本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，具體涉及一種粉體材料表面涂層熱解碳方法和裝置。

背景技術(shù)：

通過(guò)氣相沉積法在材料進(jìn)行涂層表面沉積是一種提高材料性能的新技術(shù)。特別是在球床式高溫氣冷堆中，會(huì)用到陶瓷型燃料元件，這種燃料元件為粒狀，需要在其表面包覆熱解碳層。包覆熱解碳層的粉體材料能夠很好的阻擋反應(yīng)產(chǎn)物逸出?，F(xiàn)有的粉體材料表面涂層熱解碳裝置通常將粉體材料盛放在坩堝中，或者直接置于反應(yīng)釜(3)底部，與反應(yīng)氣體反應(yīng)不充分，熱解碳沉積效果不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種反應(yīng)迅速、沉積效果好的粉體材料表面涂層熱解碳方法和裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)裝置，包括豎直設(shè)置的爐體、豎直設(shè)置的反應(yīng)釜和發(fā)熱裝置，所述爐體上設(shè)置有與真空系統(tǒng)相連的抽氣管道，爐體上還設(shè)有與保護(hù)氣體供應(yīng)裝置相連的保護(hù)氣體進(jìn)氣管，所述抽氣管道上設(shè)置有抽氣管閥，所述爐體內(nèi)設(shè)有保溫層，所述保溫層圍成加熱腔，所述反應(yīng)釜為柱狀，所述反應(yīng)釜插入所述加熱腔中，所述發(fā)熱裝置設(shè)置在所述反應(yīng)釜外壁與所述保溫層之間，所述反應(yīng)釜的下端設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)氣管，所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣管的另一端伸出所述爐體，所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣管上設(shè)有與反應(yīng)氣體供應(yīng)裝置相連的反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥，所述反應(yīng)釜的頂端進(jìn)料管，所述進(jìn)料管上設(shè)有進(jìn)料口，所述反應(yīng)釜上還設(shè)置有尾氣管和所述尾氣管上設(shè)有尾氣出口閥。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述爐體上還設(shè)有用于爐內(nèi)超壓時(shí)泄壓的安全閥，所述安全閥設(shè)置在所述抽氣管閥與所述爐體之間。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述進(jìn)料口下方的所述進(jìn)料管上設(shè)有活動(dòng)堵頭。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述加熱腔內(nèi)還設(shè)有不少于一個(gè)的熱電偶。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述爐體上還設(shè)有至少一個(gè)紅外測(cè)溫儀，所述紅外測(cè)溫儀的測(cè)量端與加熱腔相通。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括出料管，所述出料管豎直設(shè)置在所述反應(yīng)釜的下端，出料管的一端與所述反應(yīng)釜的下端連接，出料管的另一端設(shè)有接料盒，所述出料管上，接料盒的前端還設(shè)有出料控制閥。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣管豎直設(shè)置在所述反應(yīng)釜的下端，所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣管上設(shè)有三通接頭，所述三通接頭的水平出口與所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥相連，所述三通接頭的豎直出口設(shè)有出料控制閥，所述出料控制閥的出口處設(shè)有接料盒。

另一方面，本發(fā)明提供了一種基于上述任意方案中的生產(chǎn)裝置的粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)方法，具體包括以下步驟：

A、將爐體抽到工藝指定真空度；

B、發(fā)熱裝置發(fā)熱到工藝指定溫度；

C、反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥開(kāi)啟，反應(yīng)氣體從反應(yīng)氣體進(jìn)氣管進(jìn)入反應(yīng)釜；

D、開(kāi)啟尾氣出口閥，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜后從尾氣管排出；

E、保護(hù)氣體通過(guò)保護(hù)氣體進(jìn)氣管進(jìn)入爐體內(nèi)，將爐體內(nèi)和反應(yīng)釜內(nèi)的氣壓穩(wěn)定在工藝設(shè)定值；

