Stroj za razprševanje vode s kovinskim prahom 100 mesh – 400 mesh

Prah, pripravljen z vakuumsko zračno atomizacijo, ima prednosti visoke čistosti, nizke vsebnosti kisika in drobne velikosti delcev prahu. Po letih nenehnih inovacij in izboljšav se je praškasta tehnologija atomizacije z vakuumskim zrakom razvila v glavno metodo za proizvodnjo visoko zmogljivih kovinskih in zlitin v prahu ter postala vodilni dejavnik, ki podpira in spodbuja raziskave novih materialov in razvoj novih tehnologij. Urednik je predstavil princip, postopek in opremo za mletje prahu vakuumske zračne atomizacije ter analiziral vrste in uporabo prahu, pripravljenega z vakuumsko zračno atomizacijo.

Metoda atomizacije je metoda priprave prahu, pri kateri hitro premikajoča se tekočina (medij za atomizacijo) udari ali kako drugače razbije tekočino iz kovine ali zlitine v drobne kapljice, ki se nato kondenzirajo v trden prah. Atomizirani praškasti delci nimajo le popolnoma enake homogene kemijske sestave kot dana staljena zlitina, temveč tudi zaradi hitrega strjevanja izpopolni kristalno strukturo in odpravi makrosegregacijo druge faze. Običajno uporabljen medij za razprševanje je voda ali ultrazvok, ki se ustrezno imenuje razprševanje vode in plina. Kovinski praški, pripravljeni z atomizacijo vode, imajo visok izkoristek in ekonomičen izkoristek, hitrost ohlajanja pa je hitra, vendar imajo praški visoko vsebnost kisika in nepravilno morfologijo, običajno kosmiči. Prah, pripravljen s tehnologijo ultrazvočne atomizacije, ima majhno velikost delcev, visoko sferičnost in nizko vsebnost kisika ter je postal glavna metoda za proizvodnjo visoko zmogljivih sferičnih kovinskih in zlitin v prahu.

Tehnologija vakuumskega taljenja z visokotlačno atomizacijo plina združuje tehnologijo visokega vakuuma, tehnologijo visokotemperaturnega taljenja, visokotlačno in visokohitrostno plinsko tehnologijo ter se proizvaja za potrebe razvoja prašne metalurgije, zlasti za proizvodnjo visoko- kakovostne zlitine, ki vsebujejo aktivne elemente v prahu. Tehnologija ultrazvočnega / plinskega razprševanja v prah je nova tehnologija hitrega strjevanja. Zaradi visoke hitrosti hlajenja ima prašek lastnosti prečiščenosti zrn, enotno sestavo in visoko topnost trdnih snovi.

Poleg zgornjih prednosti ima kovinski prah, proizveden z vakuumsko taljenjem visokotlačno plinsko atomizacijo, naslednje tri značilnosti: čisti prah, nizko vsebnost kisika; visok izkoristek finega prahu; visoka sferičnost videza. Strukturni ali funkcionalni materiali iz tega prahu imajo številne prednosti pred običajnimi materiali glede fizikalnih in kemijskih lastnosti. Razviti praški vključujejo prah superzlitin, prah zlitin s termičnim razprševanjem, prah bakrovih zlitin in prah iz nerjavečega jekla.

1 Postopek in oprema za mletje prahu z vakuumsko atomizacijo zraka

1.1 Postopek mletja prahu z vakuumsko atomizacijo zraka

Metoda razprševanja z vakuumsko zračno atomizacijo je nova vrsta postopka, ki se je v zadnjih letih razvila v industriji proizvodnje kovinskega prahu. Njegove prednosti so lahka oksidacija materialov, hitro kaljenje kovinskega prahu in visoka stopnja avtomatizacije. Specifični postopek je, da se po tem, ko je zlitina (kovina) stopljena in prečiščena v indukcijski peči, staljena kovinska tekočina vlije v toplotno izolacijo in vstopi v vodilno cev in šobo, tok taline pa se razprši z visoko tlačni pretok plina. Razpršeni kovinski prah se strdi in usede v atomizacijskem stolpu ter pade v rezervoar za zbiranje prahu.

