Tecnologia di produzione di polvere metallica

L'invenzione riguarda un metodo e un procedimento per la preparazione di polvere metallica mediante atomizzazione

Tecnologia di base

Negli anni '20 del XIX secolo, l'atomizzazione ad aria veniva utilizzata per produrre polveri di metalli non ferrosi e, negli anni '50 e '60, fu ampiamente utilizzata per produrre polveri di metalli e leghe. Tra la fine degli anni '70 e l'inizio degli anni '80, con lo sviluppo della tecnologia informatica e delle moderne tecnologie di controllo, l'atomizzazione entrò in un periodo di vigoroso sviluppo. Attualmente, il sistema convenzionale di atomizzazione a gas prevede l'utilizzo di gas liquido, come azoto liquido, argon liquido, dopo la gassificazione a riscaldamento, utilizzando gas ad alta temperatura e alta pressione indirizzati al metallo liquido, atomizzazione del metallo in particelle. Ora l'atomizzazione a gas utilizza maggiormente gas inerte o aria ad alta pressione, ecc., con lo svantaggio di passare dal gas inerte al liquido e quindi alla pressione, aumentando i costi e rendendo il trasporto pericoloso.

L'invenzione mira a fornire un metodo per la preparazione di polvere metallica mediante atomizzazione e risolve il problema degli elevati costi di questa procedura. Per risolvere il problema tecnico, l'invenzione fornisce un metodo per la preparazione di polvere metallica mediante atomizzazione, che comprende le seguenti fasi: un atomizzatore liquido viene preriscaldato e vaporizzato per ottenere un atomizzatore gassoso, in cui l'atomizzatore è liquido a un'atmosfera di 10 °C-30 °C, e una polvere metallica si ottiene facendo passare l'atomizzatore gassoso nel vassoio dell'atomizzatore ed eseguendo un'atomizzazione gassosa del liquido metallico. La sostanza atomizzata è una sostanza con un punto di ebollizione compreso tra 50 °C e 200 °C. In cui il nebulizzatore è etanolo o una miscela di etanolo e acqua. L'atomizzatore è costituito da acqua e, prima di essere pressurizzato, riscaldato e gassificato, l'atomizzatore comprende anche le seguenti fasi: distillazione e rimozione dell'ossigeno, sterilizzazione e deionizzazione dell'acqua grezza, per ottenere acqua liquida purificata. L'acqua grezza può essere qualsiasi tipo di acqua di rubinetto, acqua di mare o acqua distillata. L'atomizzazione gassosa del liquido metallico include: a una pressione non inferiore a 1,1 mpa e a una temperatura non inferiore al punto di ebollizione dell'atomizzatore, il liquido metallico viene atomizzato dall'atomizzatore vaporizzato.

Dopo l'atomizzazione gassosa del liquido metallico e l'ottenimento della polvere metallica, il processo di riduzione della polvere metallica comprende anche le seguenti fasi. Dopo l'atomizzazione gassosa del liquido metallico per ottenere la polvere metallica, l'atomizzazione gassosa scaricata dal vassoio di nebulizzazione viene recuperata. La presente invenzione fornisce un metodo per la preparazione di polveri metalliche mediante l'atomizzazione di una sostanza liquida a un'atmosfera compresa tra 10 °C e 30 °C; gli aerosol si presentano allo stato liquido. Rispetto al gas inerte e all'azoto, che sono gassosi a temperatura e pressione normali, l'invenzione non richiede la liquefazione del materiale atomizzato dallo stato gassoso, riducendo così i costi di ottenimento del materiale atomizzato liquido; a temperatura e pressione normali, l'atomizzatore è liquido, quindi non è necessario il trasporto ad alta pressione durante il processo, il che riduce i costi di trasporto e i pericoli dell'atomizzatore. In sintesi, il metodo per la preparazione di polvere metallica mediante atomizzazione fornito dall'invenzione può ridurre notevolmente il costo del materiale atomizzato, riducendo così i costi di preparazione della polvere metallica. Per fornire un quadro più chiaro dello schema tecnico dell'attuazione dell'invenzione o dello stato dell'arte, di seguito viene fornita una breve descrizione dei disegni richiesti da utilizzare nell'attuazione o nella descrizione dello stato dell'arte; i disegni allegati descritti di seguito sono solo alcune attuazioni della presente invenzione e altri disegni allegati possono essere ottenuti senza lavoro creativo per i tecnici ordinari in questo campo. Fig.

