專利名稱：采用氣流粉碎、分級生產(chǎn)碳化鎢粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域中將碳化鎢(WC)粉碎至細顆粒及超細顆粒的生產(chǎn)方法，特別是一種應(yīng)用氣流粉碎、分級生產(chǎn)碳化鎢粉的方法。
背景技術(shù)：
WC是一種硬度高、密度大、熔點高的難破碎材料，其莫氏硬度為9.0，理論密度為15.77g/cm3。傳統(tǒng)的方法是采用球磨粉碎法，即為了減少產(chǎn)品的污染，在球磨筒內(nèi)壁襯硬質(zhì)合金板材或其它耐磨材料、采用硬質(zhì)合金球作為研磨體。但還是難以避免球磨介質(zhì)和內(nèi)襯材料物質(zhì)進入物料，造成WC粉質(zhì)量下降、難以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金。此外，細顆粒WC的平均粒度為0.5～1.5μm、超細顆粒WC平均粒度為0.1～0.5μm(均為表面積測定法)；由于在原料和碳化過程中存在小顆粒相互緊密聚集或因燒結(jié)而形成大量的粗大顆粒，這類大顆粒通常是正常超細顆粒WC平均粒度的5～20倍，且采用球磨粉碎法無法將其進一步粉碎，而采用傳統(tǒng)的篩分法也無法將其分離。這類大顆粒WC的存在亦將導(dǎo)致合金性能的下降。因此，采用傳統(tǒng)的球磨及篩分法難以生產(chǎn)平均粒度小于0.2μm的超細WC粉及生產(chǎn)率低、生產(chǎn)周期長、產(chǎn)品含雜量高、質(zhì)量相對較差、且難以進一步提高粉料的質(zhì)量、以及生產(chǎn)成本高等缺陷。
而近年來在食品、醫(yī)藥、礦山等行業(yè)廣泛采用的利用超音速氣流帶動物料，使之產(chǎn)生高速運動、相互碰撞達到粉碎效果的氣流粉碎、分級方法，主要用來粉碎上述領(lǐng)域中比重小、硬度較低的易破碎物料；在申請?zhí)枮?2153069、發(fā)明名稱為《利用高速氣流制備超微中草藥粉的方法》即屬于此類技術(shù)。采用此類技術(shù)可將中草藥粉的粒徑最小破碎到0.5～10μm，且由于食品、醫(yī)藥及礦山領(lǐng)域內(nèi)的物料比重較輕、硬度較低亦易破碎，與硬質(zhì)合金的性能差別極大，受傳統(tǒng)思維及觀念的影響，因而該技術(shù)一直沒在硬質(zhì)合金領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研究設(shè)計一種采用氣流粉碎、分級生產(chǎn)碳化鎢粉的方法，以達到利用高速氣流粉碎、分級來生產(chǎn)WC細顆粒及超細顆粒，以提高WC粉的質(zhì)量和品質(zhì)、減少雜質(zhì)含量、消除粗大顆粒、徹底改變超細粉末過篩難的問題，以及提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本等目的。
本發(fā)明的解決方案是根據(jù)WC密度大、硬度高等特點研究確定粗破碎粒度、氣流壓力及噴射速度、噴射角、物料上升高度以及分級輪線速度等參數(shù)，以實現(xiàn)其發(fā)明目的。