CN115338415B - 一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其中，包括雾化筒、与雾化筒顶部连通的中间包、导流管、雾化喷嘴与冷凝组件；位于雾化筒内腔的引流结构、离心结构和与雾化筒底部连通的收集组件。本发明旨在提高铁硅铬合金粉末的超细粉末产率。

Description

一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置

技术领域

本发明涉及软磁磁性材料技术领域，尤其涉及一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置。

背景技术

目前，基于软磁磁性材料性能的提升，使得磁性材料研发取得重要进展，并加快了磁性元器件在国内的发展，进而国内多个市场领域采用的磁性元器件国产化率大大提高。同时，随着电子设备小型化、轻量化发展，且铁硅铬粉末粒径要求越来越细，一般地应用于一体成型电感行业的铁硅铬的常规粒径为8-10微米，而应用高端领域的粒径要求在5微米以下，现有公告号为CN213827020U的实用新型提供的一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，该装置中通过气雾化组件实现合金熔液的雾化处理，但雾化处理的合金颗粒的尺寸无法实现超细粉末尺寸的要求，虽进一步增加了离心雾化盘，在离心力的作用下，进一步扩散成更小尺寸的合金液滴，并从离心雾化盘的边缘飞出，但该离心雾化盘实质仅起到整型的目的，无法实现进一步改变合金液滴的尺寸，因此采用该装置制备的合金粉末的粒径无法制得高产率的超细粉末，进而亟需提出一种高产率的超细粉末制备装置。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，旨在解决现有铁硅铬合金超细粉末产率不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，包括雾化筒、均与雾化筒顶部连通的中间包、导流管、雾化喷嘴与冷凝组件；位于雾化筒内腔的引流结构、离心结构和与雾化筒底部连通的收集组件；

所述中间包底部与导流管上开口连通，所述导流管内设置有可拆卸的钼丝，所述导流管下开口匹配布设有雾化喷嘴；

所述引流结构上下贯通布设，且其外壁与雾化筒内壁抵接以及其上端布设有环形喷嘴组件，所述环形喷嘴组件包括中空的环形内腔和环缝，所述环形内腔通过环缝与引流结构连通，所述环缝朝引流结构内腔倾斜且与环形内腔的中心线呈预设夹角，所述环形内腔还与循环水池连通；

所述离心结构设置在引流结构下方，且离心结构底部连接有转轴，所述转轴用于驱动离心结构转动，离心结构下部贯通设置有多个环形通孔，所述转轴设置在对应的支架上；

所述收集组件包括料仓，所述料仓与雾化筒底部可拆卸连接。

可选地，所述冷凝组件包括冷凝管和旋风分离器，所述冷凝管一端与雾化筒顶部连通，另一端与旋风分离器连通，所述旋风分离器还设置有排气口和粉末收集仓。

可选地，所述导流管的上开口内径大于下开口内径。

可选地，所述环形喷嘴组件与循环水池之间还设置有动力组件，所述动力组件用于将循环水池中的水传输至环形内腔中并通过环缝喷出。

可选地，所述环缝与环形内腔的中心线呈30~45度夹角。

可选地，所述引流结构设置在支撑架上，所述支撑架与雾化筒的内壁固定。

可选地，所述支撑架下方还设置有上下贯通的防溅辅助结构，所述防溅辅助结构位于所述离心结构正上方。

可选地，所述料仓与雾化筒底部之间设置有开关件。

可选地，所述料仓底部铺设有滤布，所述料仓底部还与循环水池连通。

可选地，所述转轴外接对应的驱动件。

有益效果：

本发明提出的一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，通过雾化-二次破碎-整型处理实现提高超细铁硅铬粉末的制备产率，具体地，通过设置在化筒顶部的中间包、导流管、雾化喷嘴实现将金属熔液进行雾化处理，其基于上大下小的导流管结构设置可降低粉末的粒径，提高细粉收得率，其原理是金属液流经过上大下小的导流管后，在拉瓦尔结构紧耦合喷嘴气体会焦点处进行雾化，雾化介质由低温氮气变为50-80℃氮气，目的是同等条件下，加热的氮气动能更大，对金属液流粉碎能力越强，雾化粉末越细；以及将雾化后的金属粉末通过环形喷嘴组件的环缝喷出的高压水实现二次破碎处理，同时也加速粉末的冷却，以及通过离心结构在转轴作用下进行转动，实现进一步地对二次破碎后的粉末进行形貌的整形，进而提升粉末球形度，同时加速粉末的冷却，减少卫星球比例；此外，收集组件中的滤布与压滤电机的设置，实现了料仓内固液的分离，并且整个装置的水分可实现有效的循环利用，进而降低制备成本，且整个制备过程简单方便且超细铁硅铬粉末的成品率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置一实施例的结构示意图；