La figura 1 mostra il diagramma di flusso del metodo per la preparazione di polvere metallica mediante atomizzazione, mentre la figura 2 mostra il diagramma della struttura locale di una torre di atomizzazione.

Per consentire agli addetti ai lavori di comprendere meglio lo schema dell'invenzione, quanto segue viene ulteriormente spiegato in dettaglio con i disegni allegati e la specifica forma di realizzazione. Ovviamente, le forme di realizzazione descritte sono solo una parte delle forme di realizzazione dell'invenzione, non tutte. Sulla base delle forme di realizzazione dell'invenzione, tutte le altre forme di realizzazione ottenute da tecnici ordinari nel settore senza svolgere attività creativa rientrano nell'ambito di protezione dell'invenzione. Come mostrato in Figura 1, la Figura 1 fornisce un diagramma di flusso di un metodo per la preparazione di una polvere metallica mediante atomizzazione previsto in una forma di realizzazione dell'invenzione, che può includere: Fase S1: pre-vaporizzazione di un atomizzatore liquido sotto pressione, per ottenere un atomizzatore gassoso. Il nebulizzatore in questa forma di realizzazione si riferisce a una sostanza che è liquida a temperatura e pressione normali. Nello specifico, potrebbe essere una sostanza che è liquida a un'atmosfera compresa tra 10 °C e 30 °C. Fase S2: l'atomizzatore gassoso viene introdotto nel vassoio di nebulizzazione e il liquido metallico viene atomizzato per ottenere la polvere metallica.

È opportuno notare che, poiché per atomizzare un metallo liquido viene utilizzato un gas, lo stato gassoso dell'atomizzatore deve essere mantenuto quando viene introdotto nel vassoio di spruzzatura; inoltre, quando l'atomizzatore viene utilizzato per atomizzare il metallo liquido, esso viene utilizzato per spruzzare il metallo liquido ad alta pressione, un processo simile all'atomizzazione convenzionale per preparare la polvere metallica. Come mostrato in figura 2, la figura 2 fornisce uno schema della struttura locale di un vassoio di spruzzatura atomizzatore secondo l'invenzione. Nel processo di atomizzazione del metallo, il liquido metallico 2 scorre verso il basso dalla direzione sopra la piastra di spruzzatura di atomizzazione 1; contemporaneamente, il gas di atomizzazione viene spruzzato attraverso il canale a getto 3 su entrambi i lati del liquido metallico 2 che scorre verso il basso, producendo un impatto sul liquido metallico 2, che a sua volta produce una polvere metallica. La maggior parte dei gas atomizzati attualmente in uso è azoto o altri gas inerti. Tuttavia, nel trasporto industriale, questo gas deve spesso raffreddarsi prima di essere compresso in un liquido, nel trasporto a bassa temperatura e alta pressione. In primo luogo, è relativamente costoso liquefare l'azoto liquido o il gas liquido inerte, che è gassoso a temperatura e pressione normali, ed è anche costoso mantenere l'azoto liquido liquefatto durante il trasporto, con conseguente aumento del costo dell'atomizzatore, che a sua volta porta a un aumento del costo della polvere metallica. Nella presente invenzione, una sostanza che è liquida a temperatura e pressione normali viene utilizzata direttamente come atomizzatore, ed è più facile da ottenere rispetto a una sostanza che è gassosa a temperatura e pressione normali, e non richiede la liquefazione della sostanza. L'invenzione riduce il costo di acquisto dell'atomizzatore e non richiede il trasporto ad alta pressione e bassa temperatura nel processo di trasporto. Pertanto, l'atomizzatore utilizzato nell'invenzione può ridurre notevolmente il costo di ottenimento dell'atomizzatore stesso, riducendo così il costo di preparazione della polvere metallica mediante atomizzazione.

