Technológia výroby kovového prášku

Vynález sa týka spôsobu a postupu prípravy kovového prášku atomizáciou.

Technológia na pozadí

V 20. rokoch 19. storočia sa na výrobu práškových neželezných kovov používala vzdušná atomizácia a v 50. a 60. rokoch 20. storočia sa široko používala na výrobu kovových a zliatinových práškov. Koncom 70. a začiatkom 80. rokov 20. storočia s rozvojom počítačovej technológie a moderných riadiacich technológií vstúpila atomizácia do obdobia intenzívneho rozvoja. V súčasnosti je konvenčnou schémou plynovej atomizácie použitie kvapalného plynu, ako je kvapalný dusík alebo kvapalný argón, po zahriatí a splyňovaní sa kvapalný kov rozprašuje na častice pomocou vysokoteplotného a vysokotlakového plynu zameraného na vysokotlakový plyn. V súčasnosti sa pri plynovej atomizácii viac používa inertný plyn alebo vysokotlakový vzduch. Nevýhodou je prechod z inertného plynu na kvapalný a následne na tlakový plyn, čo zvyšuje náklady a zvyšuje nebezpečenstvo prepravy.

Cieľom vynálezu je poskytnúť spôsob prípravy kovového prášku atomizáciou a rieši problém vysokých nákladov na prípravu kovového prášku atomizáciou. Na vyriešenie technického problému vynález poskytuje spôsob prípravy kovového prášku atomizáciou, ktorý zahŕňa nasledujúce kroky: kvapalný atomizér sa predhreje a odparí, čím sa získa plynný atomizér, pričom atomizér je kvapalný v atmosfére s teplotou 10 °C až 30 °C, a kovový prášok sa získa prechodom plynného atomizéra do misky atomizéra a vykonaním plynovej atomizácie kovovej kvapaliny. Atomizovaná látka je látka s bodom varu v rozmedzí od 50 °C do 200 °C. Rozprašovačom je etanol alebo zmes etanolu a vody. Rozprašovačom je voda a predtým, ako sa kvapalný atomizér vopred natlakuje, zahreje a splyní, atomizér tiež zahŕňa nasledujúce kroky: destiláciu a odstránenie kyslíka, sterilizáciu a deionizáciu surovej vody, čím sa získa vyčistená kvapalná voda. Surová voda je akákoľvek voda z vodovodu, morská voda alebo destilovaná voda. Plynová atomizácia kovovej kvapaliny zahŕňa: Pri tlaku najmenej 1,1 MPa a pri teplote najmenej bodu varu rozprašovača sa kovová kvapalina rozprašuje odpareným rozprašovačom.

Po rozprášení kovovej kvapaliny plynom a získaní kovového prášku zahŕňa proces redukcie kovového prášku aj nasledujúce kroky. Po rozprášení kovovej kvapaliny plynom za účelom získania kovového prášku sa rozprášený plyn vypúšťaný z rozprašovacej misky s rozprašovačom regeneruje. Predložený vynález poskytuje spôsob prípravy kovových práškov rozprašovaním kvapalnej látky v atmosfére s teplotou od 10 °C do 30 °C, aerosóly majú kvapalný stav. V porovnaní s inertným plynom a dusíkom, ktoré sú pri normálnej teplote a tlaku plynné, vynález nevyžaduje skvapalňovanie rozprášeného materiálu z plynného stavu, čím sa znižujú náklady na získanie kvapalného rozprášeného materiálu; pri normálnej teplote a tlaku je rozprašovač kvapalný, takže v procese prepravy nie je potrebná vysokotlaková doprava, čo znižuje náklady na prepravu a nebezpečenstvo rozprašovača. Stručne povedané, spôsob prípravy kovového prášku rozprašovaním podľa vynálezu môže výrazne znížiť náklady na materiál rozprášeného materiálu, čím sa znižujú náklady na prípravu kovového prášku. Pre jasnejší obraz technickej schémy uskutočnenia vynálezu alebo predchádzajúceho stavu techniky je nižšie uvedený stručný opis výkresov potrebných na použitie v uskutočnení alebo opise predchádzajúceho stavu techniky. Priložené výkresy opísané nižšie sú len niektorými uskutočneniami predloženého vynálezu a ďalšie priložené výkresy je možné získať bez tvorivej práce bežných technikov v tejto oblasti. Obr.

