Tehnologia de fabricare a pulberii metalice

Invenția se referă la o metodă și un procedeu de preparare a pulberii metalice prin atomizare.

Tehnologie de fundal

În anii 1820, atomizarea cu aer era utilizată pentru a produce pulberi metalice neferoase, iar în anii 1950 și 1960, a fost utilizată pe scară largă pentru producerea de pulberi metalice și aliaje. La sfârșitul anilor 1970 și începutul anilor 1980, odată cu dezvoltarea tehnologiei informatice și a tehnologiei moderne de control, atomizarea a intrat într-o perioadă de dezvoltare viguroasă. În prezent, schema convențională de atomizare a gazului constă în utilizarea gazului lichid, cum ar fi azotul lichid, argonul lichid, după încălzirea gazificării, utilizând gaz de înaltă temperatură și presiune, direcționat către metalul lichid, atomizarea metalului în particule. În prezent, atomizarea cu gaz utilizează mai mult gaz inert sau aer de înaltă presiune etc., dezavantajul fiind transformarea gazului inert în gaz lichid și apoi presiunea, creșterea costurilor și transportul periculos.

Invenția își propune să ofere o metodă de preparare a pulberii metalice prin atomizare și rezolvă problema costului ridicat al preparării pulberii metalice prin atomizare. Pentru a rezolva problema tehnică, invenția oferă o metodă de preparare a pulberii metalice prin atomizare, care cuprinde următoarele etape: un atomizor lichid este preîncălzit și vaporizat pentru a obține un atomizor gazos, în care atomizorul este lichid la o atmosferă de 10°C-30°C, iar pulberea metalică este obținută prin trecerea atomizorului gazos în tava atomizorului și efectuarea unei atomizări gazoase a lichidului metalic. Substanța atomizată este o substanță cu un punct de fierbere în intervalul 50°C - 200°C. În acest caz, nebulizatorul este etanol sau nebulizatorul este un amestec de etanol și apă. Atomizatorul este apă, iar înainte ca atomizorul lichid să fie presurizat, încălzit și gazificat în prealabil, atomizorul cuprinde, de asemenea, următoarele etape: distilarea și îndepărtarea oxigenului, sterilizarea și deionizarea apei brute, pentru a obține apă lichidă purificată. Apa brută este orice apă din apa de la robinet, apa de mare sau apa distilată. Atomizarea gazoasă a lichidului metalic include: La o presiune de cel puțin 1,1 mpa și la o temperatură de cel puțin punctul de fierbere al atomizorului, lichidul metalic este atomizat de atomizorul vaporizat.

După atomizarea lichidului metalic sub formă de gaz și obținerea pulberii metalice, procesul de reducere a pulberii metalice cuprinde și următorii pași. După atomizarea lichidului metalic sub formă de gaz pentru obținerea pulberii metalice, atomizarea gazoasă evacuată din tava de pulverizare este recuperată. Prezenta invenție oferă o metodă de preparare a pulberilor metalice prin atomizarea unei substanțe lichide la o atmosferă de 10°C până la 30°C, aerosolii prezentând o stare lichidă. Comparativ cu gazul inert și azotul, care sunt gazoase la temperatură și presiune normale, invenția nu necesită lichefiere a materialului atomizat din stare gazoasă, reducând astfel costul de obținere a materialului atomizat lichid; La temperatură și presiune normale, atomizorul este lichid, deci transportul la presiune înaltă nu este necesar în procesul de transport, ceea ce reduce costul de transport și pericolul atomizorului. Pe scurt, metoda de preparare a pulberii metalice prin atomizare prevăzută de invenție poate reduce considerabil costul materialului atomizat, reducând astfel costul de preparare a pulberii metalice. Pentru a oferi o imagine mai clară a schemei tehnice a modului de realizare a invenției sau a stadiului tehnicii, mai jos este prezentată o scurtă descriere a desenelor necesare a fi utilizate în acest mod de realizare sau în descrierea stadiului tehnicii, desenele atașate descrise mai jos fiind doar câteva exemple de realizare ale prezentei invenții, iar alte desene atașate pot fi obținute fără efort creativ pentru tehnicienii obișnuiți din acest domeniu. Fig.

