[發明專利]鋁錠熔融霧化合成氮化鋁粉體專用鋁錠熔化器

在審

• 申請號: 202110317396.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113003550A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 尹克勝;朱孟龍;尹建成;陳守鋒;李興軍;李富超;李超;劉洪亮
• 申請（專利權）人: 尹克勝
• 主分類號: C01B21/072
• 分類號: C01B21/072;B01D45/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

鋁錠熔融霧化合成氮化鋁粉體專用鋁錠熔化器，由鋁錠熔化坩堝、煙氣蝸旋室、鋁液壓送器三部分組成：其中鋁錠熔化坩堝選用耐熱鋼和陶瓷坩堝；煙氣蝸旋室由蝸旋殼體和內襯腔體構成，外殼為承壓殼體，內襯腔體與坩堝構成煙氣運行通道，蝸旋室設煙氣進口A、煙氣出口B，微粉出口C；鋁液壓送器由壓送器本體、運行支架和升降機構組成，其中壓送器用鋼材和陶瓷材料加工制作，底口尺寸與坩堝上口一致，設鋁液輸出管D、壓縮氮氣接口E、測溫熱電偶F，形成坩堝與壓送器間的密閉空間，用于加壓輸出鋁液；運行支架安裝在煙氣蝸旋室上，用于安裝升降機構并作為壓送器本體的運動軌道，升降機構為壓送器運動執行機構，采用液壓、氣動、機械三種驅動方式；完成壓送器在鋁錠加入、鋁液輸出時的動作。

技術領域

本發明涉及一種鋁錠熔融霧化合成氮化鋁粉體專用鋁錠熔化器，屬于氮化鋁粉體材料生產設備領域。

背景技術

鋁粉，別名鋁銀粉，CAS No：7429-90-5危險標記：10(遇濕易燃物品)，屬于4類1項危險品，編號1309；我國自20世紀50年代開始生產片狀鋁粉，90年代開始引進鋁錠熔融霧化技術生產微細球形鋁粉，其中的氮氣霧化制粉工藝是生產高質量微細球形鋁粉的主要方法，其工藝是在以天然氣為燃料的鋁熔化爐中的把鋁錠熔化為850℃左右的鋁液，在溫度350--430℃、壓力3-8MPa的N₂作用下，通過霧化器將鋁液噴成霧狀，另用大量的低溫氮氣迅速吸收鋁液霧滴熱量，使霧珠狀的液態鋁急劇冷凝收縮為球狀；已凝固鋁粉在分級器內被分離成各種粒度等級；氮氣經除塵、凈化后重復使用；鋁粉是一種易燃易爆危險物品，有著嚴格的生產、運輸、儲存規范和規定，而用于霧化鋁粉制備的鋁錠和鋁液則穩定的多，按照一般金屬材料的管理即可。其中的鋁錠熔化爐是整個生產工藝的重要組成部分和產品能耗關鍵設備，對產品產量、質量和能耗都具有重要影響。

氮化鋁具有導熱性好，熱膨脹系數小，是良好的耐熱沖擊材料。是一種發展潛力巨大的新型陶瓷材料。氮化鋁生產主要有氧化鋁碳熱還原法和鋁粉直接氮化合成法兩種方法：其中鋁粉直接氮化法是一種非常成熟的生產方法，在氮化鋁生產中得到了廣泛應用，其反應方程式為2Al+N₂＝2AlN，500℃左右開始發生氮化，700℃時氮化速度明顯增快，反應初期鋁粉表面被氮化生成氮化鋁層，進而阻止了N₂或NH₃進一步向鋁粉顆粒中心擴散，導致制備的氮化鋁產率較低；該反應溫度一般控制在800～1200℃，超過了鋁的熔點，鋁粉與N₂或NH₃反應會釋放大量熱量，為防止反應超溫，必須向原料鋁粉在摻入一定數量的氮化鋁微粉，以吸收反應熱，降低反應溫度，這既降低了生產效率又增加了混料工序鋁粉混合的危險性與復雜性，又造成了嚴重的環境污染，反應生成的氮化鋁粉體燒結團聚，需要經過復雜的后續研磨加工才能獲得合格的氮化鋁產品。

發明人結合現有鋁錠熔融霧化法制備微細球形鋁粉工藝和鋁粉氮化合成氮化鋁工藝，發明了鋁錠熔融霧化合成氮化鋁生產新工藝，由于2Al+N₂＝2AlN是強放熱反應，反應溫度在1300-1500℃之間，排出煙氣(含有少量氮化鋁微粒的高溫氮氣)溫度高達1300℃以上，遠遠高出鋁的熔點，為充分利用鋁的氮化反應熱，吸收霧化合成氮化鋁煙氣余熱，降低煙氣溫度，方便煙氣處理；發明了一種利用氮化鋁反應排出高溫煙氣熔化鋁錠的鋁錠熔化器，取代原來的以天然氣為燃料的鋁熔化爐，實現節能減排、保護環境。

發明內容

本發明目的是為鋁錠熔融霧化合成氮化鋁粉體新技術提供配套設備，利用霧化合成氮化鋁排出煙氣余熱熔化原料鋁錠供氮化鋁霧化合成使用，降低煙氣溫度和氮化鋁微粒濃度，利于煙氣的進一步處理與回收利用；實現鋁錠熔融霧化合成氮化鋁粉體新技術最優化。以節能減排、保護環境