CN114131031A - 具有喷盘保护功能的中间漏包系统和安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有喷盘保护功能的中间漏包系统，包括：导流管、喷盘、铝合金中间漏包框架、感应加热线圈、隔热保温层、石墨加热桶、中间漏包、水冷铜板和不锈钢防护垫片，所述喷盘固定于雾化室顶部，其上套装所述水冷铜板；所述不锈钢防护垫片放置于所述喷盘上盖。能够解决在中间漏包升温预热和气雾化时喷盘受电磁感应发热变形问题，避免大量沉积物直接沉积于喷盘上盖，便于清理。
Description
技术领域
本发明涉及气雾化制粉技术领域，具体地，涉及具有喷盘保护功能的中间漏包系统和安装方法。
背景技术
金属粉末的生产与制备可分为机械法和物理化学法两大类，其中机械法通过物理手段制备粉末，主要包括研磨法、气雾化法、水雾化法、旋转盘雾化法、旋转电极雾化法等。其中，气雾化法制备的粉末粒度小，球形度高，氧含量低，流动性好，生产效率高，能够进行大规模的工业化生产；气雾化制粉技术已经成为了生产高性能球形金属及合金粉末的主要方法，也成为当前用于增材制造和粉末冶金的主流技术。
喷盘是气雾化制粉过程中的核心器件，对雾化粉末的粒度及分布特征、形貌、产率等各项物理化学性能都有重要影响；通过喷盘使雾化介质达到亚音速或超音速状态，提高雾化介质对金属液滴的破碎动能，也对雾化效率和雾化过程稳定性起重要作用；因喷盘内部流道形状的特殊性及其尺寸的高精度要求，使得喷盘的制作难度大，制作成本高。升温预热过程中喷盘外部受到感应加热线圈的电磁感应和其他物体的热传递、热辐射等作用，气雾化过程中喷盘内部通入大量温度较低的高压惰性气体，导致喷盘内外温差大。在热应力和高压气体的作用下，喷盘内部流道容易变形，导致喷盘所形成的气场改变，影响粉末性能，同时减少喷盘的使用寿命。
在气雾化时，喷盘上盖区域会形成一个负压区，熔炼室内的挥发气体会流向喷盘上盖区域，挥发气体易在喷盘上盖富集沉积，安装中间漏包的过程中会将沉积物引入雾化室内造成粉末污染，降低粉末纯净度。
发明内容
本发明的主要目的是提供具有喷盘保护功能的中间漏包系统和安装方法，以便解决现有技术的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种具有喷盘保护功能的中间漏包系统，包括：导流管、喷盘、铝合金中间漏包框架、感应加热线圈、隔热保温层、石墨加热桶、中间漏包、水冷铜板和不锈钢防护垫片，所述喷盘固定于雾化室顶部，其上套装所述水冷铜板；所述不锈钢防护垫片放置于所述喷盘上盖。
可选地，所述水冷铜板其内部为中空冷却水腔，两侧分别为进水管道和出水管道。
可选地，所述水冷铜板铜板材质为紫铜。
可选地，所述水冷铜板为圆环形，铜板板材的厚度为1～2mm；所述水冷铜板内径Φ1大于所述中间漏包底部外径3～5mm，所述水冷铜板外径Φ2大于所述喷盘外径1～1.5mm，以利于装配；所述水冷铜板外径Φ3大于所述喷盘外径15～20mm，喷盘上部水冷铜板的高度h1为12～15mm，喷盘外侧水冷铜板高度h2为17～20mm，冷却水水流量不小于1L/s。
可选地，所述不锈钢垫片内径大于导流嘴上部外径1～2mm以利于装配；为利于对所述不锈钢垫片进行清理，不锈钢防护垫片外径小于中间漏包框架和石墨加热桶底部内径2～3mm。
可选地，所述喷盘和水冷铜板两侧放置与所述水冷铜板同等高度的云母板或石棉水泥板作为支撑，用于放置所述中间漏包框架，避免水冷铜板受压变形。
可选地，所述中间漏包系统中的导流管上部外径为30mm、中间漏包底部外径为55mm、喷盘外径为125mm；所述铝合金中间漏包框架底部内径为60mm，石墨加热桶底部内径为42mm；所述水冷铜板的内径Φ1为60mm，外径Φ2为127mm，外径Φ3为150mm，高度h1为15mm，高度h2为20mm，水冷铜板内水流量为1.5～2L/min；所述不锈钢防护垫片厚度为0.5mm，内径为31mm，外径为53mm。
本发明还提供一种中间漏包系统的安装方法，包括：
喷盘固定于雾化室顶部，其上套装水冷铜板，水冷铜板外侧安装同等高度的石棉水泥板；
将已安装感应线圈、隔热保温层和石墨加热桶的中间漏包框架放置在所述石棉水泥板上；
目视所述中间漏包框架与中间漏包内其他部件与所述喷盘内孔圆心对齐；
