Technologie výroby kovového prášku

Vynález se týká způsobu a postupu pro přípravu kovového prášku atomizací

Technologie na pozadí

Ve 20. letech 19. století se atomizace vzduchem používala k výrobě prášků neželezných kovů a v 50. a 60. letech 20. století se široce používala k výrobě kovových a slitinových prášků. Na konci 70. a začátku 80. let 20. století s rozvojem počítačové technologie a moderních řídicích technologií vstoupila atomizace do období dynamického rozvoje. V současné době je konvenční schéma plynové atomizace založeno na použití kapalného plynu, jako je kapalný dusík nebo kapalný argon, po zahřátí a zplyňování se na kapalný kov aplikuje vysokotlaký plyn za vysoké teploty a tlaku, který se rozprašuje na částice. V současné době se plynová atomizace více využívá k použití inertního plynu nebo vysokotlakého vzduchu. Nevýhodou je přechod z inertního plynu na kapalný a následně tlakový plyn, což zvyšuje náklady a zvyšuje nebezpečí přepravy.

Vynález si klade za cíl poskytnout způsob přípravy kovového prášku atomizací a řešit problém vysokých nákladů na přípravu kovového prášku atomizací. Za účelem vyřešení technického problému vynález poskytuje způsob přípravy kovového prášku atomizací, který zahrnuje následující kroky: kapalný atomizér se předehřeje a odpaří za účelem získání plynného atomizéru, přičemž atomizér je kapalný v atmosféře o teplotě 10 °C až 30 °C a kovový prášek se získá průchodem plynného atomizéru do atomizační misky a provedením plynové atomizace kovové kapaliny. Atomizovaná látka je látka s bodem varu v rozmezí 50 °C až 200 °C. Rozprašovačem je ethanol nebo směs ethanolu a vody. Rozprašovačem je voda a předtím, než je kapalný atomizér předem natlakován, zahřát a zplynován, atomizér také zahrnuje následující kroky: destilaci a odstranění kyslíku, sterilizaci a deionizaci surové vody za účelem získání čištěné kapalné vody. Surová voda je jakákoli voda z vodovodu, mořská voda nebo destilovaná voda. Plynová atomizace kovové kapaliny zahrnuje: Při tlaku nejméně 1,1 MPa a při teplotě nejméně bodu varu atomizéru je kovová kapalina atomizována odpařeným atomizérem.

Po rozprášení kovové kapaliny plynem a získání kovového prášku zahrnuje proces redukce kovového prášku také následující kroky. Po rozprášení kovové kapaliny plynem za účelem získání kovového prášku se plynový rozprašovač vypouštěný z rozprašovací misky regeneruje. Předkládaný vynález poskytuje způsob přípravy kovových prášků rozprašováním kapalné látky v atmosféře o teplotě 10 °C až 30 °C, přičemž aerosoly se nacházejí v kapalném skupenství. Ve srovnání s inertním plynem a dusíkem, které jsou při normální teplotě a tlaku plynné, vynález nevyžaduje zkapalňování rozprašovaného materiálu z plynného stavu, čímž se snižují náklady na získání kapalného rozprašovaného materiálu; při normální teplotě a tlaku je rozprašovač kapalný, takže při přepravě není nutná vysokotlaká doprava, což snižuje náklady na dopravu a nebezpečí rozprašovače. Stručně řečeno, způsob přípravy kovového prášku rozprašováním podle vynálezu může výrazně snížit náklady na rozprašovaný materiál, a tím i náklady na přípravu kovového prášku. Pro jasnější představu technického schématu provedení vynálezu nebo dosavadního stavu techniky je níže uveden stručný popis výkresů, které je třeba použít v provedení nebo popisu dosavadního stavu techniky. Přiložené výkresy popsané níže představují pouze některá provedení předkládaného vynálezu a další přiložené výkresy lze získat bez tvůrčí práce běžných techniků v této oblasti. Obr.

Obrázek 1 znázorňuje vývojový diagram metody přípravy kovového prášku atomizací a obrázek 2 znázorňuje lokální strukturní diagram atomizační věže.

Aby lidé v technické oblasti lépe pochopili schéma vynálezu, je následující podrobněji vysvětlen s připojenými výkresy a konkrétním provedením. Popsaná provedení jsou samozřejmě pouze částí provedení vynálezu, nikoli všemi. Na základě provedení vynálezu spadají všechna ostatní provedení získaná běžnými techniky v oboru bez provedení tvůrčí práce do rozsahu ochrany vynálezu. Jak je znázorněno na obr. 1, obr. 1 poskytuje vývojový diagram způsobu přípravy kovového prášku atomizací, který je uveden v provedení vynálezu, a který může zahrnovat: Krok S1: předběžné odpařování kapalného atomizéru pod tlakem za účelem získání plynného atomizéru. Rozprašovač v tomto provedení označuje látku, která je kapalná při normální teplotě a tlaku. Konkrétně se může jednat o látku, která je kapalná v atmosféře o teplotě 10 °C až 30 °C. Krok S2: plynný atomizér se zavede do rozprašovací misky a kovová kapalina se atomizuje plynem za účelem získání kovového prášku.

