CN109482896A - 真空半连续气雾化制粉炉 - Google Patents

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CN109482896A CN201910062553.2A CN201910062553A CN109482896A CN 109482896 A CN109482896 A CN 109482896A CN 201910062553 A CN201910062553 A CN 201910062553A CN 109482896 A CN109482896 A CN 109482896A
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李建军
孙足来
宋青竹
张哲魁
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Abstract

本发明属于真空感应气雾化制粉设备领域，尤其涉及一种真空半连续气雾化制粉炉，包括平台（6）；其特征在于，在所述平台（6）上分别设有炉体组件（1）、雾化室（2）、收粉组件（3）、真空组件（4）及转塔组件（5）；所述炉体组件（1）固定设于雾化室（2）之上；所述炉体组件（1）的腔体经第一隔离阀（7）与雾化室（2）的腔体相通；所述真空组件（4）的真空管路端口分别与炉体组件（1）及雾化室（2）的腔体相通；所述转塔组件（5）与炉体组件（1）相接；所述收粉组件（3）的收粉端口与雾化室（2）底部出粉口相通。本发明结构简单，空间利用率高，可靠性好，加热速度快，清洁无污染。

Description

真空半连续气雾化制粉炉
技术领域
本发明属真空感应气雾化制粉设备领域，尤其涉及感应加热式真空半连续气雾化制粉炉。
背景技术
真空感应气雾化制粉炉是利用感应加热的方式将金属原料熔化，然后将熔融的液体倒入保温坩埚中，通过高压气体快速膨胀获得的动能将钢液吹散，获得金属粉末。
由于每雾化一炉次，都需要将炉体打开，向加热坩埚中装料，并清理保温坩埚，以及检查喷盘、流道情况，但目前制粉炉熔炼室和雾化室相连通，每装一次料都需要破坏炉内气氛，导致炉内惰性气体的浪费以及降低生产效率。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单，空间利用率高，可靠性好，加热速度快，清洁无污染的真空半连续气雾化制粉炉。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种真空半连续气雾化制粉炉，包括平台；在所述平台上分别设有炉体组件、雾化室、收粉组件、真空组件及转塔组件；所述炉体组件固定设于雾化室之上；所述炉体组件的腔体经第一隔离阀与雾化室的腔体相通；所述真空组件的真空管路端口分别与炉体组件及雾化室的腔体相通；所述转塔组件与炉体组件相接；所述收粉组件的收粉端口与雾化室底部出粉口相通。
作为一种优选方案，本发明所述炉体组件包括炉盖、侧炉门、坩埚翻转机构、保温加热器、喷盘及第一隔离阀；在所述炉盖上设有转塔组件工作孔；在所述转塔组件工作孔上设有第二隔离阀；所述喷盘固定设于保温加热器的下部；所述第一隔离阀置于喷盘的下部；所述坩埚翻转机构的出料口与保温加热器的入料口相对应。
进一步地，本发明所述坩埚翻转机构包括感应加热线圈、加热坩埚、翻转轴、导电铜排、导电铜辫及液压缸；所述加热坩埚置于感应加热线圈内，形成感应加热组件；所述液压缸固定设于炉体组件上，其工作端与翻转轴铰接；所述翻转轴一端与感应加热组件固定相接；所述感应加热线圈与翻转轴内外极相连接，通过导电铜辫和导电铜排将加热电源电流导入感应加热线圈中；所述翻转轴通过液压缸驱动感应加热组件翻转；将熔融钢液置入保温坩埚中。