图2为采用本发明的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置制备的铁硅铬合金粉末的微观示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示（诸如上、下……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1，为本发明提供的一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置的实施例，其中，包括雾化筒15、与雾化筒15顶部连通的中间包2、导流管3、雾化喷嘴4与冷凝组件；位于雾化筒15内腔的引流结构13、离心结构16和与雾化筒15底部连通的收集组件。

其中，在加工处理之前，预先将纯铁、金属硅、电解铬金属条块按比例放入到中频炉1中加热熔炼，变成熔融液态的铁水之后，继续加热，并过热350~450℃，再浇注到中间包2中，所述中间包2底部与导流管3上开口连通，所述导流管3内设置有可拆卸的钼丝8，在铁硅铬熔液倒进中间包2之前，需要对中间包2进行预热，利用钼丝8对导流管3进行加热，加热至一定温度时，取出钼丝8，然后再将铁硅铬熔液倒进中间包2，并进入加热后的导流管3中。

优选地，所述导流管3整体结构是由粗变细，进而其上开口内径大于下开口内径，进而插入导流管3的钼丝8也可设置成与导流管3内径同等直径的上大下小同轴连体结构的钼丝，进而可以使导流管3实现更好的预热。其设置原理在于，上大下小的导流管结构设置可以加速金属液流在2~3mm内径导流管的速度，防止堵塞，此外可降低熔体的直径来减少金属液流量，其他同等条件下，金属液流量越少，雾化粉末粒径越小，进而有利于降低粉末的粒径，提高细粉收得率。例如，浇注时铁水由4~5mm内径上部导流管流入2~3mm内径的下部导流管。

进一步地，所述导流管3下开口匹配布设有雾化喷嘴4，其中雾化喷嘴4为拉瓦尔喷嘴，进而雾化喷嘴4将从导流管3下开口出来的熔液进行雾化，且雾化喷嘴4还连接着氮气储存罐6，并以氮气作为雾化介质，并且雾化后的液滴在重力的作用下直接落入下方引流结构13的腔体中，以待进一步处理。

进一步地，还可将氮气储存罐6与氮气加热器5连接，进而实现氮气加热器5对氮气储存器6释放的氮气进行加热，一般地加热至50-80℃时，然后再进行雾化，其目的在于，加热的氮气动能更大，对金属熔液粉碎能力越强，雾化粉末越细。

进一步地，所述引流结构13呈上下贯通布设，且其外壁与雾化筒15内壁抵接，其上端布设有环形喷嘴组件12，所述环形喷嘴组件12包括中空的环形内腔和环缝，所述环形内腔通过环缝与引流结构13连通，所述环缝朝引流结构13内腔倾斜且与环形内腔的中心线呈预设夹角，同时，所述环形内腔还与循环水池23连通。

进一步地，所述环缝与环形内腔的中心线呈30~45度夹角，一般地，设置所述环缝的宽度为0.5-1mm，进而环缝喷出的高压水的运行轨迹集中喷射于引流结构13腔体内。

进一步地，循环水池23与环形喷嘴组件12之间还可设置有动力组件22，所述动力组件22用于将循环水池23中的水传输至环形内腔中并通过环缝喷出，一般地，所述动力组件22为高压水泵，其目的在于实现通过高压水对雾化后的粉末进行二次破碎，同时也可加速粉末的冷却。优选地，所述引流结构13呈上大下小的伞状结构设置，使得二次破碎后的粉末和水可全部流入至引流结构13内腔中，避免水和粉末溅出。

进一步地，所述离心结构16设置在引流结构13下方，且离心结构16底部连接有转轴17，所述转轴17用于驱动离心结构16转动，所述转轴17设置在对应的支架上。同时，所述转轴17外接对应的驱动件7，一般地，所述驱动件7为电机。

具体地，在实际应用时，通过驱动件7带动转轴17转动，转轴17带动离心结构16转动，进而使得离心结构16中的粉末随着水流在离心结构16中做离心旋转运动，为了更好的实现粉末整形目的，离心结构16下部贯通设置有多个通孔，即在距离心结构16底部1-2cm处，沿圆周内壁分布一圈大小均匀的通孔，通孔的直径为1-2mm，通孔的设置主要用于将水和粉末颗粒的甩出，并使甩出的水和粉末颗粒沉降在雾化筒15的底部，进而粉末随着水流在离心结构中飞速旋转，可以对粉末进行形貌的整形，提升粉末球形度；同时加速粉末的冷却，减少卫星球比例。优选地，所述离心结构16呈碗状结构。

进一步地，所述收集组件包括料仓20，所述料仓20与雾化筒15底部可拆卸连接。具体地，所述料仓20底部铺设有滤布21，滤布21用于将料仓20收集的物料进行固液分离，以及所述料仓20底部还与循环水池23连通，进而方便将料仓20中多余的水分进行回收，并且在所述料仓20顶部还连接有压滤电机18，进而提高料仓20内物料的固液分离效果。

