CN113828784A - 一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统。所述中间漏包系统包括电磁感应线圈、外套加热体、内套中间包、一级传热导流管、二级传热管、导流嘴。中间包系统加热过程中，外套加热体的热量通过一级传热导流管传递给二级传热管，二级传热管最终实现对导流嘴的加热，一级传热导流管兼具金属熔体通道功能。与现有技术相比，本发明摈弃了常见的传热和导流独立设计思路，通过多段式结构设计，实现传热导流功能融合，提升传热效率的同时大大降低了生产成本。同时，利用二次传热管的结构设计，实现导流嘴缩小，进一步加强了导流嘴加热效果，提升了加热效率，降低导流嘴堵塞风险，提升雾化过程的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是涉及一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统。
背景技术
真空紧耦合气雾化制粉技术常常因为雾化过程中发生堵塞而导致雾化中断，生产失败。尤其在250kg级以上的真空气雾化过程中，一旦发生堵塞，不仅会大大的降低生产效率，更有甚者，会导致金属原材料的浪费。堵塞的根本原因是中间包的导流嘴温度过低，金属熔体进入中间包系统后快速降温，最终导致金属熔体在导流嘴最小直径处发生凝固。因此，解决雾化堵塞的主要手段为提升中间包导流嘴的温度，如中国发明专利：CN107096922B公开了一种用于真空紧耦合气雾化制粉的中间漏包系统，采用传热的方式对导流嘴内外壁同时进行加热；CN205650809U采用外接电源对加热环进行加热，然后通过加热环的热传导实现对导流嘴外壁的加热， CN201249272Y采用导热棒实现对导流嘴内壁的加热。但上述专利均采用了单一结构。
随着市场对粉末生产稳定性、粉末特性批次间的稳定性提升和生产成本降低的迫切要求，进一步设计加热效率更高，成本更为低廉的中间漏包系统尤为必要。
发明内容
针对当前真空紧耦合气雾化制粉技术存在的金属液堵塞及导流嘴前端结瘤缺陷，本发明的目的是提供一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，为高效、稳定、低成本真空紧耦合气雾化制粉提供了一种解决方案。
本发明摈弃了常见的传热和导流独立设计思路，通过多段式结构设计，实现传热导流功能融合。并通过多段式结构设计，可以有效缩小导流嘴尺寸，提升传热效率的同时大大降低了生产成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，包括电磁感应线圈、外套加热体、内套中间包、一级传热导流管、二级传热管及导流嘴；所述电磁感应线圈置于外套加热体外部；所述内套中间包设在外套加热体内部，所述一级传热导流管上端与外套加热体连接，所述一级传热导流管下端与二级传热管连接，所述导流嘴的上部位于二级传热管内，且所述导流嘴内部、一级传热导流管内部及内套中间包内部相连通。所述内套中间包、一级传热导流管、导流嘴共同组成金属熔体流动通道。
本发明中，所述电磁感应线圈、外套加热体、一级传热导流管、二级传热管共同组成加热、传热系统。
在本发明的一个实施方式中，所述一级传热导流管上下两端加工成外螺纹，中部有定位凸台，所述一级传热导流管上端与外套加热体螺纹连接，并通过凸台实现定位，所述一级传热导流管下端与二级传热管螺纹连接。
在本发明的一个实施方式中，所述二级传热管内部开孔，并设置台阶与导流嘴进行装配。
在本发明的一个实施方式中，所述一级传热导流管采用石墨材料制备而成。所述一级传热导流管同时兼具传热和导流功能，石墨材料为高熔点高导热率易机械加工材质。
在本发明的一个实施方式中，所述一级传热导流管内壁涂有耐火涂层。在本发明一些实施方式中，耐火涂层可以采用氧化镁材料。
在本发明的一个实施方式中，所述二级传热管为金属材质。例如，可以选择为316L不锈钢材质。
在本发明的一个实施方式中，所述内套中间包材质为氧化铝或氧化锆。
在本发明的一个实施方式中，所述导流嘴材质选用氧化铝、氧化锆或氮化硼。
在本发明的一个实施方式中，所述外套加热体采用高熔点高导热率易机械加工材质制备而成，例如选择石墨材料。
在本发明的一个实施方式中，所述导流嘴整体长度不超过30mm，出口处直径在2-4mm。
本发明通过电磁感应线圈、外套加热体、一级传热导流管、二级传热管共同组成加热、传热系统最终实现对导流嘴的加热，具体为电磁感应线圈对置于其内的外套加热体进行加热，外套加热体发热后把热量传导给内套中间包，同时也将热量直接传导给一级传热导流管，一级传热导流管发热后会将热量热传导给二级传热管，通过二级传热管实现对导流嘴的加热。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过多段式结构设计，实现传热导流功能融合。
(2)通过多段式结构设计，可以有效缩小导流嘴尺寸，提升传热效率的同时大大降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例1中高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统的结构示意图；
图中标号：1、电磁感应线圈；2、外套加热体；3、内套中间包；4、一级传热导流管；5、二级传统管；6、导流嘴。
图2为实施例2中采用实施例1系统所制备的金属粉末粒度测试报告。
