[發明專利]一種用于高溫金屬離心霧化制粉的轉盤初始加熱裝置

在審

• 申請號: 202110291214.9
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113070479A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李龍;王吉南;栗繼偉;汪球;趙偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明提供一種用于高溫金屬離心霧化制粉的轉盤初始加熱裝置，包括一個圓盤本體，還包括：熱噴槍，通過二維導軌傾斜安裝在圓盤本體上表面，并能夠在圓盤本體的圓心至外圓周之間實現徑向上和垂向上的移動；測溫裝置，采用非接觸式測量圓盤本體上表面各處的溫度；溫控系統，包括帶有PLC程序的控制器，用于接收測溫裝置的測量結果，并控制熱噴槍的火焰溫度及相對圓盤本體的位置和距離。本發明能夠利用溫控系統精確控制熱噴槍的加熱功率，采用對流或者輻射傳熱的原理對圓盤本體進行初始加熱，使得圓盤本體溫度在達到或高于金屬液流的溫度后再接收金屬液流，防止圓盤本體上的液流凝固并形成穩定的液膜，保證了轉盤離心霧化制粉過程的順利啟動。

技術領域

本發明涉及高溫金屬離心霧化領域，特別是涉及一種用于高溫金屬離心霧化制粉的轉盤在初始啟動階段進行加熱的裝置。

背景技術

目前，應用于高溫金屬粉末的霧化技術主要有氣體霧化法(AA法)、真空感應氣霧化法(VIGA法)、無坩堝電極感應熔化氣體霧化法(EIGA法)、等離子火炬法(PA法)、等離子旋轉霧化法(PREP法)以及轉盤離心霧化法等。

以典型的VIGA和PREP法為例，EIGA工藝通過高頻感應線圈將緩慢旋轉的電極材料熔化并通過控制熔化參數形成細小液流(液流不需要接觸水冷坩堝和導流管)，當合金液流流經霧化噴嘴時，液流被霧化噴嘴產生的高速脈沖氣流擊碎并凝固形成微細粉末顆粒。EIGA法粉末最大的優勢是無耐火材料夾雜、能耗小，不足之處是目前國內技術制得的金屬粉末粒度較粗大，電極的偏析也會導致合金粉體材料的成分不均勻。PREP法制備的粉末具有表面清潔、球形度高、伴生顆粒少、無空心/衛星粉、流動性好、高純度、低氧含量、粒度分布窄等優勢。但是，PREP工藝受限于電極棒大幅提速后導致的密封、振動等相關技術瓶頸，采用該法仍難以低成本制備細粒徑粉體。

目前常用的是轉盤離心霧化法，轉盤離心霧化法通過將金屬液體流向高速旋轉的轉盤面中心，在離心力的作用下，細小的液滴從轉盤邊緣甩出并且凝固成粉末顆粒。轉盤霧化具有成本低、粒徑集中度高等優點，但是采用轉盤霧化制備高溫金屬時，初始時刻，轉盤的溫度低，接近室溫。當溫度超過100℃的高溫金屬液體流到低溫的轉盤上時，向轉盤散熱，金屬液體迅速降溫到熔點以下，凝固成顆粒狀固體高速甩出，無法形成有效的離心霧化制粉過程。同時，高溫金屬液體流到轉盤中心，由于熱傳導使得轉盤中心局部區域溫度迅速升高，但是轉盤外圍區域沒有加熱，仍然是低溫。這就造成了轉盤表面中心溫度高、外圍溫度低的溫度不均勻情況，中心區域由于高溫膨脹產生了熱應力，容易造成熱應力過高破壞轉盤。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于高溫金屬離心霧化制粉的轉盤在初始啟動階段進行加熱的裝置。

具體地，本發明提供一種用于高溫金屬離心霧化制粉的轉盤初始加熱裝置，包括一個水平擺放的圓柱形圓盤本體，還包括：

熱噴槍，通過二維導軌傾斜安裝在圓盤本體上表面，利用噴出的火焰對圓盤本體上表面進行加熱，并能夠在圓盤本體的圓心至外圓周之間實現徑向上和垂向上的移動；

測溫裝置，采用非接觸式測量圓盤本體上表面各處的溫度；

溫控系統，包括帶有PLC程序的控制器，用于接收測溫裝置的測量結果，并控制熱噴槍的火焰溫度及相對圓盤本體的位置和距離。

本發明利用溫控系統精確控制熱噴槍的加熱功率，采用對流或者輻射傳熱的原理對圓盤本體進行初始加熱，使得圓盤本體溫度在達到或高于金屬液流的溫度后再接收金屬液流，防止圓盤本體上的液流凝固并形成穩定的液膜，保證了轉盤離心霧化制粉過程的順利啟動。

附圖說明

圖1是本發明一個實施方式的轉盤初始加熱裝置結構示意圖；

圖2是本發明一個實施方式的高溫金屬液流離心制粉過程示意圖；

圖3是本發明一個實施方式中的二維導軌結構示意圖。

具體實施方式