全連續真空氬熔煉高壓隋性氣體霧化制粉裝置的製作方法

2023-09-15 15:17:55

專利名稱：全連續真空氬熔煉高壓隋性氣體霧化制粉裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置，尤其是一種全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置背景技術眾所周知，氫是一種高能量密度和潔淨的理想能源，貯氫合金材料的產業化是有關心能源利用和清潔能源的科學界、產業部門和政府決策部門非常關心的重大項目之一。二十世紀六十年代以來，貯氫合金，特別是AB型MmNiCoMnAL系貯氫合金的研究、應用及生產製造深受關注，貯氫合金材料的產業化是九十年代國際上正在大力實施的系統工程。實現貯氫合金材料產業化，必須解決可實現穩定生產的製造方法和與製造方法相配套的技術裝置。已公開發表的生產貯氫合金的方法有《真空電弧熔煉鑄錠、機械破碎制粉法》、《真空感應熔煉、水冷通融模鑄錠、機械破碎制粉法》、《液態金屬單輥快淬制帶、機械破碎制粉法》等等。上述方法均屬貯氫合金的製備方法，而生產貯氫合金的專用技術裝置尚需改進。中國專利ZL95221256.0公開了真空(Ar)熔煉高壓氮氣霧化處理裝置，該裝置包括真空室，其內設有感應熔化爐，真空室下方設有氣霧化室及與其連為一體的冷卻錐體，該錐體下部設有氮沸騰床，並通過輸送管道連接有中間集粉罐，其下方設有振動篩及一個或多個儲粉桶。該裝置能生產貯氫合金粉末，但仍需改進。
實用新型內容本實用新型的所要解決的技術問題是提供一種改進的全連續真空-氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型採用技術方案的基本構思是一種全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置，包括真空室，設在真空室內的感應熔化爐，設在真空室下方的氣霧化冷卻室及與其連為一體的冷卻錐體，冷卻錐體下部設有氮沸騰床，氣霧化冷卻室的上部有一出口連通有超細粉收集器，氮沸騰床通過輸送管道連接有中間集粉罐，其下方設有振動篩及一個以上的儲粉桶，其特徵在於所述真空室的上部設有真空氬密封加料器，所述真空室的底部設有與真空室相連通的底注式感應保溫爐和下注管，底注式感應保溫爐的下端出口連接有與氣霧化室連通的超音速高壓氬氣霧化器，所述真空室的側部設有真空隔離室，所述氣霧化冷卻室的上部設有氮氣噴流冷卻器，所述冷卻錐體內設有磁懸浮器。
採用上述方案後，本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果該裝置能在不破壞真空條件下連續加料、熔化、霧化，實現全連續不破壞真空的合金熔液霧化，完全消滅一般非連續真空感應爐因加料破壞真空而形成的坩堝內壁和爐內殘餘合金的氧化，特別是高活性合金「稀土貯氫合金」更為重要，它降低合金的金屬氧化物與氧含量，使貯氫合金吸氫能量提高和容易激活和吸氫。
該裝置採用超音速高壓氬霧化器將貯氫合金熔液在氬氣流下霧化成一定粒度的外層凝固、內層半凝態的球形微粒，再經低壓氮氣噴流冷卻器冷卻，使貯氫合金表層不會有氮化膜，氮化膜的存在使貯氫合金粉末表層活性降低，吸氫量減小，並使活化時間延長。
該裝置的低壓高流量氮氣冷卻器冷卻已霧化成球，表層凝固的微粒，減小氬氣耗量一半。
該裝置的磁懸浮器使霧化的合金粉末磁懸浮，金屬微粒下降速度降低，提高沸騰床的冷卻效果。
該裝置的底注式感應保溫爐使霧化過程合金熔液溫度保持不變，可有效控制合金流的流速與粘度，使霧化全程合金微粒粒度保持恆定。
該裝置採用的真空氬密封加料器具有預熱功能，實現預熱真空加料。
本實用新型上述的一種全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置，概括起來具有以下優點1)該裝置的密封加料器採用預熱式真空加料器，使用可靠。
2)該裝置採用霧化、冷卻分離，採用高壓超音速氬氣噴嘴霧化金屬，低壓高流量氮氣噴流器冷卻霧化成形的金屬粉末，效果好。
3)該裝置採用全連續式加料、熔化、霧化，全爐令坩堝不接觸空氣，獲得高純淨貯氫合金熔液。
4)該裝置採用磁懸浮器降低粉末速度，增加粉末懸浮時間，降低霧化筒高度，減少冷卻氣體消耗量。
5)該裝置採用可更換式底注感應保溫爐，保持合金熔液溫度恆定，在下注管直徑融損擴大後可在不破壞真空條件下，經真空隔離室更換。
6)該裝置集加料、熔煉、霧化、制粉於一體，可在不破壞真空下連續加料、連續霧化，制粉，適於貯氫合金粉末材料和其它活性材料的大規模產業化生產。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。