因此，本發(fā)明方法包括A、粗碎將經(jīng)碳化燒結(jié)而成的WC料塊送入混合器或球磨機內(nèi)、破碎成粒徑小于5mm的物料；B、氣流粉碎將破碎后的物料經(jīng)螺旋送料器以1.0～2.5kg/分鐘的進料速度輸入氣流粉碎機設(shè)有3～4個噴嘴的粉碎室內(nèi)，在空氣壓力0.6～1.0Mpa、噴射速度400～650m/秒、總流量3～10m3/分鐘，噴射角5°～15°仰角、物料上升高度800～1200mm的條件下進行粉碎，經(jīng)粉碎后的細顆粒物料隨氣流由粉碎室頂部出口送入分級機構(gòu)、而粗顆粒物料則仍留于粉碎室內(nèi)的高速氣流中繼續(xù)粉碎；C、氣流分級進入分級機構(gòu)的物料經(jīng)分級輪、離心分級，符合要求的細顆粒物料隨氣流進入物料收集裝置，而粗顆粒則返回粉碎室繼續(xù)粉碎，分級輪轉(zhuǎn)速3000～8000轉(zhuǎn)/分鐘，線速度750～3770m/分鐘；D、物料收集進入收集裝置的物料流經(jīng)分離器進行氣、固分離、物流流量控制在3～10m3/分鐘，粉料由底部進入裝料桶、即得目的物WC粉，氣體經(jīng)除塵器負壓過濾后排放。
上述氣流為含水率小于1.2％、溫度為0～30℃的干燥空氣流。所述物料收集中的分離方式為旋風(fēng)分離器分離；而除塵為袋式過濾除塵，負壓為-1000pa～-2000pa。
本發(fā)明方法不但可生產(chǎn)平均粒度為0.2μm以下的超細WC粉，且生產(chǎn)率可較傳統(tǒng)球磨法提高3～4倍，產(chǎn)出率高達99.5％以上，主要雜質(zhì)含量Fe≤50ppm、Ni≤10ppm，Cr≤15ppm，產(chǎn)品中粗大顆粒及聚集顆粒大幅度降低，如在平均粒徑為0.3～0.5μm的產(chǎn)品中即無粒徑2.0μm以上的顆粒出現(xiàn)；設(shè)備投資與相同生產(chǎn)規(guī)模的背景技術(shù)相比可降低65％左右，而生產(chǎn)成本可降低40～70％。因而具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量及純度高并可生產(chǎn)平均粒度為0.2μm以下的超細WC粉，且設(shè)備投資省等突出的特點。
附圖及


圖1、為實施方式1產(chǎn)品WC粉的×10,000電子探針顆粒形貌照片；圖2為實施方式2產(chǎn)品WC粉的×3,000電子探針顆粒形貌照片。
具體實施例方式
1本實施方式以生產(chǎn)平均粒度為0.15μmWC粉為例A、粗碎將經(jīng)碳化燒結(jié)而成的WC料塊216kg送入螺旋混合器、破碎至粒徑小于5mm的物料后裝入料桶內(nèi)，待用；B、氣流粉碎將上述粗碎后待用的物料加入料斗內(nèi)、經(jīng)螺旋送料機以1.5kg/分鐘的進料速度送入等弧度間隔設(shè)置有4個仰角為10°的噴嘴的氣流粉碎室內(nèi)，在室溫及空氣壓力0.8Mpa、噴射速度560m/秒、總流量為8m3/分鐘、空氣含水率低于1.2％的強氣流下粉碎；經(jīng)粉碎后的物料隨氣流由粉碎室頂部出口送入分級機構(gòu)；C、氣流分級進入分級機構(gòu)的物料在分級輪的作用下、符合粒度要求的細顆粒物料隨氣流進入物料收集裝置、而粗顆粒則返回粉碎室內(nèi)繼續(xù)粉碎；分級輪轉(zhuǎn)速6500轉(zhuǎn)/分鐘、線速度2652m/分鐘；D、物料收集經(jīng)分級處理后的物料流進入收集裝置中的旋風(fēng)分離器進行氣、固分離，旋風(fēng)分離器直徑φ500mm、流量控制在8m3/分鐘，分離出的粉料經(jīng)底部進入裝料桶，氣體則經(jīng)布袋式過濾除塵器在負壓-1000Pa的條件下過濾后作為空氣排放。
本實施方式得平均粒度為0.15μm的超細WC粉215kg；附圖1為本實施方式產(chǎn)品×10,000倍電子探針顆粒形貌照片。
具體實施方式
