[发明专利]一种用于气体雾化制粉的中间包系统

说明书

本发明公开了一种用于气体雾化制粉的中间包系统，属于气体雾化装置技术领域。该系统包括保温炉、发热体、坩埚和防溅挡板。保温炉采用电阻加热的方式，发热体采用均匀嵌在加热炉内壁的6个U型钼硅棒，并采用串联方式连接。防溅挡板可以实现对中间包坩埚的覆盖和露出。该系统可以使用任何材质坩埚作为中间包坩埚，可以实现中间包坩埚温度的自动精确控制和保证冶炼过程中无杂质进入中间包坩埚，避免了熔炼过程中融液飞溅造成中间包坩埚堵塞，大大减少中间包堵塞事故的发生，提高气体雾化的成功率。该装置适用于倾倒式气体雾化设备。

技术领域

本发明涉及气体雾化装置技术领域，具体涉及一种用于气体雾化制粉的中间包系统。

背景技术

气体雾化技术的基本原理是利用高速气流，将熔融金属或熔融合金液流冲击、破碎成小液滴并凝固成粉末的过程。气体雾化技术制备的粉末球形度高、流动性好、氧含量低，是高端增材制造、粉末冶金、热喷涂技术和钎焊技术的首选。19世纪 20年代以来，气体雾化技术经过两百年的发展，使用的雾化气体有空气、氮气、氩气、氦气、水气联合等，金属融化方式有感应熔炼和电极熔炼等，雾化方式有拔塞式、倾倒式等。大型气体雾化装置一般使用倾倒式方法进行生产，雾化装置有一个主要熔炼坩埚，用来加热金属或合金至制定温度，雾化时将金属或合金融液倒入中间包坩埚，通过中间包坩埚底部小孔流入雾化室，在雾化室利用高速气流将液流破碎、冷凝。

先进的粉末制备技术是增材制造、粉末冶金和热喷涂等技术的基础，高性能的粉末一直是高端增材制造的瓶颈，发展高性能粉末及其制备技术，已经成为当今材料科学研究中一个具有较大工程需求的高科技前沿领域。

在众多粉末制备方法中，雾化方法是当今世界粉末制备的主要方法，而气体雾化制粉技术具有球形度高、流动性好、环境污染小、氧含量低以及冷却速率大等优点，在历经2个世纪的发展，目前已经成为生产高性能球形金属或合金粉末的主要方法，在国防军工、增材制造、高端工业生产等诸多领域得到了广泛的应用。

大型气体雾化技术一般采用主坩埚冶炼后倾倒至中间包进行雾化的方式，因此，中间包系统设计成为了气体雾化装置的关键。在气体雾化过程中，由于中间包堵塞而中断雾化进程会造成很大的材料和时间成本浪费，严重制约了气体雾化技术生产效率的提升。中间包的堵塞一般发生在气体雾化初期，即将合金液从冶炼坩埚倾倒至中间包坩埚的初期，主要是两大原因，一是由于中间包坩埚壁温度过低导致合金液在进入中间包坩埚并流过导流管时发生冷凝，造成堵塞事故；二是在合金冶炼期间，由于发生物料飞溅等情况，导致飞溅的物料落入中间包坩埚底部小孔，从而导致液流堵塞事故发生。

另外，在中间包加热方式上，一般有感应加热和电阻加热两种，感应加热的缺点比较明显：1、与主冶炼线圈发生干扰；2、坩埚为石墨材质；3、温度较低，一般很难达到1200℃。采用电阻加热主要的优点是采用直流电源，不会与主冶炼线圈发生干扰，对坩埚的材质没有限制，可以保持在1200℃或者更高的温度。但电阻加热方式的缺点是：气体雾化结束后，会打开炉门进行操作，因此发热体经常在高温下接触大气，普通的合金发热体和石墨发热体无法满足该要求；如采用不怕高温氧化的钼硅发热体，由于其强度低、脆性大，很容易在日常生产中发生损坏，而整体更换钼硅发热体成本太高。

发明内容

为避免堵塞事故发生，除了在工艺上进行调整之外，也应该在气体雾化设备上进行改造，以求最大限度地降低事故发生率。本发明的目的在于提供一种用于气体雾化制粉的中间包系统，通过优化结构设计，增加了中间包坩埚的内壁保温效果，同时熔化过程中避免飞溅物料落入中间包坩埚，从而针对性地解决造成液流堵塞的两大主因。另外，本发明能够解决发热体维护成本过高的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：