一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备的制作方法
【专利摘要】一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备是金属熔炼和金属液限流浇注雾化一体化结构技术设计，大大简化传统设备结构，其创新的功能单元，能对生产过程中的金属熔炼温度、雾化温度、雾化流率等关键工艺参数实现在线测控；一体化紧凑式熔炼雾化系统结构置于封密封保护室中，可选择真空或者气体保护熔炼雾化，降低产品氧含量，一体化的密封结构室内作业增强了雾化制粉生产热操作状态下的安全性；雾化过程多工艺关键参数在线控制，生产更稳定，产品一致性更好，也极大的提高了产品性能，是制备高质量金属粉末的先进设备。
【专利说明】一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在气体保护或真空环境下熔炼金属，在无倾倒浇注，无中间限流过渡包导流的情况下，金属熔炼、限流浇注、压力雾化为一体化结构设计，利用高压介质(水、气流)将熔融金属雾化制备金属粉末的设备。
[0002]
【背景技术】
[0003]雾化法制粉技术是生产金属及合金粉末的主要方法，雾化粉末具有粉末粒度可控、氧含量低、生产成本低以及适应多种金属及合金粉末的生产等优点，已成为高性能合金粉末制备技术的主要发展方向。随着粉末冶金新工艺新材料的出现以及粉末原材料在表面工程、电子、化工、激光快速原型、军事等工业中的应用，对合金粉末的要求向着微细、高纯、球形化方向发展，这一驱动力推动着粉末雾化生产技术的不断发展。目前传统的雾化制粉设备为熔炼和限流浇注系统分离，金属在熔炼炉中熔炼以后，倾倒浇注于限流式中间漏包内，此过程为开放式环境，无法对氧气氛进行控制，难以制备低氧含量高质量金属粉末；而且限流式中间漏包系统结构中的限流导流漏嘴不方便温度测量控制，造成雾化时金属熔液过冷凝固堵塞事故经常发生导致生产停顿；熔炼过程中存在高温高能量金属溶液浇注转移飞溅，不但热能量损失浪费，还具有一定操做安全隐患。
【发明内容】
[0004]为了克服上述雾化制备金属粉末设备由于熔炼炉系统和雾化系统部分分离造成的长期问题，本发明开发出将真空\气体保护金属熔炼和金属中间包液限流浇注雾化结构一体化的结构技术设计。
[0005]本发明采用的技术方案是:在金属熔炼炉坩埚底部中心位置设计金属熔液限流浇注阀门座，阀门座与插入雾化器中的限流导流管紧密连接，阀门座附带内置温度传感器的中空杆状阀芯，通过气动/液压升降机构升降控制中空杆状阀芯与限流浇注阀门座开闭度，来控制熔炼金属液的浇注雾化流率，即控制金属雾化速度，这样实现熔炼系统和雾化中间包系统合二为一方式，再与雾化塔及粉末收集系统融合，成为一种全新设计、多工艺参数可控的雾化制备金属粉末的先进设备。
[0006]熔炼可以是感应加热、电阻加热等多种方式；中空杆状阀芯内安装有两只热电偶温度传感器，一支通过温度控制模块测量控制金属熔炼温度，一支测量控制限流浇注阀门座温度；金属熔炼和金属液限流浇注雾化一体化结构安装在一密封保护室内，可以采取真空熔炼或气体保护熔炼雾化两种方式；气体保护熔炼也可以只在金属熔炼和金属液限流浇注雾化一体化结构的炉衬坩埚上加装密封炉盖和充气装置来实施。
[0007]本发明的有益效果是:
金属熔炼和金属液限流浇注雾化一体化结构技术设计，大大简化传统设备结构，其创新的功能单元，能对生产过程中的金属熔炼温度、雾化温度、雾化流率等关键工艺参数实现在线测控；一体化紧凑式熔炼雾化系统结构置于封闭保护室中，可选择真空或者气体保护熔炼雾化，降低产品氧含量；本发明的实施增强了雾化制粉生产热操作状态下的安全性，雾化过程工艺参数的可控性高，生产更稳定，也极大限度的提高了产品性能，生产更节能。
[0008]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0009]
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是传统雾化制粉设备与本发明制粉设备原理图对比图2是本发明设备的结构图
图3是本发明设备的结构雾化制粉过程示意图图4是本发明雾化制粉设备主视图图5是本发明雾化制粉设备俯视图图6是本发明雾化制粉设备左视图图7是本发明雾化制粉设备整体剖视图图8是本发明雾化制粉设备等轴整体视图
图2中:熔炼密封保护室(I)、气动/液压升降机构(2)、感应或电阻式加热熔炼坩埚
(3)、温度控制测量模块(4)、中空杆状阀芯(5)、限流浇注阀门座(6)、限流导流管(7)、雾化器系统(8)、粉末收集塔系统(9)。
[0011]本发明具体实施例
本实施例用于说明一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备。
[0012]图1是传统雾化制粉设备与本发明制粉设备原理图对比，本发明比传统雾化设备在熔炼雾化制备金属粉末的氧含量和粒度控制上更具优势，生产更节能。