将不锈钢防护垫片放置于所述喷盘上盖；
将已粘结导流管的中间漏包均匀装入石墨加热桶内。
可选地，还包括：
生产完成后，取出所述中间漏包和导流管，更换或清理所述不锈钢防护垫片；
安装好已预先粘结导流管的中间漏包即可进行下一炉生产。
本发明的有益效果是：不仅方案成本低，安装简单；而且中间漏包系统在预热和雾化过程中，水冷铜板能够对感应加热线圈产生的电磁场起到很好的屏蔽作用，并通过内部的冷却水将喷盘的热量带走，减少冷热应力对喷盘造成的影响，减少喷盘在使用过程中产生的形变量，增加喷盘的使用寿命，减少生产成本，利于稳定喷盘的结构，确保喷盘提供稳定的气场，提高粉末粒度、球形度等性能的稳定性。不锈钢防护垫片加工安装简单，加装在喷盘上表面后，可直接避免沉积物沉积在喷盘上，使中间漏包系统的清理工作更为简单，避免大量沉积物掉入雾化室而污染粉末。整个方案可以有效地降低气雾化制粉的生产成本，提高生产效率，稳定粉末性能，降低粉末中引入夹杂的概率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例的一种具有喷盘保护功能的中间漏包系统结构示意图；
图2为本发明实施例的喷盘处的局部放大图；
图3为本发明实施例的水冷铜板结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，示出了本发明实施例的一种具有喷盘保护功能的中间漏包系统，包括：由导流管(1)、喷盘(2)、不锈钢防护垫片(3)、水冷铜板(4)、铝合金中间漏包框架(5)、感应加热线圈(6)、隔热保温层(7)、石墨加热桶(8)和中间漏包(9)构成；其中不锈钢防护垫片(3)和水冷铜板(4)为本发明喷盘保护系统中的关键配件，喷盘处的局部放大图如图2所示，胶泥(10)用于粘结导流管(1)和中间漏包(9)。
水冷铜板结构示意图如图3所示，其内部为中空冷却水腔，两侧分别为进水管道和出水管道，图示仅作为水冷铜板结构示意，其内部空腔形状及尺寸可根据具体使用要求而设计。设计的水冷铜板铜板材质为紫铜。紫铜具有优异的电磁屏蔽能力，对感应加热线圈产生的电磁场能起到很好的屏蔽作用，避免喷盘受电磁感应发热；同时紫铜具有良好的导热性，内部通入冷却水，可对喷盘起到很好的降温效果。设计的水冷铜板为圆环形，铜板板材的厚度为1～2mm，保证铜板结构强度，内径Φ1大于中间漏包底部外径3～5mm，水冷铜板外径Φ2大于喷盘外径1～1.5mm，以利于装配；水冷铜板外径Φ3大于喷盘外径15～20mm，喷盘上部水冷铜板的高度h1为12～15mm，喷盘外侧水冷铜板高度h2为17～20mm，冷却水水流量不小于1L/s。喷盘和水冷铜板两侧放置与水冷铜板同等高度的云母板或石棉水泥板作为支撑，用于放置中间漏包框架，避免水冷铜板受压变形。
设计的不锈钢防护垫片为圆环形薄垫片，厚度为0.5～1mm，材质为310S奥氏体不锈钢。310S奥氏体不锈钢无磁性，不受电磁感应发热，同时310S具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和耐高温性，可在高温环境下持续使用。设计的不锈钢垫片内径大于导流嘴上部外径1～2mm，以利于装配。为利于对不锈钢垫片进行清理，不锈钢防护垫片外径小于中间漏包框架和石墨加热桶底部内径2～3mm。可使用吸尘器直接将不锈钢防护垫片吸出清理。
如图1所示，喷盘固定于雾化室顶部，其上套装水冷铜板，水冷铜板外侧安装同等高度的石棉水泥板或云母板，中间漏包框架放置在石棉水泥板或云母板上。中间漏包框架采用铝合金框架，内部分别安装有用于加热石墨桶的感应线圈、以硅酸铝棉或石墨毡为主要材质的隔热保温层、用于加热中间漏包的石墨加热桶。
具体实施实例：
用一种具有喷盘防护功能的中间漏包系统，利用气雾化法制备高温合金粉末，中间漏包系统中的导流管上部外径为30mm、中间漏包底部外径为55mm、喷盘外径为125mm。
设计铝合金中间漏包框架底部内径为60mm，石墨加热桶底部内径为42mm。如图3所示，设计水冷铜板的内径Φ1为60mm，外径Φ2为127mm，外径Φ3为150mm，高度h1为15mm，高度h2为20mm，水冷铜板内水流量为1.5～2L/min。设计不锈钢防护垫片厚度为0.5mm，内径为31mm，外径为53mm。
