Распыленные металлические порошки

О. С. Ничипоренко, Ю. И. Найда, А. Б. Медведовский

Наукова думка, 1980 г.

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РАСПЫЛЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Основным специализированным оборудованием для осуществления процесса производства порошков являются распылительные камеры и устройства для распыления — форсунки.

Дополнительным оборудованием, играющим важную роль в производстве порошка, являются плавильные печи для подготовки расплава и печи для отжига порошков в контролируемой защитной среде.

Смесители, классификаторы, ОБОРУДОВАНИЕ для обезвоживания, сушки, транспортировки и упаковки порошка являются вспомогательным оборудованием и здесь не рассматриваются. Описание конструкций распыливающих устройств и расчеты форсунок и камерраспыления приведены выше.

Ниже дана общая характеристика и рекомендации по выбору и конструированию специализированных установок для распыления расплавов, плавильных печей и печей для отжига порошков.

УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РАСПЫЛЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Как указывалось выше, в практике производства распыленных металлических порошков существует два технологических варианта — распыление сжатым газом и распыление водой высокого давления. Выбор варианта в каждом конкретном случае зависит от условий производства и требований к технологическим свойствам порошка [229—231].

Преимущества и недостатки той или иной схемыраспыления должны учитываться при конструировании оборудования технологической линии, однако определяющим фактором при выборе технологии являются свойства порошка, которые должны быть достигнуты при его производстве.

Ниже приводится общая характеристика и описание нескольких конструктивных вариантов камер, работающих по принципу распыления газом в газ, газом в воду и водой в воду.

распыления алюминия.

Камеры распыления сжатым газом в газовую среду

Распыление металлических расплавов сжатым воздухом или газом в газовую среду обычно используется для производства порошков цветных легкоплавких металлов, таких, как свинец, олово, цинк, алюминий, а также некоторых высоколегированных сталей. В первом случае распыление проводят горячим или холодным воздухом, во втором — инертным газом: аргоном, азотом, реже — гелием. Установки, работающие на дорогом инертном газе, обычно снабжены системой рециркуляции, позволяющей неоднократно использовать отработанный газ. камеры сухого распыления делятся на вертикальные и горизонтальные в соответствии с направлением движения металлогазового факела. Ниже дано описание нескольких наиболее современных конструкций камер обоих типов.

Схема установки для производства тонких порошков олова и припоев на его основе изображена на рис. 94. камераустановки имеет в сечении прямоугольную форму, длина ее 7 м, поперечный размер 1,5 X 1,5 м. В нижней части камеры имеется пять бункеров, куда оседает распыленный порошок. Угол схождения стенок бункеров составляет 60—70°, что обеспечивает беспрепятственное ссыпание порошка в нижнюю часть бункеров, где расположено приемное устройство. Каждый бункер оборудован шлюзовым затвором для выгрузки порошка. Удаление отработанного газа из камеры производится через системуциклонов и рукавных фильтров. Подогрев воздуха до 400—500° С производится в змеевике, помещенном в ни-хромовую печь. Температура, расход и давлениевоздуха в форсунке, а также температураметалла в тигле и воздуха в змеевике контролируются приборами. Распылительная форсунка вмонтирована горизонтально перед отверстием в передней стенке камеры. При непрерывной односменной работефорсунки корпус нагревается не более чем до 50—60° С. В первые два бункеракамеры попадает наиболее крупный порошок, в последующих бункерах по мере удаления от форсунки порошок становится все более мелким, и в последнем бункере практически весь порошок менее 50 мкм. Отбор порошка из бункеров производится непрерывно, в том числе и во время работы установки. В систему вентиляции выносится до 15% преимущественно тонких фракций порошка, которые впоследствии собираются и используются.

Для производства цинковых порошков используется аналогичная камера (см. рис. 92). Ее габариты: длина 9 м, сечение 3 х 4м. В нижней части камеры имеется шесть приемных бункеров. Расплавцинка приготовляется в газопламенной отражательной печи с емкостьюванны 12 т. распыление струи расплава, поступающей сверху из металлоприемника, осуществляется форсункой в горизонтальном направлении. Производительностьустановки составляет до 1300 т/год. Распыленный порошок накапливается в приемных бункерах4, откуда пневмотранспортом 5 периодически подается в бункер-накопитель, имеющий приспособление для автоматического дозирования и непрерывной подачи порошка на рассев. Недостаток данной конструкции камеры заключается в налипании порошка на стенки камеры и бункеров. Периодически камеры приходилось чистить.

Охлаждение порошка производится в инертном газе, форма частиц сферическая и округлая.

В работе [27] описана Установка горизонтального распыления, предназначенная для получения порошков легированных сталей. расплав заливается в тигель, откуда через боковое горизонтальное отверстиедиаметром 9 мм поступает в камеру (рис. 96). Снизу он подхватывается потоком газа (аргон, азот), направленным вверх под углом 45° к струе расплава, и дробится. На уже образованный металлогазовый факел подают дополнительный горизонтальный поток дутья, который направляет металлогазовый факел погоризонтали. камера имеет в профиле треугольную форму с водоохлаждаемой нижней частью. Выдача порошка из камеры производится шнеком.

Для производства распыленных порошков легированных сталей и специальных сплавов чаще используют вертикальные камеры с охлаждением капель в газовой среде. Эти установки имеют систему рециркуляции  инертного газа, обеспечивающую возможность неоднократного использования газа для  распыления.