Tecnologia de fabricació de pols metàl·lica

La invenció es refereix a un mètode i un procés per a la preparació de pols metàl·lica per atomització.

Tecnologia de fons

A la dècada de 1820, l'atomització amb aire es va utilitzar per fabricar pols de metalls no ferrosos, i a les dècades de 1950 i 1960, es va utilitzar àmpliament per produir pols de metall i aliatges. A finals de la dècada de 1970 i principis de la de 1980, amb el desenvolupament de la tecnologia informàtica i la tecnologia de control moderna, l'atomització va entrar en un període de desenvolupament vigorós. Actualment, l'esquema convencional d'atomització de gas consisteix a utilitzar gas líquid, com ara nitrogen líquid, argó líquid, després de la gasificació per escalfar-la, utilitzant gas d'alta temperatura i alta pressió dirigit al metall líquid, atomitzant el metall en partícules. Ara l'atomització de gas és més l'ús de gas inert o aire a alta pressió, etc., el desavantatge és que el gas inert passa de gas a líquid i després es torna líquid sota pressió, augmentant els costos i el transport perillós.

La invenció té com a objectiu proporcionar un mètode per preparar pols metàl·lica mitjançant atomització i resol el problema de l'alt cost de la preparació de pols metàl·lica mitjançant atomització. Per tal de resoldre el problema tècnic, la invenció proporciona un mètode per preparar pols metàl·lica mitjançant atomització, que comprèn els passos següents: un atomitzador líquid es preescalfa i es vaporitza per obtenir un atomitzador gasós, en què l'atomitzador és líquid a una atmosfera de 10 °C-30 °C, i s'obté una pols metàl·lica passant l'atomitzador gasós a la safata de l'atomitzador i realitzant una atomització de gas del líquid metàl·lic. La substància atomitzada és una substància amb un punt d'ebullició en el rang de 50 °C a 200 °C. En què el nebulitzador és etanol o el nebulitzador és una barreja d'etanol i aigua. L'atomitzador és aigua, i abans que l'atomitzador líquid es pressuritzi, s'escalfi i es gasifiqui prèviament, l'atomitzador també comprèn els passos següents: destil·lació i eliminació d'oxigen, esterilització i desionització de l'aigua crua, per obtenir aigua líquida purificada. L'aigua crua és qualsevol aigua en aixeta, aigua de mar o aigua destil·lada. L'atomització de gas del líquid metàl·lic inclou: a una pressió no inferior a 1,1 mpa i a una temperatura no inferior al punt d'ebullició de l'atomitzador, el líquid metàl·lic és atomitzat per l'atomitzador vaporitzat.

En aquest cas, després que el líquid metàl·lic s'atomitzi amb gas i s'obtingui la pols metàl·lica, el procés de reducció de la pols metàl·lica també comprèn els passos següents. En aquest cas, després de l'atomització amb gas del líquid metàl·lic per obtenir la pols metàl·lica, es recupera l'atomització de gas descarregada de la safata de polvorització d'atomització. La present invenció proporciona un mètode per preparar pols metàl·liques mitjançant l'atomització d'una substància que és líquida a una atmosfera de 10 °C a 30 °C, els aerosols presenten un estat líquid. En comparació amb el gas inert i el nitrogen que són gasosos a temperatura i pressió normals, la invenció no necessita liquar el material atomitzat de l'estat gasós, reduint així el cost d'obtenció del material atomitzat líquid; A temperatura i pressió normals, l'atomitzador és líquid, de manera que no cal transport a alta pressió en el procés de transport, cosa que redueix el cost de transport i el perill de l'atomitzador. En resum, el mètode per preparar pols metàl·lica mitjançant atomització proporcionat per la invenció pot reduir considerablement el cost del material atomitzat, reduint així el cost de preparació de la pols metàl·lica. Per donar una imatge més clara de l'esquema tècnic de la realització de la invenció o de l'estat de la tècnica, a continuació es proporciona una breu descripció dels dibuixos que s'han d'utilitzar en la realització o la descripció de l'estat de la tècnica. Els dibuixos adjunts que es descriuen a continuació són només algunes realitzacions de la present invenció, i altres dibuixos adjunts es poden obtenir sense treball creatiu per a tècnics ordinaris en aquest camp. Fig.