进一步地，所述冷凝组件包括冷凝管9和旋风分离器10，所述冷凝管9一端与雾化筒15顶部连通，另一端与旋风分离器10连通，所述旋风分离器10还设置有排气口和粉末收集仓11，在实际应用时，经雾化后的高温粉末与高压水接触后会产生水蒸气，水蒸气会在雾化筒15的腔体内竖直向上反流，进而氮气、水蒸气、部分细颗粒粉末可从雾化筒15的上端排出，并使得水蒸气经过冷凝管9液化变成水滴，氮气将水滴和部分细颗粒粉末带入旋风分离器10中，水滴和粉末进入粉末收集仓11，氮气则从旋风分离器10上端排出。

进一步地，所述引流结构13设置在支撑架14上，所述支撑架14与雾化筒15的内壁固定。

进一步地，所述支撑架14下方还设置有上下开口的防溅辅助结构，所述防溅辅助结构位于所述离心结构16正上方。所述防溅辅助结构的上开口与引流结构13底部开口尺寸匹配，防溅辅助结构的下开口与离心结构16相配合，其目的是为了使水和粉末颗粒全部进入离心结构16中，预防水和粉末溅出。

进一步地，所述料仓20与雾化筒15底部之间设置有开关件19，所述开关件19为开关阀门。具体地，在雾化筒15底部沉积水和粉末颗粒时，将开关件19打开，使水和粉末颗粒进入料仓20中，在装满料仓20的2/3时，关闭开关件19并打开压滤电机18进行固液分离，水通过滤布21进入管道并进入循环水池23中，粉末则留在滤布21上。基于料仓20是可拆卸的，从料仓20取出滤布21，对粉末进行烘干筛分处理得到超细铁硅铬粉末，如图2所示。

以上实施例中，本领域技术人员对于软件控制可以采用现有技术，本发明仅保护一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置的结构以及相互的连接关系。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，包括雾化筒（15）、与雾化筒（15）顶部连通的中间包（2）、导流管（3）、雾化喷嘴（4）与冷凝组件；位于雾化筒（15）内腔的引流结构（13）、离心结构（16）和与雾化筒（15）底部连通的收集组件；

所述中间包（2）底部与导流管（3）上开口连通，所述导流管（3）内设置有可拆卸的钼丝（8），所述导流管（3）下开口匹配布设有雾化喷嘴（4），所述雾化喷嘴（4）为拉瓦尔喷嘴，所述导流管（3）的上开口内径大于下开口内径；

所述引流结构（13）上下贯通布设，且其外壁与雾化筒（15）内壁抵接以及其上端布设有环形喷嘴组件（12），所述环形喷嘴组件（12）包括中空的环形内腔和环缝，所述环形内腔通过环缝与引流结构（13）连通，所述环缝朝引流结构（13）内腔倾斜且与环形内腔的中心线呈预设夹角，所述环形内腔还与循环水池（23）连通，其中，所述环形喷嘴组件（12）与循环水池（23）之间还设置有动力组件（22），所述动力组件（22）用于将循环水池（23）中的水传输至环形内腔中并通过环缝喷出，所述环缝喷出的高压水的运行轨迹集中喷射于引流结构（13）腔体内；

所述离心结构（16）设置在引流结构（13）下方，且离心结构（16）底部连接有转轴（17），所述转轴（17）用于驱动离心结构（16）转动，离心结构（16）下部贯通设置有多个环形通孔，所述转轴（17）设置在对应的支架上，各通孔的尺寸为1-2cm；

所述收集组件包括料仓（20），所述料仓（20）与雾化筒（15）底部可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，所述冷凝组件包括冷凝管（9）和旋风分离器（10），所述冷凝管（9）一端与雾化筒（15）顶部连通，另一端与旋风分离器（10）连通，所述旋风分离器（10）还设置有排气口和粉末收集仓（11）。

3.根据权利要求1所述的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，所述环缝与环形内腔的中心线呈30~45度夹角。

4.根据权利要求1所述的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，所述引流结构（13）设置在支撑架（14）上，所述支撑架（14）与雾化筒（15）的内壁固定。

5.根据权利要求4所述的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，所述支撑架（14）下方还设置有上下贯通的防溅辅助结构，所述防溅辅助结构位于所述离心结构（16）正上方。

6.根据权利要求1所述的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，所述料仓（20）与雾化筒（15）底部之间设置有开关件（19）。

7.根据权利要求1所述的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，所述料仓（20）底部铺设有滤布（21），所述料仓（20）底部还与循环水池（23）连通。

8.根据权利要求1所述的应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置，其特征在于，所述转轴（17）外接对应的驱动件（7）。

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