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车间设计的教案;第一部分 粉末冶金车间设备; 主要适用于铁粉生产 生产原理： C + Fe2O3、Fe3O4、FeO ---- Fe + CO2 本还原反应为吸热反应，温度有利反应进行。 反应物（原材料）： 固体C（煤、焦碳、木炭）和氧化铁（铁鳞） 生成物（产品）：  铁（海绵铁）和废气;对设备的基本要求： 加热 反应1100-1200℃ 保温 扩散型相变需要时间 冷却 高温出炉遇空气又氧化 排气 废气分压影响反应方向 测温 控制反应速度与产品质量相应装置：;倒焰炉 ;隧道窑 ;第7页/共156页;第8页/共156页;生产过程控制：;1.2 气体还原制粉设备 主要应用于W粉、Mo粉、Co粉、Ni粉、Cu粉等的生产。 生产原理： H2 + MeO === Me + H2O 本还原反应为吸热反应，温度有利反应进行。 反应物（原材料）：还原性强的氢气和金属的氧化物 生成物（产品）：还原金属和氧化性强的水蒸气;对设备的基本要求： 加热 反应950-1000℃ 保温 扩散型相变需要时间 冷却 高温出炉遇空气又氧化 排气 废气分压影响反应方向 测温 控制反应速度与产品质量 进料 减小劳动强度;管式还原炉 ;设备的主要结构： 炉头、炉身、炉尾、炉管、炉壳； 推舟系统、加热系统、温度控制系统、氢气管道系统、进气排气设置、水冷系统等。;第14页/共156页;管式还原炉;第16页/共156页;钢带式还原炉;第18页/共156页;氨分解制氢炉 ;第20页/共156页;800～850℃，在镍基催化剂作用下 2NH3==3H2+N2;* 生产举例：氢气还原氧化钨工艺 W的氧化物中有四种比较稳定，黄色WO3、蓝色WO2.90、紫色WO2.72、褐色WO2。实际反应顺序： WO3 + 0.1H2 === WO2.90 + 0.1H2O WO2.90 + 0.18H2 === WO2.72 + 0.18H2O WO2.72 + 0.72H2 === WO2 + 0.72H2O WO2 + 2H2 === W + 2H2 ————————————————————  WO3 + H2 === W + 3H2O;机理：化学气相迁移长大机理水蒸气是还原反应中气相迁移的基本条件。水蒸气??仅将细颗粒W氧化，而且能与WO3生成挥发性较强的水合氧化物WO2（OH）2，挥发至气相，并H2的还原作用下沉淀在较粗W粉颗粒上，W粒聚集长大。从机理上，高温和湿氢有利于气相迁移。;还原过程分析：它受温度T和PH2O/PH2比值控制1 T： T ＞775℃ WO2.72 --- WO2 --- α-WWO3---WO2.90-- T = 575—585℃ WO2 --- α-W  T = 525—550℃ β-W --- α-W T 越低 还原时间越长2 PH2O/PH2 如PH2O/PH2比值较大，T将提高；降低T，必降低PH2O/PH2比值，降低PH2O。;生产控制：1 H2流量提高，有利反应进行，且生成水气能迅速排除，有利得到细颗粒W粉。但太大，W粉实收率下降。逆H2工艺。2 氢气湿度（H2中水与反应生成水）。温度升高，生成WO2（OH）2速度提高，W颗粒长大加剧。3 还原工艺。 温度越低越有利得细的金属粉末。 还原时间太短，还原不彻底，氧含量较高。过长晶粒长大。 料层太厚，还原不彻底。料层太薄，生产率低。料层薄，水气易排除，有利制得细颗粒W粉。 原料中水含量太高，出炉可能再次氧化，W粉氧含量可能超标；大量水合物，产生WO2（OH）2气相迁移，W颗粒长大。所以，原料粉尽可能干燥。;* H2安全使用 氢气为易爆危险气体，爆炸危害程度非常大。工业制造方法有水电解和氨气分解。 氢气性质： 2H2 + O2 == 2H2O 大量热放出，是相同条件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。 当空气中所含氢气的体积占混合体积的４％－７４.2%时，点燃都会产生爆炸