[實用新型]一種氣流霧化噴嘴裝置

有效

• 申請號: 200720074127.3
• 申請日: 2007-08-28
• 公開（公告）號: CN201082470Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 趙順利;樊俊飛;任三兵;樂海榮;周燦棟
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所
• 代理人: 劉立平

技術領域

本實用新型涉及一種霧化裝置，特別涉及用于金屬霧化沉積成型的氣流霧化噴嘴裝置。

背景技術

噴射成形是一種采用快速凝固的方法制備特殊材料的新技術，該技術兼具近終形加工和半固態加工的雙重特點。最早由英國的singer教授于七十年代提出，其過程是將熔融態的金屬或者合金通過高速的惰性氣體霧化成為顆粒微小的液態(半固態)顆粒，然后在高速氣流的帶動下，微小的顆粒直接噴射在較冷的相應的接受器上，從而形成對應成品。利用噴射成形技術可以由鋼液直接制造棒、管(輥)、板、盤、環等坯料，包括形狀不對稱工件。此外，噴射成形材料不僅沒有傳統鑄錠的內部冶金缺陷，而且也不存在堆焊或熱噴涂等液態表面加工技術中不可避免的表面缺陷。

傳統的霧化噴嘴如圖1所示，在噴射成形過程中，由熔融金屬中間包21，導液管22和霧化噴嘴組成一套霧化系統，熔融金屬中間包21下部和霧化噴嘴之間通過導液管22連接，出氣孔5在金屬中間包下出口和導液管的下端口之間。導液管22的上端和中間包21下部出口相連，導液管22伸入高壓氣室23內的孔25內，孔25的上端與中間包21和導液管22配合，防止其晃動。導液管22下端口伸出高壓氣室的下端并且伸出一段距離。

鋼液從中間包21進入導液管22之后直接形成柱狀流股，從下部流出。高壓惰性氣體從高壓氣室23的出氣孔24中噴出，將柱狀鋼液霧化為微小的顆粒，霧化后的小顆粒沉積在沉積器上，形成所需要的毛坯。這種類型霧化噴嘴的缺點是通過一圈出氣孔霧化從導液管出來的熔融金屬，容易在出口處形成卷吸，造成霧化噴嘴堵塞，霧化后的顆粒比較大，收得率低，影響沉積坯的質量。

1995年7月5日授權公告的中國專利ZL94247337.X公開了一種環縫式氣流超聲霧化噴嘴，其特征在于用圓形回旋體噴嘴座(3)，通過螺紋或焊接與圓形回旋體嘴芯(4)聯接，諧振腔(9)在噴嘴芯(4)的頂端，下部十字形環縫狀氣體通道由噴嘴座(3)，噴嘴芯(4)組合而成，其一路與集氣室Ve溝通，形成進氣通道，一路與大氣溝通，形成環縫狀噴氣孔(10)，噴氣錐角α可通過諧振腔(9)的加工來調整，金屬液流(6)采用了限式輸送。該實用新型結構復雜，是單圈出氣孔霧化，無法防止逆流的產生。

1999年4月21日授權公告的中國專利ZL98201214.4公開了一種雙層非限制式氣流霧化噴嘴，主要由氣流霧化主噴嘴及輔助氣流噴嘴構成，輔助氣流噴嘴位于氣流霧化主噴嘴的上方，輔助氣流噴嘴與氣流霧化主噴嘴通過側面固定的支撐梁與裝配板固定安裝在一起，氣流霧化主噴嘴可相對于裝配板轉動，輔助氣流噴嘴及氣流霧化主噴嘴的環壁下端帶有環縫或環孔。該裝置消除了金屬霧化沉積成型過程中的反濺現象，延長氣流霧化噴嘴的使用壽命，提高成型后工件的質量。但實際的生產過程中導液管和噴嘴內壁很緊密，這樣可以防止導液管晃動，增加導液管穩定性。在這種情況下在噴嘴和導液管之間縫隙很小，輔助氣流噴嘴與氣流霧化主噴嘴很難保證在同一點接觸金屬流，這樣，會影響金屬流體的霧化效果。

美國專利US5480097公布了一種減少(防止)卷吸的噴嘴。該專利主要是利用在垂直通管的內壁開垂直于導液管的出氣孔的方法來防止卷吸。此方法的雙圈出氣孔采用的是同樣的氣源，在整個霧化過程中，高壓氣室內部的氣壓可以達到4Mpa，所以在具體的實施過程中容易造成此處的氣流向上流動，影響鋼液從中間包進入導液管，從而影響到整個霧化過程的正常進行，另外不能有效細化霧化顆粒。實際的生產過程中導液管和噴嘴內壁緊密，這樣可以防止導液管晃動，增加導液管穩定性。在這種情況下在噴嘴和導液管之間縫隙很小，美國噴嘴這種形式就不能有效地得到應用，另外這種形式只能防止卷吸而不能有效細化霧化顆粒。

實用新型內容

為解決現有技術的單圈出氣孔的氣流霧化噴嘴易產生卷吸，造成氣流霧化噴嘴堵塞，霧化后的顆粒比較大，收得率低，影響沉積坯的質量，而現有雙圈(單圈)出氣孔的氣流霧化噴嘴無法保證更有效細化霧化顆粒的問題，提供一種具有雙圈出氣孔的氣流霧化噴嘴裝置。該氣流霧化噴嘴裝置既能防止卷吸的產生，又能保證有效地細化霧化顆粒，提高金屬收得率。

為實現上述目的，本實用新型采用以下的技術方案：

一種氣流霧化噴嘴裝置，包括一個中間有一垂直通孔的高壓氣室，該通孔的上部與導液管配合，下部有一圈集中流向導液管正下方的出氣孔，其特征在于，所述通孔的下部為向下逐漸增大的擴大孔，該擴大孔壁上上述出氣孔上方還開有第二圈出氣孔，與上述的出氣孔流向同一集中點。

優選的是，所述擴大孔為與上部孔同軸的圓錐孔。