F、開(kāi)啟進(jìn)料口，將粉體材料放入反應(yīng)釜中；

G、關(guān)閉進(jìn)料口，粉體材料在反應(yīng)釜中受到反應(yīng)氣體的沖撞作用，在反應(yīng)釜中懸浮、翻滾，直至充分被涂層；

H、停止加熱，繼續(xù)供應(yīng)反應(yīng)氣體，待溫度降至預(yù)設(shè)值，停止通入反應(yīng)氣體，粉體材料掉落在反應(yīng)釜底部。

本發(fā)明的粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)裝置，包括豎直設(shè)置的爐體、豎直設(shè)置的反應(yīng)釜和發(fā)熱裝置，柱狀的反應(yīng)釜的下端設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)氣管，通過(guò)反應(yīng)釜下端反應(yīng)氣體進(jìn)氣管吹入的反應(yīng)氣體將粉體材料托舉起來(lái)，粉體材料在反應(yīng)釜中實(shí)現(xiàn)懸浮和翻滾，能夠明顯提升表面涂層熱解碳沉積速度，沉積效果也更好。第二方面，本發(fā)明還提供了一種基于上述生產(chǎn)裝置的粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)方法。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是為了更好地理解本發(fā)明，而不應(yīng)該理解為對(duì)本發(fā)明的限制。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例提供一種粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)裝置，包括豎直設(shè)置的爐體1、豎直設(shè)置的反應(yīng)釜3和發(fā)熱裝置18，爐體1上設(shè)置有與真空系統(tǒng)6相連的抽氣管道4，爐體1上還設(shè)有與保護(hù)氣體供應(yīng)裝置相連的保護(hù)氣體進(jìn)氣管17，抽氣管道4上設(shè)置有抽氣管閥4，爐體1內(nèi)設(shè)有保溫層2，保溫層2圍成加熱腔，反應(yīng)釜3為柱狀，反應(yīng)釜3插入加熱腔中，發(fā)熱裝置18設(shè)置在反應(yīng)釜3外壁與保溫層2之間，反應(yīng)釜3的下端設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20，反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20的另一端伸出爐體1，反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20上設(shè)有與反應(yīng)氣體供應(yīng)裝置相連的反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥12，反應(yīng)釜3的頂端進(jìn)料管，進(jìn)料管上設(shè)有進(jìn)料口7，反應(yīng)釜3上還設(shè)置有尾氣管10和尾氣管10上設(shè)有尾氣出口閥9。

使用過(guò)程中，先通過(guò)真空系統(tǒng)6將爐體1抽到工藝指定真空度，然后打開(kāi)發(fā)熱裝置18提升加熱腔內(nèi)的溫度至工藝指定溫度，打開(kāi)反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥12，反應(yīng)氣體從反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20進(jìn)入反應(yīng)釜3，將尾氣出口閥9打開(kāi)，通入反應(yīng)釜3中的反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜3后從尾氣管10排出。通入反應(yīng)氣體的同時(shí)，保護(hù)氣體通過(guò)保護(hù)氣體進(jìn)氣管17進(jìn)入爐體1內(nèi)，爐體1內(nèi)的氣壓和反應(yīng)釜3中的氣壓逐漸升高，控制通入保護(hù)氣體的壓力略小于反應(yīng)氣體，將爐體1內(nèi)和反應(yīng)釜3內(nèi)的氣壓穩(wěn)定在工藝設(shè)定值。開(kāi)啟進(jìn)料口7，將粉體材料放入反應(yīng)釜3中，然后迅速關(guān)閉進(jìn)料口7，粉體材料在反應(yīng)釜3中受到反應(yīng)氣體的沖撞作用，在反應(yīng)釜3中懸浮、翻滾，直至充分被涂層。停止加熱，繼續(xù)供應(yīng)反應(yīng)氣體，待溫度降至預(yù)設(shè)值，停止通入反應(yīng)氣體，粉體材料掉落在反應(yīng)釜3底部。

通過(guò)反應(yīng)釜3下端反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20吹入的反應(yīng)氣體將粉體材料托舉起來(lái)，粉體材料在反應(yīng)釜3中實(shí)現(xiàn)懸浮和翻滾，能夠明顯提升表面涂層熱解碳沉積速度，沉積效果也更好。

