[發明專利]一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的設備及方法

在審

• 申請號: 202210180710.1
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114535568A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 王銳;孔輝;吳朝陽;邱玥;林少川;胡雪巖
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B22F1/14
• 分類號: B22F1/14
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜

1.一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的設備，其特征在于：包括粉末儲存庫(4)、氣力輸送單元(5)和不銹鋼板(6)，所述粉末儲存庫(4)的出料口連接氣力輸送單元(5)，氣力輸送單元(5)的粉末噴射端對準不銹鋼板(6)，粉末儲存庫(4)內還原鐵粉通過氣力輸送單元(5)運送至不銹鋼板(6)進行表面納米化處理。

2.根據權利要求1所述的一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的設備，其特征在于：所述氣力輸送單元(5)包括噴嘴(7)、泵體(8)、射流調節裝置(9)、氣化裝置(10)和風機(11)；泵體(8)一端連接噴嘴(7)，另一端連接風機(11)，泵體(8)還設置射流調節裝置(9)和氣化裝置(10)；所述風機(11)產生高速氣流在泵體(8)混合室內連續進行引射作用，最終輸送還原鐵粉至噴嘴(7)。

3.根據權利要求1或2所述的一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的設備，其特征在于：還包括輸送機(2)和提升機(3)，不銹鋼板(6)處設置鐵粉收集罩，該收集罩底部設置卸料閥(1)，且收集罩下方設置輸送機(2)，輸送機(2)連接提升機(3)，提升機(3)輸送鐵粉至粉末儲存庫(4)。

4.一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的方法，其特征在于，其步驟為：

步驟一、將鐵鱗或精礦粉還原獲得高純還原鐵粉；

步驟二、將步驟一所得高純還原鐵粉經氣力輸送單元(5)以一定噴射速率噴射到不銹鋼板(6)上；

步驟三、對步驟二中的鐵粉經收集罩收集，通過卸料閥(1)、輸送機(2)和提升機(3)運送至粉末儲存庫(4)中，再通過氣力輸送單元(5)運送至不銹鋼板(6)進行表面納米化處理，形成粉末輸送-表面處理的循環。

5.根據權利要求4所述的一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的方法，其特征在于：步驟一中，所述鐵鱗或精礦粉的粒度為0.1-0.35mm，其經三段氫氣還原得到的高純還原鐵粉為樹枝狀或扁平狀，松裝密度為2.7-3.0g/cm³、金屬鐵含量≥99.1％、鹽酸不溶物≤0.20％，粒度為20-200μm。

6.根據權利要求4或5所述的一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的方法，其特征在于：步驟二中還原鐵粉向不銹鋼板(6)噴射的速度為0.5～2.2m/s，表面處理后鐵粉的粒度為20-75μm。

7.根據權利要求6所述的一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的方法，其特征在于：氣力輸送單元(5)處理量L與噴嘴處罩口直徑D、鐵粉噴射速度V₀，滿足下面公式：

F＝k×πD²×0.25

L＝F×V₀×3600

式中，F為噴嘴處罩口面積；k為罩口樣式常數。

8.根據權利要求7所述的一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的方法，其特征在于：步驟二中鐵粉噴射速度V₀與鐵粉表面納米晶厚度H、處理鐵粉的總時長T，滿足下面公式：

H＝(0.0062～0.01708)×T^(1.56168～2.71769)(0＜T≤12h)

H＝(-2.831～-2.419)+(0.3235～0.3577)×T-(0.00516～0.00231)×T²(12h≤T≤36h)

H＝-0.705×exp(-V₀/0.632)+5.896(36h≤T)。

9.根據權利要求8所述的一種對還原鐵粉進行高效循環表面納米化的方法，其特征在于：氣力輸送單元(5)處理量L與表面納米化處理鐵粉的總時長T、高純還原鐵粉處理總質量M滿足下面公式：

L＝πr²×V₁×3600

M＝L×T

式中，r為氣力輸送出口管半徑；V₁為氣力輸送出口管內風速。