一种生产金属粉体材料的氮气循环系统及调控方法与流程

本发明涉及金属粉体材料生产，具体涉及一种生产金属粉体材料的氮气循环系统及调控方法。

背景技术：

1、金属粉体材料作为一种重要的新型原材料，在材料、农业、化工、机械、电子、新能源等领域具有广泛应用。随着电子设备向智能化、微型化发展，其对高性能、小直径金属粉体材料的需求急剧增加，同时也对其生产工艺和装备提出了更高的要求。

2、针对不同的粉体材料有不同的生产方法，但基本原理是将金属、合金或者金属化合物从固态、液态或气态转变成粉末状态。因此，现有制粉方法大体上可归纳为两大类，即机械法和物理化学法。机械法是将原材料机械地粉碎，而化学成分基本上不发生变化；物理化学法是借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态而获得粉末。从工业规模而言，应用最广泛的是还原法、雾化法和电解法。

3、雾化法又称喷雾法，是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，该法可以生产熔点低于1700℃左右的各种金属及合金粉末，例如：铅、锡、铝、锌、铜、镍、铁等金属粉末，也可制取黄铜、青铜、合金钢、高速钢、不锈钢等预合金粉末。雾化法包括：(1)二流雾化法，分气体雾化和水雾化；(2)离心雾化法，分旋转圆盘雾化、旋转电极雾化、旋转坩埚雾化等；(3)其他雾化法，如转辊雾化、真空雾化、油雾化等。其中离心雾化法是利用机械旋转的离心力将金属液流击碎成细的液滴，然后冷却凝结成粉末，最早是通过旋转圆盘雾化，后来又有旋转水流雾化、旋转电极雾化、旋转坩埚雾化等。一般说来，离心雾化比气体和水雾化的能量效率要高得多，在气体与水雾化中，喷射流的能量只有约1％用于粉碎金属熔体流，在离心雾化中，全部旋转功都直接用于加速，所以使用的能量更小。

4、对于一些化学性质较活泼的金属或合金，在使用离心雾化法生产粉体材料时，需要严格控制生产环境中的氧气含量，氧气含量过高或过低都将导致成品率低的问题，所以通常采用氮气作为雾化法生产金属粉体材料的介质。在实际生产中，氮气为主要成分的烟气在除尘后都是直接外排，当粉体材料的产量较大时，外排大部分作为雾化介质的氮气则既污染环境又增加能源消耗，此外考虑到氮气的制备成本也较高，如何高效合理地调控氮气的使用量具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提出一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，以解决上述提到的技术问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，包括：

4、雾化仓，用于将金属液雾化成金属粉末；

5、收尘器，与所述雾化仓相连接，用于收集所述雾化仓排出气体中夹杂的金属粉末；

6、排风机，与所述收尘器相连接，为排出气体提供动力；

7、换热器，与所述排风机相连，为排出的气体进行热交换；

8、其中，所述换热器通过两条支路分别与排气筒和混气室相连；

9、所述混气室还连接有纯压缩氮气管道；

10、所述雾化仓上方设置有多个进气口；

11、多个所述进气口集中连接在一条管道上，并与所述混气室相连通；

12、所述雾化仓的上方还连接有熔融金属液漏包。

13、进一步地，所述雾化仓内部设有圆盘；

14、所述圆盘连接有高速电机；

15、所述熔融金属液漏包的漏包孔处于所述圆盘的正上方的所述雾化仓的对应位置。

16、进一步地，所述进气口设置有6至16个，且，每个所述进气口均设置有进气控制阀。

17、进一步地，所述雾化仓设置有至少1个压力计；

18、所述雾化仓设置有至少2个温度计。

19、进一步地，所述雾化仓的底部设有2个出料口；

20、每个所述出料口均设有振动筛；

21、所述振动筛的下方设置有包装机。

22、进一步地，所述收尘器设置有至少1个；

23、每个所述收尘器下方均设置有灰袋。

24、进一步地，所述收尘器与所述排风机之间的管路上设有抽气控制阀；

25、所述排风机与所述换热器之间的管路上设有流量计；

26、所述排风机与所述温度计，及所述抽气控制阀电连接，且进行联锁控制。

27、进一步地，所述换热器与所述排气筒之间的管路上设有烟气外排阀。

28、进一步地，所述进气口与所述混气室之间的管路上设置有氧浓度分析仪；

29、所述混气室与所述纯压缩氮气管道之间的管路上设置有氮气供应阀；

30、所述氧浓度分析仪、所述氮气供应阀、以及所述压力计电连接，且进行联锁控制。

31、一种生产金属粉体材料的氮气循环系统的调控方法，包括以下步骤：

32、s1:往雾化仓充入纯压缩氮气，并从顶部滴入熔融金属液，经过离心雾化形成细小金属液并凝固；

33、s2：通过抽气调节阀和排风机将雾化仓中含有金属粉尘的烟气抽出；

34、s3：抽出的烟气经过收尘器进行净化收尘处理并经过换热器进行换热降温处理；

35、s4：处理后的烟气一部分从排气筒排出，一部分进入混气室与纯氮气混合再进入雾化仓循环；

36、其中，纯压缩氮气的量通过氮气供应阀进行控制，雾化仓设有温度计和压力计，混气室通往雾化仓的管路上设有氧浓度分析仪，纯压缩氮气的管路上设有氮气供应阀；

37、当雾化仓温度低于50℃时，排风机工作频率变小，当雾化仓温度高于70℃时，排风机的工作频率变大；

38、当混气室中氧浓度高于5％时，通过调节氮气供应阀提升纯氮气的供应量。

39、本发明的有益效果为：

40、本发明通过氮气在雾化仓、布袋收尘器、风机、换热器、混气室间循环利用，少部分氮气通过排气筒外排，可以大大降低生产过程中氮气的使用量，节能环保，降低生产成本。此外，依靠该系统中设备、调节阀、压力计、温度计、流量计、氧浓度分析仪的连锁控制，可以有效保证离心雾化法生产金属粉体材料时所需的氮气气氛，对提高金属粉体材料的成品率具有重要作用。

技术特征：

1.一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

7.根据权利要求4所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

9.根据权利要求4所述的一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，其特征在于：

10.一种生产金属粉体材料的氮气循环系统的调控方法，其特征在于，

技术总结
本发明为一种生产金属粉体材料的氮气循环系统，包括：雾化仓，用于将金属液雾化成金属粉末；收尘器，与雾化仓相连接，用于收集雾化仓排出气体中夹杂的金属粉末；排风机，与收尘器相连接，为排出气体提供动力；换热器，与排风机相连，为排出的气体进行热交换；其中，换热器通过两条支路分别与排气筒和混气室相连；混气室还连接有纯压缩氮气管道；雾化仓上方设置有多个进气口；多个进气口集中连接在一条管道上，并与混气室相连通；雾化仓的上方还连接有熔融金属液漏包。

技术研发人员：曹迪,董烈寒,陈晓晨,宋冰,胡俊,李璇,杨卫严,向红印
受保护的技术使用者：深圳市中金岭南科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14