图3为实施例3中采用实施例1系统所制备的金属粉末粒度测试报告。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，参考图1，包括电磁感应线圈1、外套加热体2、内套中间包3、一级传热导流管4、二级传热管 5及导流嘴6；所述电磁感应线圈1置于外套加热体2外部；所述内套中间包3设在外套加热体2内部，所述一级传热导流管4上端与外套加热体2连接，所述一级传热导流管4下端与二级传热管5连接，所述导流嘴6的上部位于二级传热管5 内，且所述导流嘴6内部、一级传热导流管4内部及内套中间包3内部相连通，所述内套中间包3、一级传热导流管4、导流嘴6共同组成金属熔体流动通道。
本实施例中，所述一级传热导流管4上下两端加工成外螺纹，中部有定位凸台，所述一级传热导流管4上端与外套加热体2螺纹连接，并通过凸台实现定位，所述一级传热导流管4下端与二级传热管5螺纹连接。
本实施例中，所述二级传热管5内部开孔，并设置台阶与导流嘴6进行装配。
本实施例中，所述一级传热导流管4采用石墨材料制备而成。所述一级传热导流管4同时兼具传热和导流功能，石墨材料为高熔点高导热率易机械加工材质。所述一级传热导流管4内壁涂有氧化镁耐火涂层。
本实施例中，所述二级传热管5为金属材质，具体选择为316L不锈钢材质。
本实施例中，所述内套中间包3材质为氧化铝。
本实施例中，所述导流嘴6材质选用氧化锆。
本实施例中，所述外套加热体2采用石墨材料。
本实施例中，所述导流嘴6整体长度不超过30mm，出口处直径在2-4mm。
本实施例通过电磁感应线圈、外套加热体、一级传热导流管、二级传热管共同组成加热、传热系统最终实现对导流嘴的加热，具体为电磁感应线圈对置于其内的外套加热体进行加热，外套加热体发热后把热量传导给内套中间包，同时也将热量直接传导给一级传热导流管，一级传热导流管发热后会将热量热传导给二级传热管，通过二级传热管实现对导流嘴的加热。
实施例2
使用实施例1的中间漏包系统，进行316L不锈钢的雾化实验。钢液过热度约为250℃，中间漏包中电磁感应线圈加热功率为12kW，中间漏包系统加热至雾化开始的时间为30min，导流嘴出口处直径4mm，雾化过程顺利稳定，未出现钢液堵塞及结瘤而导致雾化过程中断的异常现象，所制备粉末经过100目筛网筛分后，采用激光粒度仪测试其粒度，质量中值粒径D50为42μm，其金属粉末粒度测试报告图2。
实施例3
使用实施例1的中间漏包系统，进行18Ni(300)模具钢的雾化实验，钢液过热度为320℃，中间漏包中电磁感应线圈加热功率为14kW，中间漏包系统加热至雾化开始的时间45min，导流嘴出口处直径4mm，雾化过程顺利稳定，未出现钢液堵塞及结瘤而导致雾化过程中断的异常现象，所制备的粉末经过80目筛网筛分后，采用激光粒度仪测试其粒度，质量中值粒径D50为35.8μm，其粉末粒度测试报告见图3。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，包括电磁感应线圈(1)、外套加热体(2)、内套中间包(3)、一级传热导流管(4)、二级传热管(5)及导流嘴(6)；
所述电磁感应线圈(1)置于外套加热体(2)外部；所述内套中间包(3)设在外套加热体(2)内部；
所述一级传热导流管(4)上端与外套加热体(2)连接，所述一级传热导流管(4)下端与二级传热管(5)连接；
所述导流嘴(6)的上部位于二级传热管(5)内，且所述导流嘴(6)内部、一级传热导流管(4)内部及内套中间包(3)内部相连通。
2.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述一级传热导流管(4)上下两端加工成外螺纹，中部有定位凸台，所述一级传热导流管(4)上端与外套加热体(2)螺纹连接，并通过凸台实现定位，所述一级传热导流管(4)下端与二级传热管(5)螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述二级传热管(5)内部开孔，并设置台阶与导流嘴(6)进行装配。
4.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述一级传热导流管(4)采用石墨材料制备而成。
5.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述一级传热导流管(4)内壁涂有耐火涂层。
6.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述二级传热管(5)为金属材质。
7.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述内套中间包(3)材质为氧化铝或氧化锆。
8.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述导流嘴(6)材质选用氧化铝、氧化锆或氮化硼。
9.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述外套加热体(2)采用石墨材料制备而成。
10.根据权利要求1所述的一种高效加热多段式气雾化制粉用中间漏包系统，其特征在于，所述导流嘴(6)整体长度不超过30mm，出口处直径在2-4mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 200437 No. 99, Handan Road, Shanghai, Hongkou District Applicant after: Shanghai Material Research Institute Co.,Ltd. Address before: 200437 No. 99, Handan Road, Shanghai, Hongkou District Applicant before: SHANGHAI Research Institute OF MATERIALS |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211224 |