धातू पावडर बनवण्याचे तंत्रज्ञान

हा शोध अणुकरणाद्वारे धातूची पावडर तयार करण्याच्या पद्धती आणि प्रक्रियेशी संबंधित आहे.

पार्श्वभूमी तंत्रज्ञान

१८२० च्या दशकात, नॉन-फेरस धातू पावडर बनवण्यासाठी हवेच्या अणुकरणाचा वापर केला जात असे आणि १९५० आणि १९६० च्या दशकात, धातू आणि मिश्रधातूच्या पावडर तयार करण्यासाठी त्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जात असे. १९७० च्या दशकाच्या उत्तरार्धात आणि १९८० च्या दशकाच्या सुरुवातीला, संगणक तंत्रज्ञानाच्या विकासासह आणि आधुनिक नियंत्रण तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, अणुकरणाने जोमाने विकासाच्या काळात प्रवेश केला. सध्या, पारंपारिक वायू अणुकरण योजना म्हणजे द्रव वायू, जसे की द्रव नायट्रोजन, द्रव आर्गॉन, गरम गॅसिफिकेशन नंतर, उच्च-तापमान उच्च-दाब वायूचा वापर करून द्रव धातूला उद्देशून, धातूचे कणांमध्ये अणुकरण करणे. आता वायू अणुकरण म्हणजे निष्क्रिय वायू किंवा उच्च-दाब हवा इत्यादींचा अधिक वापर, तोटा म्हणजे गॅस अक्रिय वायूपासून द्रव आणि नंतर दाब, वाढलेला खर्च आणि धोकादायक वाहतूक.

या शोधाचा उद्देश अॅटोमायझेशनद्वारे धातू पावडर तयार करण्याची पद्धत प्रदान करणे आहे आणि अॅटोमायझेशनद्वारे धातू पावडर तयार करण्यासाठी उच्च खर्चाची समस्या सोडवणे आहे. तांत्रिक समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, शोध अॅटोमायझेशनद्वारे धातू पावडर तयार करण्याची पद्धत प्रदान करतो, ज्यामध्ये खालील चरणांचा समावेश आहे: द्रव अॅटोमायझरला वायू अॅटोमायझर मिळविण्यासाठी प्रीहीट केले जाते आणि बाष्पीभवन केले जाते, ज्यामध्ये, अॅटोमायझर 10 â° सेल्सिअस-30 â° सेल्सिअस वातावरणात द्रव असते आणि वायू अॅटोमायझरला अॅटोमायझर ट्रेमध्ये टाकून आणि धातूच्या द्रवाचे गॅस अॅटोमायझेशन करून धातूची पावडर मिळवली जाते. अॅटोमायझेशन केलेले पदार्थ हे 50 ° सेल्सिअस ते 200 ° सेल्सिअस तापमानात उकळत्या बिंदूसह पदार्थ आहे. ज्यामध्ये, नेब्युलायझर इथेनॉल आहे किंवा नेब्युलायझर इथेनॉल आणि पाण्याचे मिश्रण आहे. अॅटोमायझर पाणी आहे आणि द्रव अॅटोमायझरला प्रेशराइज्ड, गरम आणि आगाऊ गॅसिफाइड करण्यापूर्वी, अॅटोमायझरमध्ये खालील चरणांचा समावेश आहे: शुद्ध द्रव पाणी मिळविण्यासाठी ऑक्सिजन डिस्टिलिंग आणि काढून टाकणे, कच्च्या पाण्याचे निर्जंतुकीकरण आणि डीआयोनाइझिंग करणे. कच्चे पाणी म्हणजे नळाच्या पाण्यात, समुद्राच्या पाण्यात किंवा डिस्टिल्ड वॉटरमधील कोणतेही पाणी. धातूच्या द्रवाचे वायू अणुकरण यात समाविष्ट आहे: 1.1 mpa पेक्षा कमी नसलेल्या दाबावर आणि अणुमायझरच्या उकळत्या बिंदूपेक्षा कमी नसलेल्या तापमानावर, धातूच्या द्रवाचे वाष्पीकरण वाष्पीकृत अणुमायझरद्वारे केले जाते.

