[发明专利]一种利用高能高速等离子焰流球化粉末的装置及方法

权利要求书

1.一种利用高能高速等离子焰流球化粉末的装置，其特征在于，包括：

制粉釜；

超音速等离子炬，其前端插入所述制粉釜中；

喷嘴，其安装在所述超音速等离子炬的前端，所述喷嘴中心设有轴向通道，沿径向设有送粉孔；

送粉器，其设有送粉接头，并通过所述送粉接头与所述喷嘴的送粉孔连通；

盛粉盆，其设置在所述制粉釜的底部，用于收集所述制粉釜中产生的球形粉末。

2.根据权利要求1所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的装置，其特征在于，所述喷嘴为内送粉喷嘴，所述内送粉喷嘴的送粉孔与轴向通道连通，粉末原料与喷嘴中形成的等离子焰流在喷嘴内部的轴向通道中混合。

3.根据权利要求1所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的装置，其特征在于，所述喷嘴为外送粉喷嘴，所述外送粉喷嘴的轴向通道出口外侧设有送粉孔，粉末原料与喷嘴中形成的等离子焰流在喷嘴轴向通道的出口外侧混合。

4.根据权利要求2或3所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的装置，其特征在于，所述制粉釜的内壁为不锈钢，所述制粉釜的内径为600～1000mm，长度为4000～5000mm。

5.根据权利要求4所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的装置，其特征在于，所述制粉釜内壁安装冷却水管。

6.一种利用高能高速等离子焰流球化粉末的方法，使用如权利要求1～5所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将制粉釜内的气压抽至1～10mba；

步骤二、将惰性工作气体轴向通入等离子炬的喷嘴，采用高频对等离子炬引弧，形成高温高速等离子焰流；

步骤三、将粉末原料通过径向送粉孔送入所述喷嘴；

步骤四、高温高速等离子焰流加热粉末原料，形成熔滴，并进一步雾化、球化所述熔滴；

步骤五、喷射出的熔滴在制粉釜内飞行，自然冷却、凝固，降落在盛粉盆中。

7.根据权利要求6所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的方法，其特征在于，所述惰性工作气体主气为氩气，辅助气体为氦气，氦气和氩气的流量比为0～50％。

8.根据权利要求7所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的方法，其特征在于，控制粉末原料的送粉量为：

其中，U为等离子矩的工作电压，d为粉末原料的最大粒径；I为电流，Q_Ar为工作气体主气氩气的流量，辅助气体Q_He的流量，f为工作时制粉釜内的压力。

9.根据权利要求7或8所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的方法，其特征在于，在所述步骤五中，制粉过程中当制粉釜内气压大于0.5MPa时，打开排气阀门，利用过滤器收集粒径大于15μm球形粉末。

10.根据权利要求9所述的利用高能高速等离子焰流球化粉末的方法，其特征在于，控制制粉釜内温度为100～200℃。