CN217192580U - 一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，包括中间包本体、导流管、顶盖、挡墙及电磁感应加热装置；中间包本体的顶部通过顶盖封闭；中间包本体由可加热外衬、缓冲蓄热炉衬及耐火材料内衬组成，中间包本体的外围设电磁感应加热装置；中间包本体的内部设挡墙，挡墙在靠近中间包本体侧壁的一端设连通孔。本实用新型所述真空气雾化炉中间包具有预热、控制下渣量、净化气雾化金属熔体并改善流场的多重功能，有利于提高成品金属粉末的质量；通过中间包预热能够补偿金属熔体的温降，同时提高耐火材料的使用寿命，大幅降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包。
背景技术
随着粉末冶金技术的发展以及水平的提高，中间包已经成为保证成品质量的关键设备，目前国内生产的金属粉末中杂质含量较高，质量有待提高。金属粉末的杂质含量直接取决于熔融金属液的洁净度，在金属熔炼过程中耐火材料会溶入金属熔体形成杂质，绝大部分杂质会上浮到金属熔体表面形成熔渣层，在高压惰性气流或高压、超高压水流雾化过程中，还没有相关的技术手段和措施能够控制下渣并提高熔融金属液的洁净度，雾化后期金属熔体表面的熔渣层也一并被雾化，最终导致金属粉末的质量下降。
另外，传统的中间包都是由单一的耐火材料制造而成，在注入金属熔体之前，中间包内的温度基本为室温。待金属熔体流入中间包后，金属熔体的温度急剧下降，造成了很大的温度损失，需要通过后期采取措施对温度进行补偿。另外，极冷、极热的巨大温差，使中间包的耐火材料在热应力的作用下极易破裂，大大缩短了耐材的使用寿命，增加了生产成本。
发明内容
本实用新型提供了一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，具有预热、控制下渣量、净化气雾化金属熔体并改善流场的多重功能，有利于提高成品金属粉末的质量；通过中间包预热能够补偿金属熔体的温降，同时提高耐火材料的使用寿命，大幅降低生产成本。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，包括中间包本体、导流管、顶盖、挡墙及电磁感应加热装置；所述中间包本体的顶部通过顶盖封闭；中间包本体由可加热外衬、缓冲蓄热炉衬及耐火材料内衬组成，中间包本体的外围设电磁感应加热装置；中间包本体的内部设挡墙，挡墙两侧的中间包本体内部空间分别为进料区及出料区，对应进料区一侧的顶盖上设进料口，对应出料区一侧的中间包本体底部设通孔并在通孔处安装导流管；挡墙在靠近中间包本体侧壁的一端设连通孔，连通孔的下沿高于中间包本体的内侧底面。
所述可加热外衬由耐高温导电材料制成。
所述耐高温导电材料为高纯石墨。
所述缓冲蓄热炉衬由耐高温蓄热防火材料制成。
所述耐高温蓄热防火材料为石棉。
所述耐火材料内衬由电熔镁质耐火材料制成。
所述挡墙由氧化铝耐火材料制成。
所述电磁感应加热装置为电磁感应线圈，沿中间包本体高向设置多道。
所述中间包本体为圆柱体结构或上大下小的圆台体结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
解决了常规真空气雾化炉中间包存在的缓冲区窄小、浇注时金属熔体翻腾剧烈，以及中间包内金属熔体流场不合理的问题，使中间包具有控制下渣量、均匀金属熔体成分和温度的功能，达到了净化金属熔体、提高成品金属粉末质量的目的。同时，金属熔体进入中间包前可以对中间包进行预热，补偿金属熔体温降的同时还可提高耐火材料的使用寿命，从而大幅降低生产成本。
附图说明
图1是本实用新型所述真空气雾化炉中间包的主视剖面图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1中的A-A视图。
图中：1.中间包本体 11.可加热外衬 12.缓冲蓄热炉衬 13.耐火材料内衬 2.导流管 3.挡墙 31.连通孔 4.顶盖 41.进料口 5.电磁感应加热装置
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1-图3所示，本实用新型所述一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，包括中间包本体1、导流管2、顶盖4、挡墙3及电磁感应加热装置5；所述中间包本体1的顶部通过顶盖4封闭；中间包本体1由可加热外衬11、缓冲蓄热炉衬12及耐火材料内衬13组成，中间包本体1的外围设电磁感应加热装置5；中间包本体1的内部设挡墙3，挡墙3两侧的中间包本体1内部空间分别为进料区及出料区，对应进料区一侧的顶盖4上设进料口41，对应出料区一侧的中间包本体1底部设通孔并在通孔处安装导流管2；挡墙3在靠近中间包本体1侧壁的一端设连通孔31，连通孔31的下沿高于中间包本体1的内侧底面。
所述可加热外衬11由耐高温导电材料制成。
所述耐高温导电材料为高纯石墨。
所述缓冲蓄热炉衬12由耐高温蓄热防火材料制成。
所述耐高温蓄热防火材料为石棉。
所述耐火材料内衬13由电熔镁质耐火材料制成。
所述挡墙3由氧化铝耐火材料制成。
所述电磁感应加热装置5为电磁感应线圈，沿中间包本体1高向设置多道。
所述中间包本体1为圆柱体结构或上大下小的圆台体结构。
传统的金属熔体雾化用中间包，底部出料口和中间包内侧底面平齐，金属熔体注入中间包后即从出料口流出被高压气体或高压水雾化。随着雾化过程的进行，中间包内的金属熔体液面逐渐降低，直至中间包内全部金属熔体连同覆盖在金属熔体表面的熔渣层全部自出料口流出并被雾化。
本实用新型所述真空气雾化炉中间包中，中间包本体由3层功能层组成，分别为可预热外衬、缓冲蓄热炉衬(厚度为15～25mm)及内衬，内衬由电熔镁质耐火材料预制或打结而成。