ज्यामध्ये, धातूच्या द्रवाचे वायू अणुकरण झाल्यानंतर आणि धातूची पावडर मिळवल्यानंतर, धातूची पावडर कमी करण्याच्या प्रक्रियेत खालील चरणांचा समावेश आहे. ज्यामध्ये, धातूच्या द्रवाचे वायू अणुकरण करून धातूची पावडर मिळवल्यानंतर, अणुकरण स्प्रे ट्रेमधून सोडलेला वायू अणुकरण पुनर्प्राप्त केला जातो. सध्याचा शोध १० डिग्री सेल्सिअस ते ३० डिग्री सेल्सिअस तापमानाच्या वातावरणात द्रव असलेल्या पदार्थाचे अणुकरण करून धातूची पावडर तयार करण्याची पद्धत प्रदान करतो, एरोसोल द्रव स्थितीत असतात. सामान्य तापमान आणि दाबावर वायू असलेल्या निष्क्रिय वायू आणि नायट्रोजनच्या तुलनेत, या शोधाला वायू अवस्थेतून अणुकरण केलेल्या पदार्थाचे द्रवीकरण करण्याची आवश्यकता नाही, ज्यामुळे द्रव अणुकरण केलेल्या पदार्थ मिळविण्याचा खर्च कमी होतो; सामान्य तापमान आणि दाबावर, अणुकरण करणारा द्रव असतो, म्हणून वाहतुकीच्या प्रक्रियेत उच्च दाब वाहतुकीची आवश्यकता नसते, ज्यामुळे अणुकरणाचा वाहतूक खर्च आणि धोका कमी होतो. थोडक्यात, शोधाने प्रदान केलेल्या अणुकरणाद्वारे धातूची पावडर तयार करण्याची पद्धत अणुकरण केलेल्या पदार्थाची भौतिक किंमत मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते, ज्यामुळे धातूच्या पावडरची तयारी खर्च कमी होतो. शोधाच्या किंवा पूर्वीच्या कलाकृतीच्या तांत्रिक योजनेचे स्पष्ट चित्र देण्यासाठी, मूर्त स्वरूपात वापरण्यासाठी आवश्यक असलेल्या रेखाचित्रांचे किंवा पूर्वीच्या कलाकृतीचे वर्णन खाली दिले आहे, खाली वर्णन केलेले जोडलेले रेखाचित्रे सध्याच्या शोधाचे काही अवतार आहेत आणि या क्षेत्रातील सामान्य तंत्रज्ञांसाठी सर्जनशील श्रमाशिवाय इतर जोडलेले रेखाचित्रे मिळवता येतात. आकृती.

आकृती १ मध्ये अणुकरणाद्वारे धातूची पावडर तयार करण्याच्या पद्धतीचा प्रवाह आकृती दाखवण्यात आली आहे आणि आकृती २ मध्ये अणुकरण टॉवरची स्थानिक रचना आकृती दाखवण्यात आली आहे.

