钨粉车间设计(design of tungsten powder shop)

以三氧化钨或蓝色氧化钨为原料，经氢气还原，制取金属钨粉的钨冶炼厂车间设计。

钨粉按纯度分为三级：高纯级W≥99．99％、一级W≥99．9％、二级W≥99．5％。按成分可分为纯钨粉W≥99．5％、掺杂钨粉W≥99．9％及规定量的硅、铝和钾等。合金钨粉W≥85％～95％及规定定量的合金元素5％～15％。按粒度可分为四级：粗颗粒>7μm、中颗粒为3～7μm、细颗粒为1～3μm和微细颗粒<1μm。

用纯钨粉可以加工成纯钨条、钨棒、钨电极、钨接点、碳化钨和硬质合金刀片。用掺杂钨粉、酸洗掺杂钨粉可以加工成掺杂钨条、抗下垂灯丝、真空炉加热体。用合金钨粉可以加工成钨合金丝、棒、钨基电触头材料、钨高密度合金材料(可制作穿甲弹芯、宇航陀螺转子等)、耐高温合金制品(如火箭喷口等)、焊剂骨料和钨单晶材料等。

工艺流程选择 制取钨粉的方法，一般有氢还原、碳还原和金属热还原法等。现代工业最通用的是一次或二次氢还原三氧化钨或蓝色氧化钨的氢还原法。此法能精确地控制钨粉的粒形、粒度及粒度组成。一般选用蓝色氧化钨掺杂工艺效果较好。一次还原法比二次还原法节省电、氢气和冷却水，钨粉成本低，但生产难度较大。钨粉生产原则工艺流程见图。

主要设备选择 三氧化钨或蓝色氧化钨还原为钨粉，一般采用多管(5～14管)还原炉(炉管内径φ76～120mm)、回转管炉(管径φ300～400mm)和四管炉(管断面为200mm×60mm和300mm×70mm)。回转管炉自动化程度高、不耗舟皿、产量大，连续自动进出料。多管还原炉劳动强度大、产量低、电耗大，但产品质量稳定。四管炉与多管炉相比，产量大、耗电少。掺杂器(又称掺杂锅)有锅形和“V”形等，前者产量小，后者产量大，工业生产多采用后者。

车间配置与技术特点 钨粉车间一般采用单层厂房，还原工序的厂房净高为6．5～7m。氢气回收设备配置在厂房的端头。要求环境清洁，设计厂房要防尘，地面不易起灰，送风系统要有空气过滤设施，室内维持微正压。钨粉库房设空调设施，温度不超过25℃，相对湿度为45％～50％。生产使用氢气，要确保安全，屋顶设天窗或大风帽，重要用氢岗位要设氢气报警装置。厂房、电器等的设计要考虑防火防爆防雷措施。

主要技术指标 (WO₃、WO_2.9)

纯钨粉直接回收率为92％～95％；纯钨粉总回收率为98％～99％；掺杂钨粉直接回收率约为90％；掺杂钨粉总回收率为97％～98％。