[实用新型]一种高压水雾化制粉装置

说明书

本实用新型属于水雾化制取金属粉末方法。适用于粉末冶金领域通用粒度粉末的生产，特别适用于金刚石工具、硬面技术等行业及注射成型(MIM)用金属及合金、不锈钢等细粒级、微细粒级粉末的生产。

水雾化装置是以高能喷射水流击碎金属液流获得金属粉末，亦称二流雾化。水压是最重要的技术参数。水压高，收得率高，粉末细。水是击碎金属液的能量源，也是冷却剂。目前，国内水雾化装置水压普遍在10MPa左右，水压最高也就达到50MPa，这种二流雾化的水能量利用是很有限的，也存在装置容量小的问题。

本实用新型的目的在于提供一种注射成型用60MPa高压水雾化制粉装置。该装置的容量大、产量大，具有更高的水压和水的能量利用率，金属和水流量大，能高效制取金属粉末。

本实用新型的解决方案是将融熔金属注入漏包，由包底漏出带状金属液流。带状金属液流受高能量板状水流V型喷射，击碎成分散的细金属颗粒。热的细金属颗粒再受到二次喷射水流的冲击，被冷却60℃以下温度。

本实用新型由熔炼炉、漏包、雾化设备三部分组成，其中熔炼炉采用中频无芯感应熔炼炉，所述漏包由壳体、耐火材料衬体、坩埚组成，所述雾化设备由喷射雾化器、分流器、雾化筒、集粉罐、水泵及连续管线等组成，其特点在于：

1、本实用新型采用中频无芯感应熔炼炉。适宜容量为50-150公斤。50公斤炉体可采用机械传动定点浇注。中频无芯感应熔炼炉由炉体、变频装置、汇流母线、水冷装置、机械传动等五部份组成。

2、本实用新型漏包采用扁平漏中漏眼，即在漏包中的坩埚底部中间开有可形成带状金属液流的扁平漏眼；其目的是得到带状金属液流，加大金属液流量，漏眼采用特种耐火材料。

漏包置于雾化设备的喷射雾化器主体上，其附属护套与喷射雾化器主体中孔构成封闭连接。注入漏包的金属液从包底部的扁平漏眼漏出，呈带状金属液流。当其穿经喷射雾化器主体中孔时受到喷射水流的冲击。在其他条件相同时，单位时间内进入雾化区域的带状金属液流股较已有装置柱状金属液流股的金属流量大得多，能显著地缩短金属液流注入时间。

3、本实用新型装置的雾化设备中喷射雾化器是关键部件之一，所述喷射雾化器由雾化器主体、扇形喷雾喷嘴、环形喷头、高压水水管、水管等组成，所述扇形喷雾喷嘴是从前后、左右四个方向分布的，它位于喷射雾化器主体中孔的外围，它由喷嘴主体、嵌体、导向叶片组成，所述扇形喷雾喷嘴的轴线与金属液流的夹角α20-30°；所述环形喷头位于扇形喷雾喷嘴的下方。

本实用新型采用两步喷射雾化器。这基于水是击碎金属液流的能量源和冷却剂，水同金属液流之间既有能量交换又有热量交换而构思的，两步雾化的目的在于分解水的能量交换和热量交换。

两步雾化的一次喷射是60MPa高压水喷射。由扇形喷雾喷嘴中喷射出的，喷射水为平板状，是四向V型喷射。在“一”字聚集点冲击带状金属液流，使其碎成分散的细颗粒，进行水与金属液之间的能量交换(为主)。以平板状V型喷射水流冲击带状金属液流较已有装置冲击柱状金属液流合理得多，受冲击面大，充分利用了高压水的能量，显著地提高了水的能量利用率。二次喷射是以冷却已被击碎的、热的细金属颗粒为目的。被一次喷射所击碎的、热的细金属颗粒向下坠落，随即受到从环形喷头中喷出的二喷射水冲击，热的细颗粒得到冷却，温度冷至60℃以下，完结水与金属之间的热量交换。与已有装置相比，本实用新型装置使得热的细金属颗粒行距(从焦点至冷却水面的距离)大大地缩短，从而减免了其过程中的化学、物理变化。本实用新型所制取的金属粉末形状为角形的和不规则形的。

实施带状金属液流和两步雾化，提高了水雾化能力，显著地缩短雾化时间，可加大熔炼设备的容量。同时显著地缩短金属液注入时间，减少了浇包过程中的金属液二次氧化。这对合金、不锈钢粉末的生产是极为重要的。

本实用新型装置中，两步喷射雾化器的高压喷射采用扇形喷雾喷嘴，所述扇形喷雾喷嘴由喷嘴主体、嵌体、导向叶片组成。图2是扇形喷雾喷嘴结构示意图，嵌体是硬质耐磨材料制成的，有最佳耐磨性，喷嘴主体、导向叶片为不锈钢材料。导向叶片可稳定水涡流，以产生最大的喷射整体性和冲击力。扇形喷雾喷嘴能在60MPa高压下耐磨损，长期保持喷射水流量准确、压力恒定、有最大的冲击力。由于本实用新型最高水压达到60MPa，较已有装置的50MPa压力高20％。更高压力使得所制金属粉末更细，提高了细粒级、微细粒级的收得率。

与已有装置相比，本实用新型有以下优点：