本发明还提供一种中间漏包系统的安装方法，包括：
喷盘固定于雾化室顶部，其上套装水冷铜板，水冷铜板外侧安装同等高度的石棉水泥板；将已安装感应线圈、隔热保温层和石墨加热桶的中间漏包框架放置在所述石棉水泥板上；目视所述中间漏包框架与中间漏包内其他部件与所述喷盘内孔圆心对齐；将不锈钢防护垫片放置于所述喷盘上盖；将已粘结导流管的中间漏包均匀装入石墨加热桶内。
以上，即完成中间漏包系统的安装。在连续生产过程中，上述安装过程不需重复进行，只需更换中间漏包并清理不锈钢垫片即可。
可选地，还包括：生产完成后，取出所述中间漏包和导流管，更换或清理所述不锈钢防护垫片；安装好已预先粘结导流管的中间漏包即可进行下一炉生产。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种具有喷盘保护功能的中间漏包系统，其特征在于，包括：导流管、喷盘、铝合金中间漏包框架、感应加热线圈、隔热保温层、石墨加热桶、中间漏包、水冷铜板和不锈钢防护垫片，所述喷盘固定于雾化室顶部，其上套装所述水冷铜板；所述不锈钢防护垫片放置于所述喷盘上盖。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水冷铜板其内部为中空冷却水腔，两侧分别为进水管道和出水管道。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水冷铜板铜板材质为紫铜。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述水冷铜板为圆环形，铜板板材的厚度为1～2mm；所述水冷铜板内径Φ1大于所述中间漏包底部外径3～5mm，所述水冷铜板外径Φ2大于所述喷盘外径1～1.5mm，以利于装配；所述水冷铜板外径Φ3大于所述喷盘外径15～20mm，喷盘上部水冷铜板的高度h1为12～15mm，喷盘外侧水冷铜板高度h2为17～20mm，冷却水水流量不小于1L/s。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述不锈钢防护垫片为圆环形薄垫片，厚度为0.5～1mm，材质为310S奥氏体不锈钢。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述不锈钢垫片内径大于导流嘴上部外径1～2mm以利于装配；为利于对所述不锈钢垫片进行清理，不锈钢防护垫片外径小于中间漏包框架和石墨加热桶底部内径2～3mm。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述喷盘和水冷铜板两侧放置与所述水冷铜板同等高度的云母板或石棉水泥板作为支撑，用于放置所述中间漏包框架，避免水冷铜板受压变形。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中间漏包系统中的导流管上部外径为30mm、中间漏包底部外径为55mm、喷盘外径为125mm；所述铝合金中间漏包框架底部内径为60mm，石墨加热桶底部内径为42mm；所述水冷铜板的内径Φ1为60mm，外径Φ2为127mm，外径Φ3为150mm，高度h1为15mm，高度h2为20mm，水冷铜板内水流量为1.5～2L/min；所述不锈钢防护垫片厚度为0.5mm，内径为31mm，外径为53mm。
9.一种中间漏包系统的安装方法，其特征在于，包括：
喷盘固定于雾化室顶部，其上套装水冷铜板，水冷铜板外侧安装同等高度的石棉水泥板；
将已安装感应线圈、隔热保温层和石墨加热桶的中间漏包框架放置在所述石棉水泥板上；
目视所述中间漏包框架与中间漏包内其他部件与所述喷盘内孔圆心对齐；
将不锈钢防护垫片放置于所述喷盘上盖；
将已粘结导流管的中间漏包均匀装入石墨加热桶内。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
生产完成后，取出所述中间漏包和导流管，更换或清理所述不锈钢防护垫片；
安装好已预先粘结导流管的中间漏包即可进行下一炉生产。
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