तांत्रिक क्षेत्रातील लोकांना शोधाची योजना अधिक चांगल्या प्रकारे समजावी म्हणून, जोडलेल्या रेखाचित्रे आणि विशिष्ट अवतारांसह पुढील गोष्टी अधिक तपशीलवार स्पष्ट केल्या आहेत. स्पष्टपणे, वर्णन केलेले अवतार हे शोधाच्या अवतारांचाच एक भाग आहेत, सर्वच नाहीत. शोधाच्या अवतारांवर आधारित, सर्जनशील कार्य न करता क्षेत्रातील सामान्य तंत्रज्ञांनी मिळवलेले इतर सर्व अवतार शोधाच्या संरक्षणाच्या कक्षेत येतात. आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, आकृती १ मध्ये शोधाच्या अवतारात प्रदान केलेल्या अणुकरणाद्वारे धातूची पावडर तयार करण्याच्या पद्धतीचा प्रवाह आकृती प्रदान केली आहे, ज्यामध्ये हे समाविष्ट असू शकते: पायरी S1: वायूयुक्त अणुमायझर मिळविण्यासाठी दबावाखाली द्रव अणुमायझरचे पूर्व-बाष्पीभवन. या अवतारातील नेब्युलायझर सामान्य तापमान आणि दाबावर द्रव असलेल्या पदार्थाचा संदर्भ देते. विशेषतः, तो असा पदार्थ असू शकतो जो 10 â ° C ते 30 â ° C च्या वातावरणात द्रव असतो. पायरी S2: वायूयुक्त अणुमायझर अॅटोमायझिंग स्प्रे ट्रेमध्ये आणला जातो आणि धातूची पावडर मिळविण्यासाठी धातूचा द्रव वायू अणुमायझ केला जातो.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की, द्रव धातूचे अणुकरण करण्यासाठी वायूचा वापर केला जात असल्याने, स्प्रे ट्रेमध्ये टाकताना अॅटोमायझरची वायूमय स्थिती राखली पाहिजे; याव्यतिरिक्त, जेव्हा अॅटोमायझर द्रव धातूचे अणुकरण करण्यासाठी वापरला जातो, तेव्हा अॅटोमायझरचा वापर उच्च दाबाने द्रव धातू फवारण्यासाठी केला जातो, जो धातूची पावडर तयार करण्यासाठी पारंपारिक अणुकरणासारखाच असतो. आकृती २ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, आकृती २ मध्ये शोधाच्या मूर्त स्वरूपाच्या अॅटोमायझिंग स्प्रे ट्रेच्या स्थानिक संरचनेचा एक योजनाबद्ध आकृती प्रदान करते. धातूच्या अणुकरण प्रक्रियेत, धातूचा द्रव २ अॅटोमायझेशन स्प्रे प्लेट १ च्या वरील दिशेने खाली वाहतो; त्याच वेळी, अॅटोमायझेशन वायू धातूच्या द्रव २ च्या दोन्ही बाजूंनी जेट चॅनेल ३ द्वारे खाली वाहतो, धातूच्या द्रव २ वर एक आघात निर्माण होतो, ज्यामुळे पावडर धातू तयार होते. सध्या वापरात असलेले बहुतेक अॅटोमायझेशन वायू नायट्रोजन किंवा इतर निष्क्रिय वायू असतात. परंतु औद्योगिक वाहतुकीत हा वायू कमी तापमान आणि उच्च दाब वाहतुकीत प्रथम द्रवात संकुचित करून थंड करणे आवश्यक असते. प्रथम, सामान्य तापमान आणि दाबाने वायू असलेल्या द्रव नायट्रोजन किंवा द्रव निष्क्रिय वायूचे द्रवीकरण करणे तुलनेने महाग आहे आणि वाहतुकीदरम्यान द्रव नायट्रोजन द्रवीकरण ठेवणे देखील महाग आहे, परिणामी अॅटोमायझरची किंमत वाढते, ज्यामुळे धातूच्या पावडरची किंमत जास्त होते. सध्याच्या शोधात, सामान्य तापमान आणि दाबाने द्रव असलेल्या पदार्थाचा थेट अॅटोमायझर म्हणून वापर केला जातो आणि सामान्य तापमान आणि दाबाने वायू असलेल्या पदार्थापेक्षा तो मिळवणे सोपे असते आणि त्याला पदार्थ द्रवीकरण करण्याची आवश्यकता नसते, या शोधामुळे अॅटोमायझरची खरेदी किंमत कमी होते आणि वाहतूक प्रक्रियेत उच्च दाब आणि कमी तापमानाच्या वाहतुकीचा वापर करण्याची आवश्यकता नसते. म्हणून, शोधात वापरलेले अॅटोमायझर अॅटोमायझर मिळविण्याचा खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते, ज्यामुळे अॅटोमायझेशनद्वारे धातूची पावडर तयार करण्याचा खर्च कमी होतो.