Je třeba poznamenat, že vzhledem k tomu, že se k atomizaci tekutého kovu používá plyn, je třeba zachovat plynný stav atomizéru při jeho zavádění do rozprašovací misky; navíc, když se atomizér používá k atomizaci tekutého kovu, rozprašuje tekutý kov pod vysokým tlakem, což je podobné konvenční atomizaci pro přípravu kovového prášku. Jak je znázorněno na obr. 2, obr. 2 poskytuje schematický diagram lokální struktury rozprašovací misky podle provedení vynálezu. Při procesu atomizace kovu proudí tekutý kov 2 dolů ze směru nad rozprašovací deskou 1; současně je rozprašovací plyn rozprašován tryskovým kanálem 3 na obou stranách proudící kovové kapaliny 2, což vytváří náraz na kovovou kapalinu 2, což následně vytváří kovový prášek. Většina rozprašovaných plynů, které se v současnosti používají, je dusík nebo jiné inertní plyny. Tento plyn je však v průmyslové dopravě často nutné nejprve ochladit a stlačit do kapaliny, a to při dopravě za nízkých teplot a vysokého tlaku. Zaprvé, zkapalnění kapalného dusíku nebo kapalného inertního plynu, který je za normální teploty a tlaku plynný, je relativně drahé a také je nákladné udržovat kapalný dusík zkapalněný během přepravy, což má za následek zvýšení nákladů na atomizér, což následně vede k vyšším nákladům na kovový prášek. V předkládaném vynálezu se látka, která je za normální teploty a tlaku kapalná, přímo používá jako atomizér a je snadněji získávatelná než látka, která je za normální teploty a tlaku plynná a nemusí se zkapalňovat. Vynález snižuje pořizovací náklady atomizéru a v procesu přepravy není nutné používat dopravu za vysokého tlaku a nízké teploty. Proto atomizér použitý ve vynálezu může výrazně snížit náklady na jeho získání, a tím i náklady na přípravu kovového prášku atomizací.

Volitelně, v konkrétním provedení vynálezu, může být atomizérem mimo jiné voda, ethanol nebo směs vody a ethanolu. Vzhledem k tomu, že se při přípravě atomizuje kovový prášek, je nutné atomizaci odpařit. Proto, aby se snížily náklady na odpařování kapalných aerosolů na plynné aerosoly, lze jako aerosoly použít látky s relativně nízkým bodem varu. Samozřejmě je pochopitelné, že jejich bod varu by neměl být příliš nízký, jinak je látka těkavější. Proto v dalším konkrétním provedení vynálezu může atomizovaný materiál dále obsahovat látku s bodem varu v rozmezí 50 °C až 200 °C. Rozprašovač s vyšším bodem varu samozřejmě není ve vynálezu vyloučen a rozprašovač s bodem varu 50 °C až 200 °C v tomto provedení je výhodnějším provedením, vynález může snížit náklady na odpařování atomizované kapaliny. V dalším konkrétním provedení vynálezu může být atomizérem voda. Je třeba poznamenat, že cena vody je v porovnání s jinými látkami relativně nízká. Náklady na atomizér lze výrazně snížit. Dále může být v tomto provedení použita jako atomizér snadno dostupná voda, jako je mořská voda, voda z kohoutku nebo destilovaná voda. Alternativně, aby se zabránilo nečistotám ve vodě, může voda také obsahovat:

Surová voda se čistí destilací, sterilizací a deionizací za účelem získání vyčištěné kapalné vody. Kapalná voda se používá jako atomizér k přípravě kovového prášku atomizací uživatelem po zplyňování, což může účinně zabránit oxidaci nečistot ve vodě, kyslíku atd. na kov. Aby se zabránilo nevyhnutelné částečné oxidaci získaného kovového prášku během procesu přípravy, může být po získání kovového prášku dále zahrnuta úprava kovového prášku redukční reakcí. Zejména může být kovový prášek smíchán s redukčním plynem za určitých reakčních podmínek, čímž se nakonec získá čistší kovový prášek. Na základě libovolného provedení může vynález v dalším specifickém provedení dále zahrnovat: Při tlaku nejméně 1,1 MPa a nejméně bodu varu atomizéru je kapalný kov atomizován odpařovacím atomizérem. Konkrétně, když plynný atomizér odpařuje kapalný kov, je zajištěno, že atomizér nezkapalní. Proto je nutné provádět atomizaci kovu v prostředí s vysokou teplotou a vysokým tlakem. Zejména lze atomizaci provádět při tlaku vyšším než 1,1 mpa a při teplotě vyšší než bod varu atomizéru. Je třeba poznamenat, že v provedeních, kde je atomizérem voda, lze použít tlak nejméně 1,1 mpa, ale pro látky, jako je ethanol, lze použít také tlak 0,6 mpa nebo 0,7 mpa.

Volitelně může v dalším specifickém provedení vynálezu dále zahrnovat: po atomizaci kovové kapaliny vysokotlakým plynem, čímž se získá kovový prášek, se plynné aerosoly vypouštěné z rozprašovací misky regenerují. Protože je rozprašovač při normální teplotě a tlaku kapalný, když je plynový rozprašovač vypouštěn z vysokoteplotního a vysokotlakého rozprašovače, teplota a tlak klesají, rozprašovač se může zkapalnit na kapalinu. Je snazší recyklovat než plynné látky, čímž se dále šetří náklady. Provedení v této specifikaci jsou popsána postupně. Každé provedení zdůrazňuje rozdíly od ostatních provedení. Stejné nebo podobné části každého provedení jsou na sebe vzájemně odkazovány. U zařízení s popisem provedení je popis jednoduchý, protože odpovídá metodě s popisem provedení, jak je popsáno v části o metodách. Způsob přípravy kovového prášku atomizací poskytovaný vynálezem je podrobně představen. V tomto článku jsou princip a provedení vynálezu popsány na konkrétních příkladech, které slouží pouze k pochopení metody a její základní myšlenky. Je třeba zdůraznit, že vynález může být vylepšen a upraven, aniž by byl pro běžného technického pracovníka v technické oblasti oddělen od principu vynálezu, a tato vylepšení a úpravy rovněž spadají do rozsahu ochrany nároků vynálezu.