进一步地，本发明所述保温加热器包括保温坩埚、保温线圈、石墨环及流道；所述石墨环及保温坩埚分别设于保温线圈内；所述保温线圈通过引电铜排与保温电源相连接，并将保温电源电流转化至石墨环中产生涡流电；所述流道一端与保温坩埚的底部出料口相接，另一端插入所述喷盘中。
进一步地，本发明所述雾化室包括雾化筒与锥筒；所述雾化筒上端与炉体组件底部相接；所述雾化筒下端与锥筒上端固定相接；所述锥筒下端出料口与收粉组件入料口相通。
进一步地，本发明所述收粉组件包括旋风收粉器、弯管、收粉罐、换热器、布袋除尘器及风机；所述弯管出料口与旋风收粉器入料口相通；所述旋风收粉器的底部出料口与收粉罐顶部入料口相通；所述旋风收粉器的顶部出气口与换热器的入气口相通；所述换热器的出气口与布袋除尘器的入气口相通；所述布袋除尘器的出气口接风机的入气口。
进一步地，本发明所述弯管的端部呈135°角。
进一步地，本发明所述转塔组件包括测温取样仓、二次加料仓及旋转升降机构；所述测温取样仓及二次加料仓固定设于旋转升降机构之上。
进一步地，本发明所述旋转升降机构采用液压升降结构；所述第一隔离阀采用斜块提升结构。
进一步地，本发明所述真空组件包括2台H150滑阀泵、1台ZJP1200罗茨泵、一台ZJP2500罗茨泵机组和1台ZL400油增压泵、真空挡板阀及除尘罐。
本发明结构简单，空间利用率高，可靠性好，与现有技术相比，本发明具有如下特点。
1、保温系统采用感应加热方式，加热速度快，清洁无污染。
2、隔离阀采用斜块提升密封方式，结构简单，可靠度高。
3、雾化筒下方无收粉罐，采用135°弯管输送气体粉末，加长气体粉末流通距离，加大气体粉末流通时间，有利于粉末球形化及粉末降温。
4、炉体系统可承受表压一个压，在此气氛下，钢液倒入保温坩埚中可顺利流出流道雾化。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明整体结构示意图。
图3为本发明整体结构示意图。
图4为本发明侧视图。
图5为本发明炉体组件结构示意图。
图6为本发明真空组件结构示意图。
图7为本发明转塔组件结构示意图。
图8为本发明收粉组件结构示意图。
图中：1、炉体组件；2、雾化室；3、收粉组件；4、真空组件；5、转塔组件；6、平台；7、第一隔离阀；8、炉盖；9、侧炉门；10、坩埚翻转机构；11、保温加热器；12、喷盘；13、转塔组件工作孔；14、第二隔离阀；15、感应加热线圈；16、加热坩埚；17、翻转轴；18、导电铜排；19、导电铜辫；20、液压缸；21、保温坩埚；22、保温线圈；23、旋风收粉器；24、弯管；25、换热器；26、收粉罐；27、布袋除尘器；28、风机；29、测温取样仓；30、二次加料仓；31、旋转升降机构；32、H150滑阀泵；33、ZJP1200罗茨泵；34、ZJP2500罗茨泵机组；35、ZL400油增压泵；36、真空挡板阀；37、除尘罐。
具体实施方式
如图所示，一种真空半连续气雾化制粉炉包括平台6；在所述平台6上分别设有炉体组件1、雾化室2、收粉组件3、真空组件4及转塔组件5；所述炉体组件1固定设于雾化室2之上；所述炉体组件1的腔体经第一隔离阀7与雾化室2的腔体相通；所述真空组件4的真空管路端口分别与炉体组件1及雾化室2的腔体相通；所述转塔组件5与炉体组件1相接；所述收粉组件3的收粉端口与雾化室2底部出粉口相通。
参见图1～3及图5所示，本发明所述炉体组件1包括炉盖8、侧炉门9、坩埚翻转机构10、保温加热器11、喷盘12及第一隔离阀7；在所述炉盖8上设有转塔组件工作孔13；在所述转塔组件工作孔13上设有第二隔离阀14；所述喷盘12固定设于保温加热器11的下部；所述第一隔离阀7置于喷盘12的下部；所述坩埚翻转机构10的出料口与保温加热器11的入料口相对应。