पर्यायीरित्या, शोधाच्या विशिष्ट अवतारात, अॅटोमायझर पाणी, इथेनॉल किंवा पाणी आणि इथेनॉलचे मिश्रण असू शकते, इतरांसह. तयारीमध्ये धातूच्या पावडरचे अॅटोमायझेशन, अॅटोमायझेशनची बाष्पीभवन करण्याची अंतिम आवश्यकता लक्षात घेता. म्हणून, द्रव एरोसोलचे वायूयुक्त एरोसोलमध्ये बाष्पीभवन करण्याची किंमत कमी करण्यासाठी, तुलनेने कमी उकळत्या बिंदू असलेले पदार्थ एरोसोल म्हणून वापरले जाऊ शकतात. अर्थात, त्याचा उकळत्या बिंदू खूप कमी नसावा हे समजण्यासारखे आहे, अन्यथा ते अधिक अस्थिर असते. म्हणून, शोधाच्या दुसर्‍या विशिष्ट अवतारात, अॅटोमायझेशन केलेल्या पदार्थात 50 ° C ते 200 ° C च्या श्रेणीतील उकळत्या बिंदूसह पदार्थ समाविष्ट असू शकतो. अर्थात, शोधात जास्त उकळत्या बिंदू असलेले नेब्युलायझर वगळलेले नाही आणि मूर्त स्वरूपात 50 ° C-200 ° C च्या उकळत्या बिंदूसह नेब्युलायझर हे अधिक पसंतीचे अवतार आहे, शोध अॅटोमायझेशन केलेल्या द्रवाचे बाष्पीभवन करण्याची किंमत कमी करू शकतो. शोधाच्या दुसर्‍या विशिष्ट अवतारात, अॅटोमायझर पाणी असू शकते. हे लक्षात घेतले पाहिजे की पाण्याची किंमत इतर पदार्थांच्या तुलनेत तुलनेने कमी आहे. अॅटोमायझरची किंमत मोठ्या प्रमाणात कमी करता येते. शिवाय, या स्वरूपात अॅटोमायझर म्हणून वापरले जाणारे पाणी समुद्राचे पाणी, नळाचे पाणी किंवा डिस्टिल्ड वॉटरसारखे सहज उपलब्ध पाणी असू शकते. पर्यायीरित्या, पाण्यात अशुद्धता टाळण्यासाठी, पाण्यात हे देखील समाविष्ट असू शकते:

