[發(fā)明專利]離心機(jī)和使用該離心機(jī)分離液體與微細(xì)粉末的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010622791.3
• 申請(qǐng)日: 2010-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102179316A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃贊軍;趙同春;麻洪秋;金成海;鮑雨;王焰明;秦巍;宋永富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安泰科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B04B1/00
• 分類號(hào): B04B1/00;B04B7/08;B04B9/00;B04B11/00
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;張軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離心機(jī)和離心分離方法，特別涉及一種用于分離液體與微細(xì)粉末的離心機(jī)和離心分離方法。

背景技術(shù)

隨著粉末冶金工業(yè)的發(fā)展，對(duì)原料金屬粉末的需求不斷提高。在金屬注射成形工藝(MIM)中，所用粉末的顆粒必須很細(xì)，具有高的振實(shí)密度和低的氧含量。細(xì)粉增加了顆粒之間的接觸點(diǎn)，可以在較低的燒結(jié)溫度下燒結(jié)并具有較高的燒結(jié)密度。燒結(jié)后的相對(duì)密度隨粒子尺寸的降低而變高，因此通常MIM使用的粉末的平均尺寸應(yīng)該在10μm左右。

另外，在金剛石工具中，作為結(jié)合劑的預(yù)合金粉末正朝著超細(xì)、低氧的方向發(fā)展。粉末粒度越小，比表面積越大，表面能越高，能夠明顯降低燒結(jié)溫度，同時(shí)采用超細(xì)粉末燒結(jié)的制品容易獲得較細(xì)且均勻的晶粒組織。

現(xiàn)有工業(yè)制粉方法有多種，其中水霧化制粉使用水流高速?zèng)_擊熔融的金屬液流，從而使金屬液流破碎成粉末。由于水霧化法制造的粉末粒度細(xì)，產(chǎn)量大，化學(xué)成分寬，成本低，所以水霧化法被廣泛采用。水霧化制粉工藝包括依次進(jìn)行的配料、冶煉、霧化、粉末脫水、真空干燥、退火、篩分和合批的步驟。

由于熔融的金屬液流被水霧化后，生成的金屬粉末與水一起收集在集粉罐中，因此需要把粉末與水分離，以便進(jìn)入隨后的干燥工序。脫水過程中水除去的多少直接影響粉末的干燥效率和氧含量，因此必須盡量把水脫干凈；此外，該過程中會(huì)有部分粉末隨水流失，造成金屬原料損失，因此粉末與水的分離工藝與經(jīng)濟(jì)效益直接相關(guān)。

常規(guī)的方法之一是使金屬粉末與水的混合料靜置一段時(shí)間，使粉末自由沉降，隨后通過排除上層清水，來達(dá)到脫水目的。該方法所需的沉降時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)緊湊連續(xù)化生產(chǎn)不利，往往成為工藝的等待或控制環(huán)節(jié)。此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，所制備的粉末進(jìn)一步變細(xì)小，所需的沉降時(shí)間越來越長(zhǎng)，使生產(chǎn)流程難以順利銜接。

根據(jù)斯托克斯沉降公式，粉末的沉降速度與粉末的粒度大小之間的關(guān)系可用下式表示：

v∝r²(ρ_固-ρ_液)/η

其中，v表示粉末沉降速度，r表示粉末直徑，ρ表示密度，η表示水的粘度。通過計(jì)算可知，當(dāng)不銹鋼粉末的直徑變得很細(xì)小，例如5μm時(shí)，其沉降速度很低，沉降距離500毫米所需時(shí)間為幾十個(gè)小時(shí)，在工藝上完全不可行。采用此法，會(huì)造成在生產(chǎn)排水過程中大量微細(xì)粉末的流失(往往是粉末越細(xì)，其附加值越高)。

金屬粉末與水分離的其他方法還有壓濾法和離心甩干法。壓濾法是在集粉罐底部安裝排水管，在集粉罐的內(nèi)表面鋪上多層濾布，然后注入水和粉末的混合料；把帶有通氣管的蓋子緊固在集粉罐上，通入空氣或氮?dú)猓跉怏w壓力的作用下把水通過濾布排出，而粉末被截留下來。離心甩干法是在離心機(jī)罐體內(nèi)表面鋪上濾布，離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下把水通過濾布排出，從而實(shí)現(xiàn)水粉分離。這兩種方法對(duì)于較粗大的金屬粉末和水具有較好的分離效果，能較好地實(shí)現(xiàn)連續(xù)化或半連續(xù)化生產(chǎn)。但這兩種方法對(duì)于微細(xì)的金屬粉末(平均粒徑＜10μm)，它們的應(yīng)用帶來嚴(yán)重的問題：(1)如果使用孔徑較大的濾布，則細(xì)小的金屬顆粒將透過濾布，因此金屬損失大，相比粗的粉末損失率增加5％～10％；(2)如果為了提高金屬收得率而采用孔徑較小的濾布，則微細(xì)金屬顆粒很容易堵塞濾布孔隙，水不能進(jìn)一步排出，造成粉末中水含量很高，直接延長(zhǎng)隨后的干燥時(shí)間，同時(shí)由于干燥釜內(nèi)水蒸汽過多，粉末氧含量急劇升高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服以上問題中的一個(gè)或多個(gè)問題的離心機(jī)和使用該離心機(jī)分離液體與微細(xì)粉末的方法。

根據(jù)本發(fā)明的離心機(jī)包括轉(zhuǎn)鼓和排液裝置，轉(zhuǎn)鼓包括無孔的側(cè)壁和與側(cè)壁結(jié)合以容納液體與微細(xì)粉末的混合料的底部，轉(zhuǎn)鼓能夠繞轉(zhuǎn)鼓的中心軸旋轉(zhuǎn)，排液裝置包括用于將經(jīng)分離的液體與微細(xì)粉末的混合料中的液體排到轉(zhuǎn)鼓外部的管道，管道包括流體連通的第一端和第二端，第一端設(shè)置在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部，第二端設(shè)置在轉(zhuǎn)鼓的外部。

管道還可包括連接到第一端的彎曲部和連接到第二端的平直部，從第一端進(jìn)入管道的液體可順次經(jīng)過彎曲部、平直部和第二端排出管道。

第一端的供液體流入的開口可朝向與液體轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反的方向。

排液裝置還可包括設(shè)置在第一端和第二端之間的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，位置調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整第一端在轉(zhuǎn)鼓的徑向方向、轉(zhuǎn)鼓的中心軸方向、轉(zhuǎn)鼓的同心圓的切線方向中的至少一個(gè)方向上的位置。

離心機(jī)還可包括驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓繞轉(zhuǎn)鼓的中心軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置和將液體與微細(xì)粉末的混合料引入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部的進(jìn)料裝置中的至少一者。

驅(qū)動(dòng)裝置可沿轉(zhuǎn)鼓的中心軸穿過轉(zhuǎn)鼓的底部，以結(jié)合到轉(zhuǎn)鼓的中心突起部。