参见图1～3及图5所示，本发明所述坩埚翻转机构10包括感应加热线圈15、加热坩埚16、翻转轴17、导电铜排18、导电铜辫19及液压缸20；所述加热坩埚16置于感应加热线圈15内，形成感应加热组件；所述液压缸20固定设于炉体组件1上，其工作端与翻转轴17铰接；所述翻转轴17一端与感应加热组件固定相接；所述感应加热线圈15与翻转轴17内外极相连接，通过导电铜辫19和导电铜排18将加热电源电流导入感应加热线圈15中；所述翻转轴17通过液压缸20驱动感应加热组件翻转；将熔融钢液置入保温坩埚中。
参见图1～3及图5所示，本发明所述保温加热器11包括保温坩埚21、保温线圈22、石墨环及流道；所述石墨环及保温坩埚21分别设于保温线圈22内；所述保温线圈22通过引电铜排与保温电源相连接，并将保温电源电流转化至石墨环中产生涡流电；所述流道一端与保温坩埚21的底部出料口相接，另一端插入所述喷盘12中。
参见图1～3及图4所示，本发明所述雾化室2包括雾化筒201与锥筒202；所述雾化筒201上端与炉体组件1底部相接；所述雾化筒201下端与锥筒上端固定相接；所述锥筒下端出料口与收粉组件3入料口相通。
参见图1～3及图8所示，本发明所述收粉组件3包括旋风收粉器23、弯管24、收粉罐26、换热器25、布袋除尘器27及风机28；所述弯管24出料口与旋风收粉器23入料口相通；所述旋风收粉器23的底部出料口与收粉罐26顶部入料口相通；所述旋风收粉器23的顶部出气口与换热器25的入气口相通；所述换热器25的出气口与布袋除尘器27的入气口相通；所述布袋除尘器27的出气口接风机28的入气口。
参见图8所示，本发明所述弯管24的端部呈135°角。
参见图1～3及图7所示，本发明所述转塔组件5包括测温取样仓29、二次加料仓30及旋转升降机构31；所述测温取样仓29及二次加料仓30固定设于旋转升降机构31之上。
参见图1～3及图7所示，本发明所述旋转升降机构31采用液压升降结构；所述第一隔离阀7采用斜块提升结构。
参见图1～3及图6所示，本发明所述真空组件4包括2台H150滑阀泵32、1台ZJP1200罗茨泵33、一台ZJP2500罗茨泵机组34和1台ZL400油增压泵35、真空挡板阀36及除尘罐37。
本发明真空半连续气雾化制粉炉在具体设计时包括炉体组件1、雾化室2、收粉组件3、真空组件4及转塔组件5；炉体组件1接在雾化室2上，上方炉盖与转塔组件5连接；炉体后方开口与真空组件的真空管路连接；所述雾化室落于平台上，与平台焊接靠平台支撑，雾化室中间开有真空口，与真空组件的真空管路连接；所述平台分上下三层，一层平台用于放操控柜、水路系统等，二层、三层平台用于人员操作，以及放置电源、气体加热器等。
本发明所述炉体组件包括炉盖、锁圈、侧炉门、坩埚翻转机构、保温加热器、喷盘、第一隔离阀等；所述炉盖上包括合金加料仓、观察窗、捣料机构、插板阀等；合金加料仓用于加入二次合金，用于调整钢液成分；捣料机构用于原料熔炼产生“架桥”现象时，将粘连在坩埚壁上的原料捣掉；第二隔离阀用于隔离转塔组件与炉体，使转塔组件中测温加料不破坏炉体气氛；所述锁圈可将炉盖与炉体锁住，即使在表压一个压的情况下也打不开；所述侧炉门与炉体铰接，可在清理、更换零件及维修时打开；所述坩埚翻转机构包括感应加热线圈、加热坩埚、翻转轴、导电铜排、导电铜辫及液压缸等；所述感应加热线圈与翻转轴内外极相连接，通过铜小辫和导电铜排将加热电源电流导入感应加热线圈中，在金属中产生涡流将金属加热；所述翻转轴通过液压缸驱动将熔融钢液倒入保温坩埚中，液压缸一端作用在炉体上，一端作用在翻转轴上；所述保温加热器包括保温坩埚、保温线圈、引电铜排、石墨环及流道等；所述保温线圈通