La figura 1 mostra el diagrama de flux del mètode per preparar pols metàl·lica per atomització, i la figura 2 mostra el diagrama de l'estructura local d'una torre d'atomització.

Per tal que les persones del camp tècnic entenguin millor l'esquema de la invenció, el següent s'explica detalladament amb els dibuixos adjunts i la realització específica. Òbviament, les realitzacions descrites només són una part de les realitzacions de la invenció, no totes. Basant-se en les realitzacions de la invenció, totes les altres realitzacions obtingudes per tècnics ordinaris en el camp sense realitzar treball creatiu entren dins de l'àmbit de protecció de la invenció. Com es mostra a la figura 1, la figura 1 proporciona un diagrama de flux d'un mètode per preparar una pols metàl·lica per atomització proporcionat en una realització de la invenció, que pot incloure: Pas S1: prevaporització d'un atomitzador líquid a pressió, per obtenir un atomitzador gasós. El nebulitzador en aquesta realització es refereix a una substància que és líquida a temperatura i pressió normals. Concretament, podria ser una substància que és líquida a una atmosfera de 10 °C a 30 °C. Pas S2: l'atomitzador gasós s'introdueix a la safata de polvorització atomitzadora i el líquid metàl·lic s'atomitza amb gas per obtenir la pols metàl·lica.

Cal tenir en compte que, com que s'utilitza un gas per atomitzar un metall líquid, l'estat gasós de l'atomitzador s'ha de mantenir quan s'introdueix a la safata de polvorització; a més, quan s'utilitza l'atomitzador per atomitzar el metall líquid, l'atomitzador s'utilitza per polvoritzar el metall líquid a alta pressió, cosa que és similar a l'atomització convencional per preparar la pols metàl·lica. Com es mostra a la figura 2, la figura 2 proporciona un diagrama esquemàtic de l'estructura local d'una safata de polvorització atomitzadora de la realització de la invenció. En el procés d'atomització de metall, el líquid metàl·lic 2 flueix cap avall des de la direcció superior a la placa de polvorització d'atomització 1; al mateix temps, el gas d'atomització es polvoritza a través del canal de raig 3 a banda i banda del líquid metàl·lic 2 que flueix cap avall, produint un impacte sobre el líquid metàl·lic 2, que al seu torn produeix un metall en pols. La majoria dels gasos atomitzats que s'utilitzen actualment són nitrogen o altres gasos inerts. Però aquest gas en el transport industrial sovint cal refredar-se primer comprimit en un líquid, en el transport a baixa temperatura i alta pressió. En primer lloc, és relativament car liquar nitrogen líquid o gas inert líquid que és gasós a temperatura i pressió normals, i també és costós mantenir el nitrogen líquid liquar durant el transport, la qual cosa fa que el cost de l'atomitzador augmenta, cosa que al seu torn comporta un cost més elevat de la pols metàl·lica. En la present invenció, una substància que és líquida a temperatura i pressió normals s'utilitza directament com a atomitzador, i és més fàcil d'obtenir que una substància que és gasosa a temperatura i pressió normals, i no necessita liquar la substància, la invenció redueix el cost de compra de l'atomitzador i no necessita utilitzar transport a alta pressió i baixa temperatura en el procés de transport. Per tant, l'atomitzador utilitzat en la invenció pot reduir considerablement el cost d'obtenció de l'atomitzador, reduint així el cost de preparació de la pols metàl·lica mitjançant atomització.