圖1是本實用新型全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置的結構包括真空室1、感應熔化爐2、底注式感應保溫爐3、真空隔離室4、高壓氬氣霧化器5、氮氣噴流冷卻器6、氣霧化冷卻室7、冷卻錐體8、磁懸浮器9、氮沸騰床10、超細粉收集器11、輸送管道12、中間集粉罐13、振動篩14、儲粉桶15、真空氬密封加料器16和下注管17。
真空室1內旋轉感應熔化爐2和底注式感應保溫爐3，真空室1底部裝有和真空室1相連通的底注式感應保溫爐3和下注管17，底注式感應保溫爐3和下注管17的具體位置以保證感應熔化爐2中的熔化金屬能準確無誤地傾入底注式感應保溫爐3內而定，底注式感應保溫爐3下端出口連接超音速高壓氬氣霧化器5，氮氣噴流冷卻器6，氣霧化冷卻室7和冷卻錐體8連結成一體，冷卻錐體8內安置磁懸浮器9，氮沸騰床10通過輸送管道12連接有中間集粉罐13，中間集粉罐13下方設有振動篩14下方設有一個以上的儲粉桶15，氣霧化冷卻室7上部有一出口連通超細粉收集器11，在真空室1上部設有真空氬密封加料器16。
工作過程本實用新型所述的一種全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置的工作過程如下將貯氫合金爐料經密封預熱加料器預熱後加入到真空室內的感應熔化爐，然後注入底注式感應保溫爐，經下注管在規定的溫度速度下流入氣霧化室，被高壓超音速氬霧化器霧化成50-350目的表層凝固內層半凝固態的球形粉末，再經氮氣噴流冷卻器二次冷卻成無氮化膜的合金粉末，在氣霧化室及冷卻錐體內冷卻，經磁懸浮器懸浮使粉末下降速度降低，速度減小後在沸騰床中進一步完全冷卻，由輸送管道送入中間集粉罐再注入振動篩，篩分出不同粒度的合金粉末產品，按不同粒度裝入儲料桶後再抽真空充氬密封。
權利要求1.一種全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置，包括真空室(1)，設在真空室(1)內的感應熔化爐(2)，設在真空室(1)下方的氣霧化冷卻室(7)及與其連為一體的冷卻錐體(8)，冷卻錐體(8)下部設有氮沸騰床(10)、氣霧化冷卻室(7)的上部有一出口連通有超細粉收集器(11)，氮沸騰床(10)通過輸送管道(12)連接有中間集粉罐(13)，其下方設有振動篩(14)及一個以上的儲粉桶(15)，其特徵在於所述真空室(1)的上部設有真空氬密封加料器(16)，所述真空室(1)的底部設有與真空室(1)相連通的底注式感應保溫爐(3)和下注管(17)，底注式感應保溫爐(3)的下端出口連接有與氣霧化冷卻室(7)連通的超音速高壓氬氣霧化器(5)，所述真空室(1)的側部設有真空隔離室(4)，所述氣霧化冷卻室(7)的上部設有氮氣噴流冷卻器(6)，所述冷卻錐體(8)內設有磁懸浮器(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種全連續真空氬熔煉高壓惰性氣體霧化制粉裝置，它包括真空室、感應熔化爐、氣霧化冷卻室冷卻錐體、氮沸騰床、中間集粉罐、振動篩、儲粉桶、超細粉收集器、真空氬密封加料器、底注式感應保溫爐、下注管、超音速高壓氬氣霧化器、真空隔離室、氮氣噴流冷卻器和磁懸浮器。工作時，將貯氫合金爐料經密封預熱加料器到真空室內的感應熔化爐，再注入底注式感應保溫爐，經下注管流入氣霧化室，被高壓超音速氬霧化器霧化成粉末，經氮氣噴流冷卻器，氣霧化室及冷卻錐體冷卻，經磁懸浮、管道送入中間集粉罐、振動篩，裝入儲料桶，實現連續加料、霧化、制出高純度的貯氫合金粉末，還可用於其它活性材料的大規模產業化生產。
文檔編號B22F9/02GK2855596SQ200520130128
公開日2007年1月10日 申請日期2005年10月25日 優先權日2004年10月26日
發明者陳迂, 俞東平, 張家楊 申請人:上海申建冶金機電技術有限公司