过引电铜排与保温电源相连接，并将保温电源电流转化到石墨环中，产生涡流电，加热石墨环；所述流道一端与保温坩埚接触，另一端插入喷盘中，钢液通过流道流入喷盘中雾化；所述喷盘上方为保温坩埚，下方为第一隔离阀，喷盘先将气体压缩，然后使气体在雾化筒中迅速膨胀，获得动能，击碎钢液；所述第一隔离阀与炉体相接，上方为炉体组件，下方为雾化室，第一隔离阀可通过气缸打开和关闭，第一隔离阀的阀板运动靠阀体内部轨道限位，在轨道上设有斜块，当阀板运动到斜块上后有上移动作，在上阀盖与阀板间设有密封圈，这样阀板与上阀盖压紧，起到密封隔离炉体组件与雾化室。
本发明雾化室包括雾化筒与锥筒，雾化筒一端与炉体组件相连接，一端与锥筒连接，所述锥筒另一端与收粉组件相连接，钢液在雾化筒中雾化、球华以及冷却，并在气流的作用下通过锥筒进入到收粉组件中。
本发明收粉组件包括二级旋风收粉器、换热器、布袋除尘器、风机、135°弯管及相关管道组成，气流携带金属粉末经过135°弯管，然后通过二级旋风收粉器将粉末收集到收粉罐中，然后气体进入换热器冷却，通过布袋除尘器收集细小粉末，最后通过风机排入大气中。
本发明所述真空系统包括2台H150滑阀泵、1台ZJP1200罗茨泵、一台ZJP2500罗茨泵机组和1台ZL400油增压泵、真空挡板阀及除尘罐等。罗茨泵机组可分别对炉体系统以及雾化室进行抽真空，当真空度达到10-1Pa后，油增压泵开始对炉体系统抽真空，当真空度达到10-2Pa后，开始熔炼物料。
本发明所述转塔组件包括测温取样仓和二次加料仓；所述测温取样仓包括测温机构及取样机构，当钢液熔化后，可通过二次加料机构再次对钢液加料，当钢液熔炼稳定后，测温机构及取样机构分别对钢液进行测温及取样。
设备运行过程：真空组件对整个设备进行抽真空，当真空度合格后，熔炼电源给感应加热线圈供电，保温电源给保温线圈供电，感应加热线圈在金属中产生涡流对金属加热，保温线圈在石墨环中产生涡流加热石墨，当金属熔化后，将惰性气体充入设备中防止金属液体飞溅，当金属液体达到一定的过热度、保温坩埚达到一定的温度后，将金属液体倒入保温坩埚中，与此同时喷盘充入高压气体，对从流道中流出的金属液体进行雾化。
首先真空组件中罗茨泵机组对雾化室和熔炼室抽真空，当真空度达到10-1Pa后，关闭第一隔离阀，隔离雾化室和熔炼室，然后打开主阀油增压泵开始对熔炼室进行抽真空，当真空度达到10-2Pa后，启动加热电源和保温电源，开始对物料和石墨环进行加热，当物料全部熔化并达到一定过热度后，开始对雾化室和炉体熔炼室充气，并打开第一隔离阀，开启风机，压力平衡后，将溶液倒入保温坩埚中，随后即打开喷盘进气阀门，充入高压气体，开始雾化，雾化结束后，粉末冷却至少2小时，打开收粉罐，收取粉末。
应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种真空半连续气雾化制粉炉，包括平台（6）；其特征在于，在所述平台（6）上分别设有炉体组件（1）、雾化室（2）、收粉组件（3）、真空组件（4）及转塔组件（5）；所述炉体组件（1）固定设于雾化室（2）之上；所述炉体组件（1）的腔体经第一隔离阀（7）与雾化室（2）的腔体相通；所述真空组件（4）的真空管路端口分别与炉体组件（1）及雾化室（2）的腔体相通；所述转塔组件（5）与炉体组件（1）相接；所述收粉组件（3）的收粉端口与雾化室（2）底部出粉口相通。
2.根据权利要求1所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述炉体组件（1）包括炉盖（8）、侧炉门（9）、坩埚翻转机构（10）、保温加热器（11）、喷盘（12）及第一隔离阀（7）；在所述炉盖（8）上设有转塔组件工作孔（13）；在所述转塔组件工作孔（13）上设有第二隔离阀（14）；所述喷盘（12）固定设于保温加热器（11）的下部；所述第一隔离阀（7）置于喷盘（12）的下部；所述坩埚翻转机构（10）的出料口与保温加热器（11）的入料口相对应。