Obrázok 1 znázorňuje blokovú schému spôsobu prípravy kovového prášku atomizáciou a Obrázok 2 znázorňuje schému lokálnej štruktúry atomizačnej veže.

Aby ľudia v technickej oblasti lepšie pochopili schému vynálezu, je nasledujúci text podrobnejšie vysvetlený s priloženými výkresmi a konkrétnym uskutočnením. Je zrejmé, že opísané uskutočnenia sú iba časťou uskutočnení vynálezu, nie všetkými. Na základe uskutočnení vynálezu spadajú do rozsahu ochrany vynálezu všetky ostatné uskutočnenia získané bežnými technikmi v danej oblasti bez vykonania tvorivej práce. Ako je znázornené na obr. 1, obr. 1 poskytuje blokovú schému spôsobu prípravy kovového prášku atomizáciou, ktorý je poskytnutý v uskutočnení vynálezu, ktorý môže zahŕňať: Krok S1: predbežné odparovanie kvapalného atomizéra pod tlakom, aby sa získal plynný atomizér. Rozprašovač v tomto uskutočnení sa vzťahuje na látku, ktorá je kvapalná pri normálnej teplote a tlaku. Konkrétne by to mohla byť látka, ktorá je kvapalná v atmosfére s teplotou 10 °C až 30 °C. Krok S2: plynný atomizér sa zavedie do rozprašovacej misky a kovová kvapalina sa atomizuje plynom, aby sa získal kovový prášok.

Treba poznamenať, že keďže sa na atomizáciu tekutého kovu používa plyn, plynný stav rozprašovača by sa mal zachovať aj pri jeho zavádzaní do rozprašovacej misky; okrem toho, keď sa rozprašovač používa na atomizáciu tekutého kovu, rozprašovač rozprašuje tekutý kov pri vysokom tlaku, čo je podobné konvenčnej atomizácii na prípravu kovového prášku. Ako je znázornené na obr. 2, obr. 2 poskytuje schematický diagram lokálnej štruktúry rozprašovacej misky podľa vynálezu. V procese atomizácie kovu prúdi kvapalný kov 2 nadol zo smeru nad rozprašovacou doskou 1; súčasne sa rozprašovací plyn rozprašuje cez tryskový kanál 3 na oboch stranách prúdiaceho kvapalného kovu 2, čím vzniká náraz na kvapalný kov 2, čo následne vytvára kovový prášok. Väčšina rozprašovaných plynov, ktoré sa v súčasnosti používajú, je dusík alebo iné inertné plyny. Tento plyn sa však pri priemyselnej doprave často musí najskôr ochladiť a stlačiť na kvapalinu pri nízkej teplote a vysokom tlaku. Po prvé, skvapalňovanie kvapalného dusíka alebo kvapalného inertného plynu, ktorý je pri normálnej teplote a tlaku plynný, je relatívne drahé a je tiež nákladné udržiavať kvapalný dusík v skvapalnenom stave počas prepravy, čoho výsledkom je zvýšenie nákladov na rozprašovač, čo následne vedie k vyšším nákladom na kovový prášok. V predloženom vynáleze sa látka, ktorá je pri normálnej teplote a tlaku kvapalná, priamo používa ako rozprašovač a je ľahšie ju získať ako látku, ktorá je pri normálnej teplote a tlaku plynná a nevyžaduje skvapalňovanie. Vynález znižuje obstarávacie náklady na rozprašovač a nevyžaduje si prepravu pri vysokom tlaku a nízkej teplote. Rozprašovač použitý vo vynáleze preto môže výrazne znížiť náklady na jeho získanie, a tým aj náklady na prípravu kovového prášku rozprašovaním.

