其中，所述流体分布器上连通有多根相互平行的通气管路，且所述通气管路上设置有多个等间距排列的出气孔；所述出气孔设置在所述通气管路的底部以及两侧；所述出气孔由所述管路的管壁内部向外部的截面面积依次减小，能够防止粉末聚集进入所述出气孔；所述出气孔上可拆卸连接有过滤装置；所述过滤装置为向上凸起的曲面网，能够增大出气孔的出气范围。

【技术特征摘要】
2018.02.24 CN 20182026617121.一种快速生产碳氮化钛、氮化粉的装置，其特征在于，包括：反应器，其为内部中空的方形结构；流体分布器，其设置在反应器下部，且底面设置在所述反应器底面内壁的上方并与其分离；压力控制装置，其连通在所述流体分布器的一侧，所述反应器的外部，并连通在所述流体分布器的入口；其中，所述流体分布器上连通有多根相互平行的通气管路，且所述通气管路上设置有多个等间距排列的出气孔；所述出气孔设置在所述通气管路的底部以及两侧；所述出气孔由所述管路的管壁内部向外部的截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉金，张翰超，常宏周，
申请(专利权)人：吉林长玉特陶新材料技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林,22