2A、粗碎將WC料塊210kg采用球磨機破碎至粒徑小于5mm的物料后，待用；B、氣流粉碎將上述物料以2.0kg/分鐘的速度送入等弧度設(shè)置4個仰角為10°的QYF-260型氣流粉碎機的粉碎室內(nèi)，在室溫及壓力0.75Mpa、噴射速度390m/秒、總流量3.5m3/分鐘、空氣含水率低于1.2％的強氣流下粉碎，經(jīng)粉碎后的物料隨氣流由粉碎室頂部出口進入分級機構(gòu)；C、氣流分級分級輪轉(zhuǎn)速3800轉(zhuǎn)/分鐘、線速度1550m/分鐘、細顆粒物料隨氣流進入物料收集裝置，粗顆粒則返回粉碎室；D、物料收集進入收集裝置中旋風(fēng)分離器的物料流流量控制在3.5m3/分鐘、分離器直徑φ500mm，經(jīng)氣、固分離得平均粒徑1.30μm的WC細粉209.2kg，氣流經(jīng)布袋式過濾除塵器負壓-1500Pa過濾后排放。
附圖2為本產(chǎn)品×3,000倍電子探針顆粒形貌照片。
權(quán)利要求
1.一種采用氣流粉碎、分級生產(chǎn)碳化鎢粉的方法，其方法包括A、粗碎將經(jīng)碳化燒結(jié)而成的WC料塊送入混合器或球磨機內(nèi)破碎成粒徑小于5mm的物料；B、氣流粉碎將破碎后的物料經(jīng)螺旋送料器以1.0～2.5kg/分鐘的進料速度輸入氣流粉碎機設(shè)有3～4個噴嘴的粉碎室內(nèi)，在空氣壓力0.6～1.0Mpa、噴射速度400～650m/秒、總流量3～10m3/分鐘、噴射角5°～15°仰角，物料上升高度800～1200mm的條件下進行粉碎，經(jīng)粉碎后的細顆粒物料隨氣流由粉碎室頂部出口送入分級機構(gòu)、而粗顆粒物料則仍留于粉碎室內(nèi)的高速氣流中繼續(xù)粉碎；C、氣流分級進入分級機構(gòu)的物料經(jīng)分級輪、離心分級，符合要求的細顆粒物料隨氣流進入物料收集裝置，而粗顆粒則返回粉碎室繼續(xù)粉碎，分級輪轉(zhuǎn)速3000～8000轉(zhuǎn)/分鐘，線速度750～3770m/分鐘；D、物料收集進入收集裝置的物料流經(jīng)分離器進行氣、固分離、物流流量控制在3～10m3/分鐘，粉料由底部進入裝料桶、即得目的物WC粉，氣體經(jīng)除塵器負壓過濾后排放。
2.按權(quán)利要求1所述生產(chǎn)碳化鎢粉的方法；其特征在于所述氣流為含水率小于1.2％、溫度為0～30℃的干燥空氣流。
3.按權(quán)利要求1所述生產(chǎn)碳化鎢粉的方法；其特征在于所述物料收集中的分離方式為旋風(fēng)分離器分離；而除塵為袋式過濾除塵，負壓為-1000pa～-2000pa。
全文摘要
該發(fā)明屬于采用氣流粉碎、分級生產(chǎn)碳化鎢粉的方法，包括粗破碎、氣流粉碎、氣流分級及物料收集。該發(fā)明克服了傳統(tǒng)思維及觀念的影響將常規(guī)用于食品、醫(yī)藥、礦山等行業(yè)的氣流粉碎、分級方法，根據(jù)WC硬度高、密度大、熔點高等特點設(shè)計氣流粉碎、分級中各工藝參數(shù)，使之不但可生產(chǎn)平均粒度小于0.2μm的超細WC粉、且生產(chǎn)率提高3～4倍，產(chǎn)出率高達99.5％以上，產(chǎn)品中雜質(zhì)含量及粗大和聚集顆粒大幅度降低，設(shè)備投資降低65％左右，生產(chǎn)成本降低40～70％。而具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量及純度高、設(shè)備投資省等特點?？朔饲蚰ゼ昂Y分法難以生產(chǎn)粒徑小于0.2μm的超細WC粉及生產(chǎn)率低、產(chǎn)品含雜量高、質(zhì)量較差而生產(chǎn)成本高等缺陷。
文檔編號B22F9/02GK1739894SQ20051002167
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者張華民, 申志均, 劉陽德 申請人:自貢硬質(zhì)合金有限責任公司