कच्च्या पाण्याचे शुद्धीकरण, निर्जंतुकीकरण आणि डीआयोनायझेशनद्वारे शुद्धीकरण करून शुद्ध केलेले द्रव पाणी मिळवले जाते. गॅसिफिकेशननंतर वापरकर्त्याच्या अणुकरणाद्वारे धातूची पावडर तयार करण्यासाठी द्रव पाण्याचा वापर अॅटोमायझर म्हणून केला जातो, जो पाणी, ऑक्सिजन इत्यादींमधील अशुद्धता कणांना धातूमध्ये ऑक्सिडेशनपासून प्रभावीपणे रोखू शकतो. शिवाय, तयार करण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान प्राप्त झालेल्या धातूच्या पावडरचे अपरिहार्य आंशिक ऑक्सिडेशन टाळण्यासाठी, धातूची पावडर मिळवल्यानंतर, त्यात रिडक्शन रिअॅक्शनद्वारे धातूच्या पावडरचे उपचार समाविष्ट असू शकतात. विशेषतः, विशिष्ट प्रतिक्रिया परिस्थितीत रिडक्शन रिअॅक्शन तयार करण्यासाठी धातूची पावडर रिड्यूसिंग गॅसमध्ये देखील मिसळली जाऊ शकते आणि शेवटी अधिक शुद्ध धातूची पावडर मिळवता येते. अनियंत्रित अवतारावर आधारित, शोधाच्या आणखी एका विशिष्ट अवतारात, शोधात पुढील गोष्टींचा समावेश असू शकतो: 1.1 mpa पेक्षा कमी नसलेल्या आणि अॅटोमायझरच्या उकळत्या बिंदू तापमानापेक्षा कमी नसलेल्या दाबाने, द्रव धातूचे वाष्पीकरण केलेल्या अॅटोमायझरद्वारे अणुकरण केले जाते. विशेषतः, जेव्हा वायूयुक्त अॅटोमायझर द्रव धातूचे बाष्पीभवन करते, तेव्हा अॅटोमायझर द्रवरूप होत नाही याची खात्री केली जाते. म्हणून, उच्च तापमान आणि उच्च दाबाच्या वातावरणात धातूचे अणुकरण करणे आवश्यक आहे. विशेषतः, अणुकरण १.१ mpa पेक्षा जास्त दाबाने आणि अणुमायझरच्या उकळत्या बिंदूपेक्षा जास्त तापमानावर केले जाऊ शकते. हे लक्षात घेतले पाहिजे की अणुमायझर पाणी असलेल्या अवतारांमध्ये १.१ mpa पेक्षा कमी दाब लागू केला जाऊ शकत नाही, परंतु इथेनॉलसारख्या पदार्थांसाठी ०.६ mpa किंवा ०.७ mpa चा दाब देखील लागू केला जाऊ शकतो.

पर्यायीरित्या, शोधाच्या दुसऱ्या विशिष्ट अवतारात, त्यात हे समाविष्ट असू शकते: धातूच्या द्रवाचे उच्च-दाब वायू अणुकरण केल्यानंतर, धातूची पावडर मिळवणे, स्प्रे ट्रेमधून सोडलेले वायूयुक्त एरोसोल पुनर्प्राप्त केले जातात. सामान्य तापमान आणि दाबावर अणुमायझर द्रव असल्याने, जेव्हा वायू अणुमायझर उच्च-तापमान आणि उच्च-दाब अणुमायझरमधून सोडला जातो, तेव्हा तापमान आणि दाब कमी होतो, अणुमायझर द्रवात द्रवरूप होऊ शकतो. वायूयुक्त पदार्थांपेक्षा ते पुनर्वापर करणे सोपे आहे, त्यामुळे खर्चात बचत होते. या तपशीलातील अवतारांचे वर्णन प्रगतीशील पद्धतीने केले आहे. प्रत्येक अवतार इतर अवतारांमधील फरक अधोरेखित करतो. प्रत्येक अवताराचे समान किंवा समान भाग एकमेकांना संदर्भित केले जातात. अवतार-उघड उपकरणासाठी, वर्णन सोपे आहे कारण ते पद्धती विभागात वर्णन केल्याप्रमाणे अवतार-उघड पद्धतीशी संबंधित आहे. शोधाने प्रदान केलेल्या अणुमायझेशनद्वारे धातू पावडर तयार करण्याची पद्धत तपशीलवार सादर केली आहे. या पेपरमध्ये, शोधाचे तत्व आणि अंमलबजावणी विशिष्ट उदाहरणांद्वारे वर्णन केले आहे, जे केवळ पद्धत आणि त्याची मुख्य कल्पना समजून घेण्यास मदत करण्यासाठी वापरले जातात. हे लक्षात घेतले पाहिजे की तांत्रिक क्षेत्रातील सामान्य तांत्रिक कर्मचाऱ्यांसाठी शोधाच्या तत्त्वापासून वेगळे न होता शोध सुधारला आणि सुधारला जाऊ शकतो, या सुधारणा आणि सुधारणा देखील शोधाच्या दाव्यांच्या संरक्षणाच्या कक्षेत येतात.