Figura 1 prezintă diagrama de flux a metodei de preparare a pulberii metalice prin atomizare, iar Figura 2 prezintă diagrama structurii locale a unui turn de atomizare.

Pentru a facilita o mai bună înțelegere a schemei invenției de către specialiștii în domeniul tehnic, următoarele sunt explicate în detaliu cu ajutorul desenelor atașate și al variantei de realizare specifice. Evident, variantele de realizare descrise reprezintă doar o parte din variantele de realizare ale invenției, nu toate. Pe baza variantelor de realizare ale invenției, toate celelalte variante de realizare obținute de tehnicienii obișnuiți în domeniu, fără a efectua lucrări creative, intră în domeniul de protecție al invenției. După cum se arată în Fig. 1, fig. 1 prezintă o diagramă de flux a unei metode de preparare a unei pulberi metalice prin atomizare prevăzută într-o variantă de realizare a invenției, care poate include: Etapa S1: pre-vaporizarea unui atomizor lichid sub presiune, pentru a obține un atomizor gazos. Nebulizatorul în această variantă de realizare se referă la o substanță lichidă la temperatură și presiune normale. Mai exact, ar putea fi o substanță lichidă la o atmosferă de 10 °C până la 30 °C. Etapa S2: atomizorul gazos este introdus în tava de pulverizare a atomizării, iar lichidul metalic este atomizat cu gaz pentru a obține pulberea metalică.

Trebuie menționat că, deoarece se utilizează un gaz pentru atomizarea unui metal lichid, starea gazoasă a atomizorului trebuie menținută atunci când acesta este introdus în tava de pulverizare; în plus, atunci când atomizorul este utilizat pentru atomizarea metalului lichid, atomizorul este utilizat pentru a pulveriza metalul lichid la presiune ridicată, ceea ce este similar cu atomizarea convențională pentru prepararea pulberii metalice. După cum se arată în fig. 2, fig. 2 oferă o diagramă schematică a structurii locale a unei tăvi de pulverizare atomizatoare conform variantei de realizare a invenției. În procesul de atomizare a metalului, lichidul metalic 2 curge în jos din direcția de deasupra plăcii de pulverizare a atomizării 1; în același timp, gazul de atomizare este pulverizat prin canalul de jet 3 pe ambele părți ale lichidului metalic 2 care curge în jos, producându-se un impact asupra lichidului metalic 2, care la rândul său produce un metal pulverulent. Majoritatea gazelor atomizate utilizate în prezent sunt azot sau alte gaze inerte. Dar acest gaz în transportul industrial este adesea necesar să se răcească, fiind mai întâi comprimat într-un lichid, în transportul la temperatură joasă și presiune înaltă. În primul rând, lichefierea azotului lichid sau a gazului inert lichid, care este gazos la temperatură și presiune normale, este relativ costisitoare și, de asemenea, este costisitoare menținerea azotului lichid lichefiat în timpul transportului, ceea ce duce la creșterea costului atomizorului, ceea ce duce la un cost mai mare al pulberii metalice. În prezenta invenție, o substanță lichidă la temperatură și presiune normale este utilizată direct ca atomizor și este mai ușor de obținut decât o substanță gazoasă la temperatură și presiune normale și nu necesită lichefiere. Invenția reduce costul de achiziție al atomizorului și nu necesită utilizarea transportului la presiune înaltă și temperatură joasă în procesul de transport. Prin urmare, atomizorul utilizat în invenție poate reduce considerabil costul de obținere a atomizorului, reducând astfel costul de preparare a pulberii metalice prin atomizare.