[0013]图2为此设备具体实施例。一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备的感应或电阻式加热熔炼坩埚(3)置于熔炼密封保护室(I)内，原材料装料完毕后，关闭密封保护室(I)的门盖，根据制备粉末工艺，可对密封保护室进行充惰性气体保护或者抽真空保护，金属在熔炼坩埚(3)内熔化为金属液体，金属熔化过程中，中空杆状阀芯(5)压紧限流浇注阀门座(6)，限流浇注阀门处于关闭位置，中空杆状阀芯(5)的中空管内集成温度测量模块
(4)，本模块含两组测温单元，可对熔炼温度、浇注限流口温度进行实时测量，达到浇注雾化温度后，通过气动/液压升降机构(2 )升降来控制中空杆状阀芯(5 )与限流浇注阀门座(6 )的开闭度，从而实现对雾化金属液流速大小控制调节；此时，置于中空杆状阀芯(5)之内的温度控制测量模块(4 )可对浇注雾化温度进行监控，金属液通过限流浇注阀门座(6 )，经由限流导流管(7)到达雾化器系统(8)高能介质水或气体汇流焦点位置，此过程中金属液体在流速、温度受控的情况下被雾化器系统(8)高能介质水或气体冲击破碎为金属粉末，制得粉末沉积于粉末收集塔系统(9)中被收集。
[0014]图3为雾化制粉过程示意图。
[0015]本发明设备可以在封闭保护环境下实现金属熔炼浇注雾化一体的作业，简化了当前雾化制备粉末设备，熔炼和雾化一体，省去金属熔炼倾倒浇注转移过程，可根据工艺实现无氧熔炼，大大降低金属粉末氧含量，提高产品粉末性能；通过金属液限流系统和作业温度控制模块，实现熔炼雾化过程温度更为准确的监控，这样金属液限流系统实现了雾化流速自由控制，温度测量模块实现温度控制，整个熔炼过程使金属的氧含量、雾化金属液流量、雾化金属温度达到了实时控制，使生产过程更精确可控，生产的稳定性、产品的一致性更
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【权利要求】
1.一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备由熔炼密封保护室(I)、气动/液压升降机构(2)、感应或电阻式加热熔炼坩埚(3)、温度控制测量模块(4)、中空杆状阀芯(5)、限流浇注阀门座(6)、限流导流管(7)、雾化器系统(8)、粉末收集塔系统(9)组成，整个设备金属熔炼限流浇注雾化一体式设计机构，其特征在于:感应或电阻式加热熔炼坩埚(3)置于熔炼密封保护室(I)内，金属原材料装料完毕后，关闭密封保护室(I)的门盖，根据制备粉末工艺，可对密封保护室进行充惰性气体保护或者抽真空保护作业，金属原材料在加热熔炼坩埚(3)内熔化为金属液体，金属熔化过程中，中空杆状阀芯(5)紧压限流浇注阀门座(6)，限流浇注阀门处于关闭位置，中空杆状阀芯(5)的中空管内集成温度测量模块(4)，本模块含两组测温单元，可对熔炼温度、浇注限流口温度进行实时测量，达到浇注雾化温度后，通过气动/液压升降机构(2)升降控制中空杆状阀芯与限流浇注阀门座开闭度，来实现对雾化金属液流速大小控制调节；此时，置于中空杆状阀芯(5)内的温度控制测量模块(4)可对浇注雾化温度进行实时监控，金属液通过限流浇注阀门座(6)，经由限流导流管(7)到达雾化器系统(8)高能介质水或气体汇流焦点位置；此过程中金属液体在流速、温度受控的情况下被雾化器系统(8)高能介质水或气体冲击破碎雾化为金属粉末，制得粉末沉积于粉末收集塔系统(9)中被收集。
2.按权利要求1所述的一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备，其特征在于:感应或电阻式加热熔炼坩埚(3)置于熔炼密封保护室(I)内，可根据制备粉末工艺实现真空或气体保护熔炼作业，雾化制备低氧含量高性能粉末；如果只进行气体保护金属熔炼雾化生产，也可以在金属熔炼和金属液限流浇注雾化一体化结构的炉衬坩埚上加装密封炉盖和充气装置就可以得到实施，本发明设备技术比传统雾化设备在熔炼雾化制备金属粉末的氧含量和粒度控制上更具优势，生产更节能。
3.按权利要求1所述的一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备，其特征在于:中空杆状阀芯(5)的中空管内集成温度测量模块，本模块含两组测温单元，可对熔炼温度、浇注限流口温度进行实时测量，实现对熔炼和雾化过程温度的实时检测控制，使生产过程参数更精确可控，生产的稳定性、产品的一致性更高。
4.按权利要求1所述的一种一体式熔炼限流浇注雾化制备金属粉末设备，其特征在于:通过气动/液压升降机构(2)升降来控制中空杆状阀芯(5)与限流浇注阀门座(6)的开闭度，从而实现对雾化金属液流速大小控制调节，实施对生产工艺参数的关键性控制，保证多批次雾化制备粉末粒度的一致性。
【文档编号】B22F9/08GK104227005SQ201410346874
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】王利民, 袁按稳, 董明磊, 陈望强 申请人:湖南久泰冶金科技有限公司