挡墙上的连通孔下沿与中间包本体内侧底面的距离为H1，连通孔的高度为H2，宽度为D1。挡墙中心到中间包本体内侧底部边缘的距离为D1。
本实用新型所述真空气雾化炉中间包的主要作用原理如下：
1、中间包本体由挡墙分隔成2个区域，进料区的顶部设进料口，出料区的底部设导流管，挡墙的一端开设连通孔。在气雾化过程中，进料区作为金属熔体的缓冲区，可使进入的流体发生旋转，将冲击动能变成旋转势能，从而减缓金属熔体的冲击翻腾，减少熔渣的卷入。
2、挡墙上非对称的开设连通孔，充分了考虑地球的引力和自转对金属熔体在浇注口位置流动产生势涡的影响作用，使得中间包中金属熔体的旋转流动方向与因地球引力引起的汇流流动方向相反，抵消了汇流负压对熔渣的卷吸作用。
3、挡墙及连通孔的设置使中间包中金属熔体产生水平方向的旋转流动。若金属熔体中存在熔渣，则会由于水平方向盘旋流动而分离，避免了常规中间包中向下流动流体的干扰，从而促进夹熔渣上浮。
上述作用均可净化气雾化金属熔体并改善流场。
4、设置挡墙后使得中间包内的流场和温度场分布更加均匀，同时挡墙的下沿高于中间包本体内侧底面的高度设置，可以控制并减少下渣量。
5、中间包的外侧包裹一层耐高温导电材料，此类材料在电磁感应加热装置的作用下可以升温至设定温度，从而实现对中间包内部耐火材料的预热。
以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
【实施例1】
本实施例在50kg真空气雾化炉中应用本实用新型所述的真空气雾化炉中间包，具体结构及参数如下：
如图1-图3所示，中间包本体1为圆台体结构，可预热外衬11由高纯石墨材料制成，可预热外衬11的内侧设有缓冲蓄热炉衬12，缓冲蓄热炉衬12由厚度为15mm的石棉毡制成，缓冲蓄热炉衬12的内侧设有耐火材料内衬13，耐火材料内衬13由电熔镁砂打结而成。
中间包本体1的顶部内径为350mm，底部内径为250mm；挡墙3的厚度为20mm，由氧化铝材料制成。导流管2为圆锥体结构，设置于挡墙3一侧的出料区，中间包本体1的顶部通过顶盖4封闭，顶盖4上设进料口41，进料口41设于挡墙3另一侧的进料区。
挡墙3的中心到中间包本体1内侧底面边缘的距离D2为130mm；挡墙3上的连通孔31下沿与中间包本体1内侧底面的距离H1为50mm，连通孔31的高度H2为150mm，宽度D1为30mm。
以生产65高硅粉末进行对比，本实施例生产的粉末全氧含量较使用常规中间包生产的粉末全氧含量降低了55％以上，同时中间包的耐火材料内衬3的使用寿命提高了25％以上。
【实施例2】
本实施例在50kg真空气雾化炉中应用本实用新型所述的真空气雾化炉中间包，具体结构及参数如下：
如图1-图3所示，中间包本体1为圆台体结构，可预热外衬11由高纯石墨材料制成，可预热外衬11的内侧设有缓冲蓄热炉衬12，缓冲蓄热炉衬12由厚度为25mm的石棉毡制成，缓冲蓄热炉衬12的内侧设有耐火材料内衬13，耐火材料内衬13由电熔镁砂打结而成。
中间包本体1的顶部内径为550mm，底部内径为350mm；挡墙3的厚度为35mm，由氧化铝材料制成。导流管2为圆锥体结构，设置于挡墙3一侧的出料区，中间包本体1的顶部通过顶盖4封闭，顶盖4上设进料口41，进料口41设于挡墙3另一侧的进料区。
挡墙3的中心到中间包本体1内侧底面边缘的距离D2为200mm；挡墙3上的连通孔31下沿与中间包本体1内侧底面的距离H1为80mm，连通孔31的高度H2为230mm，宽度D1为35mm。
以生高硫铁粉进行对比，本实施例生产的粉末全氧含量较使用常规中间包生产的粉末全氧含量降低了45％以上，同时中间包的耐火材料内衬3的使用寿命提高了30％以上。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，包括中间包本体、导流管、顶盖、挡墙及电磁感应加热装置；所述中间包本体的顶部通过顶盖封闭；中间包本体由可加热外衬、缓冲蓄热炉衬及耐火材料内衬组成，中间包本体的外围设电磁感应加热装置；中间包本体的内部设挡墙，挡墙两侧的中间包本体内部空间分别为进料区及出料区，对应进料区一侧的顶盖上设进料口，对应出料区一侧的中间包本体底部设通孔并在通孔处安装导流管；挡墙在靠近中间包本体侧壁的一端设连通孔，连通孔的下沿高于中间包本体的内侧底面。
2.根据权利要求1所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述可加热外衬由耐高温导电材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述耐高温导电材料为高纯石墨。
4.根据权利要求1所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述缓冲蓄热炉衬由耐高温蓄热防火材料制成。
5.根据权利要求4所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述耐高温蓄热防火材料为石棉。
6.根据权利要求1所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述耐火材料内衬由电熔镁质耐火材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述挡墙由氧化铝耐火材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述电磁感应加热装置为电磁感应线圈，沿中间包本体高向设置多道。
9.根据权利要求1所述的一种可预热并改善流场的真空气雾化炉中间包，其特征在于，所述中间包本体为圆柱体结构或上大下小的圆台体结构。
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