Opțional, într-o formă de realizare specifică a invenției, atomizorul poate fi apă, etanol sau un amestec de apă și etanol, printre altele. Având în vedere că atomizarea pulberii metalice în preparat necesită vaporizarea finală a atomizării. Prin urmare, pentru a reduce costul vaporizării aerosolilor lichizi în aerosoli gazoși, se pot utiliza ca aerosoli substanțe cu un punct de fierbere relativ scăzut. Desigur, este de înțeles că punctul lor de fierbere nu ar trebui să fie prea scăzut, altfel este mai volatil. Prin urmare, într-o altă formă de realizare specifică a invenției, materialul atomizat poate include în plus o substanță cu un punct de fierbere în intervalul 50°C - 200°C. Desigur, nebulizatoarele cu punct de fierbere mai ridicat nu sunt excluse în invenție, iar nebulizatoarele cu un punct de fierbere de 50°C - 200°C din această formă de realizare sunt o formă de realizare mai preferată, invenția putând reduce costul vaporizării lichidului atomizat. Într-o altă formă de realizare specifică a invenției, atomizorul poate fi apă. Trebuie menționat că prețul apei este relativ scăzut în comparație cu alte substanțe. Costul atomizorului poate fi redus în mare măsură. În plus, apa utilizată ca atomizor în această variantă de realizare poate fi apă ușor accesibilă, cum ar fi apa de mare, apa de la robinet sau apa distilată. Alternativ, pentru a evita impuritățile din apă, apa poate include și:

Apa brută este purificată prin distilare, sterilizare și deionizare pentru a obține apa lichidă purificată. Apa lichidă este utilizată ca atomizor pentru a prepara pulberea metalică prin atomizare după gazificare, ceea ce poate preveni eficient oxidarea particulelor de impurități din apă, oxigen etc. în metal. În plus, pentru a evita oxidarea parțială inevitabilă a pulberii metalice obținute în timpul procesului de preparare, după obținerea pulberii metalice, se poate include în plus tratarea pulberii metalice printr-o reacție de reducere. În particular, pulberea metalică poate fi amestecată și cu gaz reducător pentru a produce o reacție de reducere în anumite condiții de reacție și, în final, pentru a obține o pulbere metalică mai pură. Pe baza unei variante de realizare arbitrare, într-o altă variantă de realizare specifică a invenției, invenția poate include în plus: La o presiune de cel puțin 1,1 mpa și de cel puțin temperatura punctului de fierbere a atomizorului, metalul lichid este atomizat de un atomizor vaporizat. Mai exact, atunci când un atomizor gazos vaporizează un metal lichid, se asigură că atomizorul nu se lichefiază. Prin urmare, este necesar să se efectueze atomizarea metalului în medii cu temperatură și presiune ridicată. În particular, atomizarea poate fi efectuată la o presiune mai mare de 1,1 mpa și la o temperatură mai mare decât punctul de fierbere al atomizorului. Trebuie menționat că o presiune de cel puțin 1,1 mpa poate fi aplicată în exemplele de realizare în care atomizorul este apă, dar o presiune de 0,6 mpa sau 0,7 mpa poate fi aplicată și pentru substanțe precum etanolul.

Opțional, într-o altă formă de realizare specifică a invenției, aceasta poate include în plus: în urma atomizării cu gaz de înaltă presiune a unui lichid metalic, obținându-se o pulbere metalică, aerosolii gazoși evacuați din tava de pulverizare sunt recuperați. Deoarece atomizorul este lichid la temperatură și presiune normale, atunci când atomizorul de gaz este evacuat din atomizorul de temperatură înaltă și presiune înaltă, temperatura și presiunea scad, atomizorul se poate lichefia în lichid. Este mai ușor de reciclat decât substanțele gazoase, economisind astfel și mai mult costurile. Formele de realizare din această specificație sunt descrise într-un mod progresiv. Fiecare formă de realizare evidențiază diferențele față de celelalte forme de realizare. Porțiuni identice sau similare din fiecare formă de realizare se referă între ele. Pentru un dispozitiv expus în forma de realizare, descrierea este simplă deoarece corespunde metodei expuse în forma de realizare, așa cum este descrisă în secțiunea de metode. Metoda de preparare a pulberii metalice prin atomizare prevăzută de invenție este introdusă în detaliu. În această lucrare, principiul și implementarea invenției sunt descrise prin exemple specifice, care sunt utilizate doar pentru a ajuta la înțelegerea metodei și a ideii sale centrale. Trebuie subliniat faptul că invenția poate fi îmbunătățită și modificată fără a fi separată de principiul invenției pentru personalul tehnic obișnuit din domeniul tehnic, aceste îmbunătățiri și modificări intrând, de asemenea, în sfera de protecție a revendicărilor invenției.