半化學半機械密封式超低氧含量霧化設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種霧化設備，特別是涉及一種水霧化或水氣霧化設備，用于制備金屬及合金粉末，屬粉末冶金設備技術領域。采用本發(fā)明的水霧化設備，與目前國內(nèi)的水霧化設備相比，具有安全，生產(chǎn)出來的粉末其氧含量具有在50至500ppm之間的特點。
【背景技術】
[0002]低氧含量水霧化設備已見文獻報道。根據(jù)福建省科技信息研究所出具的科技查新報告GN2012f jl61:萊蕪鋼鐵集團粉末冶金有限公司李普明等人發(fā)明的水霧化合金鋼粉的制造方法(專利號:CN02149116.x)，在水霧化、干燥、高溫還原工序均采取了惰性氣體保護措施，有利于控制產(chǎn)品中的氧含量，從而使該制造方法在不采用真空退火爐處理的情況下仍能使氧含量控制在0.15%左右，生產(chǎn)出高質(zhì)量的最終產(chǎn)品，簡化了生產(chǎn)操作程序，節(jié)省了投資，降低了成本。日本川崎制鐵股份有限公司發(fā)明的水力霧化之鐵粉及其制法(專利號:TW083104452)，其制得的產(chǎn)品氧含量系1.0wt%&右。
[0003]目前國內(nèi)市場內(nèi)生產(chǎn)的水霧化設備可分為兩類。一種稱為敞開式，另一種是封閉式。生產(chǎn)廠家分別為湖南久泰及邯鄲蘭德等。長沙拓智金屬材料科技有限公司發(fā)明的高壓水氣組合霧化制備低氧含量微細預合金粉的方法(專利號:CN201110076808.4)，可在惰性保護性介質(zhì)中用中頻熔煉爐將金屬原料熔融成液體金屬，其產(chǎn)品氧含量低、粒度微細、顆粒形貌可控。成份均勻無偏析。湖南省久泰科技有限公司開發(fā)的高壓水霧化制粉設備，具有惰性氣體保護系統(tǒng):在制粉的過程中，為減小金屬及合金的氧化，降低粉末的氧含量，通常采用向霧化塔內(nèi)通入一定量惰性氣體進行氣氛保護。由于霧化產(chǎn)品的氧含量主要來自熔煉過程，因此，采用這種設備生產(chǎn)的粉末氧含量在10000-3000ppm之間。見說明書附圖1。
[0004]邯鄲蘭德公司生產(chǎn)的水霧化設備則把熔煉室坩堝上部采用加蓋的辦法以試圖隔開空氣和熔融的金屬，避免金屬熔體的氧化。但由于上部加蓋的辦法并不能完全把熔煉坩鍋與外部的空氣隔開，因此這種設備生產(chǎn)出來的產(chǎn)品氧含量在2000-3000ppm之間。見說明書附圖2。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為進一步降低氧含量，區(qū)別于上述設備，本發(fā)明采用半化學如加入CO等還原性(或惰性的氣體及抽真空的方法，后兩方法氧含量略高)及機械密封如移動隔板隔離熔煉室與霧化室的方式以降低熔煉室中氧含量。所采用機械密封方式能完全隔離熔煉室和霧化室，特殊的密封方式具備允許金屬溶液進入霧化室同時又可防止水汽等進入熔煉室的特點，避免了可能發(fā)生的爆炸。由于能完全把熔煉室與外部的空氣隔開，同時又能完全隔離熔煉室和霧化室，見附圖3。因此，采用本設備生產(chǎn)出來的粉末材料其氧含量比上述設備生產(chǎn)的粉末材料氧含量降低近一個數(shù)量級，在50至500ppm之間。此項目于2013年獲福建省晉江市科技局正式立項(2013J0107晉財指標2013年195號文)。需要聲明的是，此處舉例所用的隔離熔煉室和霧化室的方法為移動隔板。但本專利所包括的隔離方法并不局限于上述這一種。
【附圖說明】