Facoltativamente, in una specifica forma di realizzazione dell'invenzione, l'atomizzatore può essere costituito, tra gli altri, da acqua, etanolo o una miscela di acqua ed etanolo. Considerando l'atomizzazione della polvere metallica nella preparazione, la necessità finale di vaporizzare l'atomizzazione. Pertanto, al fine di ridurre i costi di vaporizzazione di aerosol liquidi in aerosol gassosi, è possibile utilizzare come aerosol sostanze con un punto di ebollizione relativamente basso. Naturalmente, è comprensibile che il loro punto di ebollizione non debba essere troppo basso, altrimenti risulterà più volatile. Pertanto, in un'altra specifica forma di realizzazione dell'invenzione, il materiale atomizzato può ulteriormente includere una sostanza con un punto di ebollizione compreso tra 50 °C e 200 °C. Naturalmente, un nebulizzatore con un punto di ebollizione più elevato non è escluso dall'invenzione e, in questa forma di realizzazione, un nebulizzatore con un punto di ebollizione compreso tra 50 °C e 200 °C è una forma di realizzazione maggiormente preferita; l'invenzione può ridurre i costi di vaporizzazione del liquido atomizzato. In un'altra specifica forma di realizzazione dell'invenzione, l'atomizzatore può essere costituito da acqua. È importante notare che il prezzo dell'acqua è relativamente basso rispetto ad altre sostanze. Il costo dell'atomizzatore può essere notevolmente ridotto. Inoltre, l'acqua utilizzata come atomizzatore in questa forma di realizzazione può essere acqua facilmente reperibile, come acqua di mare, acqua del rubinetto o acqua distillata. In alternativa, per evitare impurità, l'acqua può anche contenere:

L'acqua grezza viene purificata mediante distillazione, sterilizzazione e deionizzazione per ottenere acqua liquida purificata. L'acqua liquida viene utilizzata come atomizzatore per preparare polvere metallica mediante atomizzazione da parte dell'utente dopo la gassificazione, che può efficacemente impedire l'ossidazione delle particelle di impurità presenti nell'acqua, nell'ossigeno e così via, trasformandole in metallo. Inoltre, al fine di evitare l'inevitabile ossidazione parziale della polvere metallica ottenuta durante il processo di preparazione, dopo averla ottenuta, è possibile ulteriormente includere il trattamento della polvere metallica mediante una reazione di riduzione. In particolare, la polvere metallica può anche essere miscelata con gas riducente per produrre una reazione di riduzione in determinate condizioni di reazione e ottenere infine una polvere metallica più pura. Sulla base di una forma di realizzazione arbitraria, in un'altra forma di realizzazione specifica dell'invenzione, l'invenzione può inoltre includere: a una pressione non inferiore a 1,1 mpa e non inferiore alla temperatura di ebollizione dell'atomizzatore, il metallo liquido viene atomizzato da un atomizzatore vaporizzato. In particolare, quando un atomizzatore gassoso vaporizza un metallo liquido, si garantisce che l'atomizzatore non si liquefichi. Pertanto, è necessario eseguire l'atomizzazione del metallo in un ambiente ad alta temperatura e alta pressione. In particolare, l'atomizzazione può essere eseguita a una pressione superiore a 1,1 mpa e a una temperatura superiore al punto di ebollizione dell'atomizzatore. È opportuno notare che una pressione non inferiore a 1,1 mpa può essere applicata in realizzazioni in cui l'atomizzatore è ad acqua, ma una pressione di 0,6 mpa o 0,7 mpa può essere applicata anche per sostanze come l'etanolo.

Facoltativamente, in un'altra specifica forma di realizzazione dell'invenzione, essa può inoltre includere: a seguito dell'atomizzazione di gas ad alta pressione di un liquido metallico, per ottenere una polvere metallica, gli aerosol gassosi scaricati dal vassoio di spruzzatura vengono recuperati. Poiché l'atomizzatore è liquido a temperatura e pressione normali, quando l'atomizzatore a gas viene scaricato dall'atomizzatore ad alta temperatura e alta pressione, la temperatura e la pressione scendono, l'atomizzatore può liquefarsi in liquido. È più facile da riciclare rispetto alle sostanze gassose, con conseguente ulteriore risparmio sui costi. Le forme di realizzazione in questa specifica sono descritte in modo progressivo. Ogni forma di realizzazione evidenzia le differenze rispetto alle altre forme di realizzazione. Le parti uguali o simili di ciascuna forma di realizzazione sono riferite l'una all'altra. Per un dispositivo esposto in una forma di realizzazione, la descrizione è semplice perché corrisponde al metodo esposto in una forma di realizzazione, come descritto nella sezione metodi. Il metodo per la preparazione di polvere metallica mediante atomizzazione fornito dall'invenzione è introdotto in dettaglio. In questo articolo, il principio e l'implementazione dell'invenzione sono descritti tramite esempi specifici, che vengono utilizzati solo per facilitare la comprensione del metodo e della sua idea fondamentale. È opportuno sottolineare che l'invenzione può essere migliorata e modificata senza che ciò sia separato dal principio dell'invenzione per il personale tecnico ordinario nel campo tecnico; tali miglioramenti e modifiche rientrano anche nell'ambito di protezione delle rivendicazioni dell'invenzione.