為了保障生產(chǎn)裝置的安全性，爐體1上還設(shè)有用于爐內(nèi)超壓時(shí)泄壓的安全閥16，安全閥16設(shè)置在抽氣管閥4與爐體1之間。安全閥16用于爐內(nèi)超壓時(shí)即時(shí)釋放壓力，確保爐內(nèi)部超壓，保障使用安全。

由于在進(jìn)料過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)釜3暫時(shí)性失壓，優(yōu)選地，在進(jìn)料口7下方的進(jìn)料管上設(shè)有活動(dòng)堵頭8。進(jìn)料后，活動(dòng)堵頭8可以迅速將反應(yīng)釜3封閉，確保反應(yīng)釜3中的氣流穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)加熱腔內(nèi)溫度的精確監(jiān)控，優(yōu)選地，在加熱腔內(nèi)還設(shè)有不少于一個(gè)的熱電偶11。爐體1上還設(shè)有至少一個(gè)紅外測(cè)溫儀14，紅外測(cè)溫儀14的測(cè)量端與加熱腔相通。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括出料管14，出料管14豎直設(shè)置在反應(yīng)釜3的下端，出料管14的一端與反應(yīng)釜3的下端連接，出料管14的另一端設(shè)有接料盒15，出料管14上，接料盒15的前端還設(shè)有出料控制閥19。反應(yīng)完畢之后，打開(kāi)出料控制閥19，涂層好的粉體材料落到反應(yīng)釜3的底部，經(jīng)由出料管14和出料控制閥19后落到接料盒15中。

此外，還可以將反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20作為出料管14，進(jìn)氣管豎直設(shè)置在反應(yīng)釜3的下端，反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20上設(shè)有三通接頭13，三通接頭13的水平出口與反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥12相連，三通接頭13的豎直出口設(shè)有出料控制閥19，出料控制閥19的出口處設(shè)有接料盒15。

設(shè)備工作過(guò)程中，關(guān)閉出料控制閥19，打開(kāi)反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥12進(jìn)氣，進(jìn)氣管承擔(dān)進(jìn)氣功能。反應(yīng)完畢之后，關(guān)閉反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥12，打開(kāi)出料控制閥19，涂層好的粉體材料經(jīng)由進(jìn)氣管落入接料盒15中。此時(shí)進(jìn)氣管承擔(dān)出料的功能。

另一方面，請(qǐng)參考圖2，本發(fā)明提供了一種基于上述任意方案中的生產(chǎn)裝置的粉體材料表面涂層熱解碳生產(chǎn)方法，具體包括以下步驟：

A、將爐體1抽到工藝指定真空度；

B、發(fā)熱裝置18發(fā)熱到工藝指定溫度；

C、反應(yīng)氣體進(jìn)氣閥12開(kāi)啟，反應(yīng)氣體從反應(yīng)氣體進(jìn)氣管20進(jìn)入反應(yīng)釜3；

D、開(kāi)啟尾氣出口閥9，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜3后從尾氣管10排出；

E、保護(hù)氣體通過(guò)保護(hù)氣體進(jìn)氣管17進(jìn)入爐體1內(nèi)，將爐體1內(nèi)和反應(yīng)釜3內(nèi)的氣壓穩(wěn)定在工藝設(shè)定值；

F、，開(kāi)啟進(jìn)料口7，將粉體材料放入反應(yīng)釜3中；

G、關(guān)閉進(jìn)料口7，粉體材料在反應(yīng)釜3中受到反應(yīng)氣體的沖撞作用，在反應(yīng)釜3中懸浮、翻滾，直至充分被涂層；

H、停止加熱，繼續(xù)供應(yīng)反應(yīng)氣體，待溫度降至預(yù)設(shè)值，停止通入反應(yīng)氣體，粉體材料掉落在反應(yīng)釜3底部。

以上所述僅僅是本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯滤龀龅臒o(wú)須創(chuàng)造性勞動(dòng)的改進(jìn)都視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。