[0006]附圖1-1為敞開式水霧化設備的俯視圖，附圖1-2為敞開式水霧化設備的側(cè)視圖，中間圓圈部分為熔煉坩堝，可以發(fā)現(xiàn)熔煉坩堝直接與外部空氣相通。因此，此方法氧含量較高。附圖2-1為封閉式水霧化設備的俯視圖，附圖2-2為封閉式水霧化設備的側(cè)視圖，對比附圖1-1的中間圓圈熔煉坩堝位置，上面加了個蓋，試圖隔開熔煉坩堝與外部空氣。但是，這種方法并不能完全把熔煉室與外部的空氣隔開，坩堝上部與蓋之間仍留有間隙，仍有部分空氣中的氧會進入熔煉坩堝中。因此，采用此設備生產(chǎn)的粉末其氧含量仍較高。附圖3為本發(fā)明的水霧化設備，其中附圖3-1為本發(fā)明水霧化設備的俯視圖，附圖3-2為本發(fā)明水霧化設備的側(cè)視圖，可以看到整個熔煉設備都被裝入一個密閉容器中，采用抽真空的方式抽走容器內(nèi)的空氣，然后視需要充入還原性氣體或惰性氣體。這樣既能完全把熔煉室與外部的空氣隔開，又能完全隔離熔煉室和霧化室，同時還原性氣體又能消除熔體中的少量氧。因此，采用本設備生產(chǎn)出來的粉末材料其氧含量最低。
【具體實施方式】
[0007]此處舉例所用的還原性氣體為CO氣體和NH3氣體。但本專利所包括的還原性氣體并不局限于上述兩種。
[0008]實施例1:在本發(fā)明的設備內(nèi)，把廢不銹鋼加入爐中，抽真空至10 3pa，沖入一大氣壓CO氣體。熔煉至一定溫度，霧化。所得到的粉末進行篩分，測定其氧含量。并且與前兩種水霧化設備在相同條件下所得結(jié)果進行對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明設備生產(chǎn)的不銹鋼粉其表面氧含量僅為封團式設備的五十分之一。
[0009]實施例2:在本發(fā)明的設備內(nèi)，把鎳片加入爐中，抽真空至10 3Pa,沖入一大氣壓NH3氣體。熔煉至一定溫度，霧化。所得到的粉末進行篩分，測定其氧含量。并且與前兩種水霧化設備在相同條件下所得結(jié)果進行對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明設備生產(chǎn)的鎳粉其表面氧含量僅為封團式設備的二十分之一。
【主權(quán)項】
1. 本發(fā)明專利涉及一種霧化設備，特別是涉及一種水霧化或水氣霧化設備。本設備必須同時包括如下三點的技術特征。 (1)本設備具有采用半化學如加入CO等還原性氣體(包括加入惰性的氣體或直接抽真空，但會導致氧含量略高)及半機械密封如采用移動隔板的方式以降低熔煉室中氧含量的特點。 (2)本設備采用機械密封方式以隔開熔煉室和霧化室。該密封方式具備允許金屬溶液進入霧化室同時又可防止水汽進入熔煉室的特點，避免了可能發(fā)生爆炸。同時避免了霧化室中的水氣進入熔煉室，以免影響抽真空。 (3)本設備具有把熔煉設備裝在密封的容器中的特點。然后采用抽真空的方式抽走熔煉室的全部空氣，并在必要時采用惰性氣體或還原性氣體來進行保護。2.說明書中舉例所用的還原性氣體為CO氣體和NH3氣體。但本專利所包括的還原性氣體并不局限于上述兩種。3.用來完全隔開熔煉室和霧化室的方法并不局限于說明書中所舉例的采用移動隔板的方式。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種霧化設備，特別是涉及一種水霧化或水氣霧化設備，用于制備金屬及合金粉末，屬粉末冶金設備技術領域。采用本發(fā)明的水霧化設備，與目前國內(nèi)的水霧化設備相比，具有安全，生產(chǎn)出來的粉末其氧含量在50至500ppm的特點。本發(fā)明所發(fā)明的霧化設備具備如下三點的特征。1，本設備具有采用半化學如加入CO等還原性氣體及半機械密封如移動隔板的方式以降低熔煉室中氧含量的特點。2，本設備所采用的機械密封方式能完全隔開熔煉室和霧化室。該密封方式具備允許金屬溶液進入霧化室同時又可防止水汽進入熔煉室的特點，避免了可能發(fā)生爆炸。同時避免了霧化室中的水氣進入熔煉室，以免影響抽真空。3，本設備具有把熔煉設備裝在密封的容器中的特點。然后采用抽真空的方式抽走容器中的全部空氣，并在必要時采用惰性氣體或還原性氣體來進行保護。
【IPC分類】B22F9/08
【公開號】CN105014086
【申請?zhí)枴緾N201410188894
【發(fā)明人】施立新, 施澗翀
【申請人】施立新, 施澗翀
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月30日
【公告號】WO2015165278A1