3.根据权利要求2所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述坩埚翻转机构（10）包括感应加热线圈（15）、加热坩埚（16）、翻转轴（17）、导电铜排（18）、导电铜辫（19）及液压缸（20）；所述加热坩埚（16）置于感应加热线圈（15）内，形成感应加热组件；所述液压缸（20）固定设于炉体组件（1）上，其工作端与翻转轴（17）铰接；所述翻转轴（17）一端与感应加热组件固定相接；所述感应加热线圈（15）与翻转轴（17）内外极相连接，通过导电铜辫（19）和导电铜排（18）将加热电源电流导入感应加热线圈（15）中；所述翻转轴（17）通过液压缸（20）驱动感应加热组件翻转；将熔融钢液置入保温坩埚中。
4.根据权利要求3所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述保温加热器（11）包括保温坩埚（21）、保温线圈（22）、石墨环及流道；所述石墨环及保温坩埚（21）分别设于保温线圈（22）内；所述保温线圈（22）通过引电铜排与保温电源相连接，并将保温电源电流转化至石墨环中产生涡流电；所述流道一端与保温坩埚（21）的底部出料口相接，另一端插入所述喷盘（12）中。
5.根据权利要求4所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述雾化室（2）包括雾化筒（201）与锥筒（202）；所述雾化筒（201）上端与炉体组件（1）底部相接；所述雾化筒（201）下端与锥筒上端固定相接；所述锥筒下端出料口与收粉组件（3）入料口相通。
6.根据权利要求5所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述收粉组件（3）包括旋风收粉器（23）、弯管（24）、收粉罐（26）、换热器（25）、布袋除尘器（27）及风机（28）；所述弯管（24）出料口与旋风收粉器（23）入料口相通；所述旋风收粉器（23）的底部出料口与收粉罐（26）顶部入料口相通；所述旋风收粉器（23）的顶部出气口与换热器（25）的入气口相通；所述换热器（25）的出气口与布袋除尘器（27）的入气口相通；所述布袋除尘器（27）的出气口接风机（28）的入气口。
7.根据权利要求6所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述弯管（24）的端部呈135°角。
8.根据权利要求7所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述转塔组件（5）包括测温取样仓（29）、二次加料仓（30）及旋转升降机构（31）；所述测温取样仓（29）及二次加料仓（30）固定设于旋转升降机构（31）之上。
9.根据权利要求8所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述旋转升降机构（31）采用液压升降结构；所述第一隔离阀（7）采用斜块提升结构。
10.根据权利要求9所述的真空半连续气雾化制粉炉，其特征在于：所述真空组件（4）包括2台H150滑阀泵（32）、1台ZJP1200罗茨泵（33）、一台ZJP2500罗茨泵机组（34）和1台ZL400油增压泵（35）、真空挡板阀（36）及除尘罐（37）。
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