Opcionalment, en una realització específica de la invenció, l'atomitzador pot ser aigua, etanol o una barreja d'aigua i etanol, entre d'altres. Tenint en compte que l'atomització de la pols metàl·lica en la preparació, la necessitat final de vaporitzar l'atomització. Per tant, per tal de reduir el cost de vaporitzar aerosols líquids en aerosols gasosos, es poden utilitzar substàncies amb un punt d'ebullició relativament baix com a aerosols. Per descomptat, és comprensible que el seu punt d'ebullició no hagi de ser massa baix, ja que en cas contrari és més volàtil. Per tant, en una altra realització específica de la invenció, el material atomitzat pot incloure a més una substància amb un punt d'ebullició en el rang de 50 °C a 200 °C. Per descomptat, els nebulitzadors amb un punt d'ebullició més alt no s'exclouen en la invenció, i els nebulitzadors amb un punt d'ebullició de 50 °C-200 °C en aquesta realització són una realització més preferida, ja que la invenció pot reduir el cost de vaporitzar el líquid atomitzat. En una altra realització específica de la invenció, l'atomitzador pot ser aigua. Cal tenir en compte que el preu de l'aigua és relativament baix en relació amb altres substàncies. El cost de l'atomitzador es pot reduir en gran mesura. A més, l'aigua utilitzada com a atomitzador en aquesta realització pot ser aigua fàcilment disponible, com ara aigua de mar, aigua de l'aixeta o aigua destil·lada. Alternativament, per evitar impureses a l'aigua, l'aigua també pot incloure:

L'aigua crua es purifica per destil·lació, esterilització i desionització per obtenir l'aigua líquida purificada. L'aigua líquida s'utilitza com a atomitzador per preparar pols metàl·lica mitjançant l'atomització de l'usuari després de la gasificació, cosa que pot evitar eficaçment que les partícules d'impuresa de l'aigua, l'oxigen, etc. s'oxidin a metall. A més, per evitar l'inevitable oxidació parcial de la pols metàl·lica obtinguda durant el procés de preparació, després d'obtenir la pols metàl·lica, es pot incloure a més el tractament d'una pols metàl·lica mitjançant una reacció de reducció. En particular, la pols metàl·lica també es pot barrejar amb gas reductor per produir una reacció de reducció sota certes condicions de reacció i finalment obtenir una pols metàl·lica més pura. Basant-se en la realització arbitrària, en una altra realització específica de la invenció, la invenció pot incloure a més: A una pressió no inferior a 1,1 mpa i no inferior a la temperatura del punt d'ebullició de l'atomitzador, el metall líquid s'atomitza mitjançant un atomitzador vaporitzat. Específicament, quan un atomitzador gasós vaporitza un metall líquid, s'assegura que l'atomitzador no es liquifiqui. Per tant, cal dur a terme l'atomització del metall en un entorn d'alta temperatura i alta pressió. En particular, l'atomització es pot dur a terme a una pressió superior a 1,1 mpa i a una temperatura superior al punt d'ebullició de l'atomitzador. Cal tenir en compte que es pot aplicar una pressió no inferior a 1,1 mpa en formes de realització on l'atomitzador és aigua, però també es pot aplicar una pressió de 0,6 mpa o 0,7 mpa per a substàncies com l'etanol.

Opcionalment, en una altra realització específica de la invenció, pot incloure a més: després de l'atomització amb gas d'alta pressió d'un líquid metàl·lic, obtenint una pols metàl·lica, es recuperen els aerosols gasosos descarregats de la safata de polvorització. Com que l'atomitzador és líquid a temperatura i pressió normals, quan l'atomitzador de gas es descarrega de l'atomitzador d'alta temperatura i alta pressió, la temperatura i la pressió disminueixen, l'atomitzador es pot liquar en líquid. És més fàcil de reciclar que les substàncies gasoses, estalviant així encara més costos. Les realitzacions d'aquesta especificació es descriuen de manera progressiva. Cada realització destaca les diferències respecte a les altres realitzacions. Les parts iguals o similars de cada realització es refereixen entre si. Per a un dispositiu exposat a la realització, la descripció és senzilla perquè correspon al mètode exposat a la realització, tal com es descriu a la secció de mètodes. El mètode per preparar pols metàl·lica mitjançant atomització proporcionat per la invenció s'introdueix en detall. En aquest article, el principi i la implementació de la invenció es descriuen mitjançant exemples específics, que només s'utilitzen per ajudar a comprendre el mètode i la seva idea central. Cal assenyalar que la invenció pot ser millorada i modificada sense separar-se del principi de la invenció per al personal tècnic ordinari del camp tècnic, aquestes millores i modificacions també entren dins de l'àmbit de protecció de les reivindicacions de la invenció.