Voliteľne, v konkrétnom uskutočnení vynálezu, môže byť rozprašovačom voda, etanol alebo zmes vody a etanolu, okrem iného. Vzhľadom na rozprašovanie kovového prášku v príprave je potrebné konečnú rozprašovaciu fázu odpariť. Preto, aby sa znížili náklady na odparovanie kvapalných aerosólov na plynné aerosóly, môžu sa ako aerosóly použiť látky s relatívne nízkym bodom varu. Samozrejme, je pochopiteľné, že ich bod varu by nemal byť príliš nízky, inak sú prchavejšie. Preto v inom konkrétnom uskutočnení vynálezu môže rozprašovaný materiál ďalej obsahovať látku s bodom varu v rozmedzí od 50 °C do 200 °C. Rozprašovač s vyšším bodom varu samozrejme nie je vo vynáleze vylúčený a rozprašovač s bodom varu 50 °C až 200 °C v tomto uskutočnení je výhodnejším uskutočnením, pričom vynález môže znížiť náklady na odparovanie rozprašovanej kvapaliny. V inom konkrétnom uskutočnení vynálezu môže byť rozprašovačom voda. Treba poznamenať, že cena vody je v porovnaní s inými látkami relatívne nízka. Náklady na rozprašovač sa dajú výrazne znížiť. Okrem toho, voda použitá ako rozprašovač v tomto uskutočnení môže byť ľahko dostupná voda, ako je morská voda, voda z vodovodu alebo destilovaná voda. Alternatívne, aby sa predišlo nečistotám vo vode, voda môže tiež obsahovať:

Surová voda sa čistí destiláciou, sterilizáciou a deionizáciou, čím sa získa vyčistená kvapalná voda. Kvapalná voda sa používa ako rozprašovač na prípravu kovového prášku jeho rozprašovaním po splyňovaní, čo môže účinne zabrániť oxidácii nečistôt vo vode, kyslíka atď. na kov. Okrem toho, aby sa zabránilo nevyhnutnej čiastočnej oxidácii získaného kovového prášku počas procesu prípravy, po získaní kovového prášku môže byť kovový prášok ďalej ošetrený redukčnou reakciou. Konkrétne sa kovový prášok môže zmiešať aj s redukčným plynom, aby sa za určitých reakčných podmienok vyvolala redukčná reakcia a nakoniec sa získal čistejší kovový prášok. Na základe ľubovoľného uskutočnenia môže vynález v ďalšom špecifickom uskutočnení ďalej zahŕňať: Pri tlaku nie menšom ako 1,1 MPa a nie nižšom ako je teplota varu rozprašovača sa kvapalný kov rozprašuje odpareným rozprašovačom. Konkrétne, keď plynný rozprašovač odparuje kvapalný kov, je zabezpečené, že rozprašovač neskvapalní. Preto je potrebné vykonávať rozprašovanie kovu v prostredí s vysokou teplotou a vysokým tlakom. Rozprašovanie sa môže vykonávať najmä pri tlaku vyššom ako 1,1 mpa a pri teplote vyššej ako je bod varu rozprašovača. Treba poznamenať, že v uskutočneniach, kde je rozprašovačom voda, sa môže použiť tlak nie nižší ako 1,1 mpa, ale pre látky, ako je etanol, sa môže použiť aj tlak 0,6 mpa alebo 0,7 mpa.

Voliteľne, v ďalšom špecifickom uskutočnení vynálezu môže ďalej zahŕňať: po atomizácii kovovej kvapaliny vysokotlakovým plynom, čím sa získa kovový prášok, sa plynné aerosóly vypúšťané z rozprašovacej misky zachytávajú. Pretože rozprašovač je pri normálnej teplote a tlaku kvapalný, keď sa plynový rozprašovač vypúšťa z vysokoteplotného a vysokotlakového rozprašovača, teplota a tlak klesajú, rozprašovač sa môže skvapalniť na kvapalinu. Je jednoduchšie recyklovať ho ako plynné látky, čím sa ďalej šetria náklady. Uskutočnenia v tejto špecifikácii sú opísané postupne. Každé uskutočnenie zdôrazňuje rozdiely od ostatných uskutočnení. Rovnaké alebo podobné časti každého uskutočnenia sú na seba odkazované. Pre zariadenie s odhaleným uskutočnením je opis jednoduchý, pretože zodpovedá metóde s odhaleným uskutočnením, ako je opísané v časti metódy. Spôsob prípravy kovového prášku atomizáciou poskytovaný vynálezom je podrobne predstavený. V tomto článku sú princíp a implementácia vynálezu opísané na konkrétnych príkladoch, ktoré slúžia len na pochopenie metódy a jej základnej myšlienky. Treba zdôrazniť, že vynález je možné vylepšiť a upraviť bez toho, aby bol pre bežného technického pracovníka v technickej oblasti oddelený od princípu vynálezu, pričom tieto vylepšenia a úpravy tiež spadajú do rozsahu ochrany nárokov vynálezu.