Oprema za razprševanje, ultrazvočno razprševanje in pretok kovinske tekočine so trije osnovni vidiki procesa razprševanja plina. V opremi za razprševanje vbrizgani razpršilni ultrazvok pospeši in sodeluje s tokom vbrizgane kovinske tekočine, da tvori polje pretoka. V tem polju toka se tok staljene kovine prekine, ohladi in strdi, s čimer dobimo prah z določenimi lastnostmi. Parametri opreme za atomizacijo vključujejo strukturo šob, strukturo katetra, položaj katetra itd., plin za atomizacijo in njegove procesne parametre vključujejo ultrazvočne lastnosti, vstopni tlak zraka, hitrost zraka itd., pretok kovinske tekočine in njeni procesni parametri vključujejo pretok kovinske tekočine lastnosti, pregrevanje, premer pretoka tekočine itd. Ultrazvočna atomizacija doseže namen prilagajanja velikosti delcev prahu, porazdelitve velikosti delcev in mikrostrukture s prilagajanjem različnih parametrov in njihove koordinacije.

1.2 Vakuumska oprema za razprševanje zraka v prah

Trenutna oprema za prašenje z vakuumsko atomizacijo vključuje predvsem tujo opremo in domačo opremo. Oprema, proizvedena v tujini, ima visoko stabilnost in visoko natančnost nadzora, vendar so stroški opreme visoki, stroški vzdrževanja in popravil pa visoki. Stroški domače opreme so nizki, stroški vzdrževanja so nizki, vzdrževanje pa priročno. Vendar domači proizvajalci opreme na splošno ne obvladajo osnovnih tehnologij opreme, kot so razpršilne šobe in postopki razprševanja. Trenutno ustrezni tuji raziskovalni inštituti in proizvodna podjetja ohranjajo tehnologijo strogo zaupno, specifičnih in industrializiranih procesnih parametrov pa ni mogoče pridobiti iz ustrezne literature in patentov. Zaradi tega je izkoristek visokokakovostnega prahu prenizek, da bi bil ekonomičen, kar je tudi glavni razlog, zakaj moja država ni bila sposobna industrijsko proizvesti visokokakovostnega prahu, čeprav obstaja veliko enot za proizvodnjo aerosolnega prahu in znanstvenoraziskovalnih enot.

Struktura naprave za ultrazvočno atomizacijo je sestavljena iz naslednjih delov: indukcijska talilna peč z vmesno frekvenco, zadrževalna peč, sistem za atomizacijo, rezervoar za atomizacijo, sistem za zbiranje prahu, sistem za ultrazvočno napajanje, sistem za vodno hlajenje, krmilni sistem itd.

Trenutno se različne raziskave aerosolizacije osredotočajo predvsem na dva vidika. Po eni strani se preučujejo parametri strukture šobe in značilnosti toka curka. Namen je pridobiti razmerje med poljem zračnega toka in strukturo šobe, tako da ultrazvok doseže hitrost na izhodu iz šobe, medtem ko je hitrost ultrazvočnega pretoka majhna, in zagotavlja teoretično osnovo za načrtovanje in obdelavo šobe. Po drugi strani pa smo proučevali razmerje med parametri procesa atomizacije in lastnostmi prahu. Njegov namen je preučiti učinek parametrov postopka atomizacije na lastnosti prahu in učinkovitost atomizacije na podlagi specifične šobe za optimizacijo in usmerjanje proizvodnje prahu. Z eno besedo, izboljšanje produktivnosti finega prahu in zmanjšanje porabe plina vodi razvojno smer tehnologije ultrazvočne atomizacije.

1.2.1 Različne vrste šob za ultrazvočno atomizacijo

Plin za razprševanje poveča hitrost in energijo skozi šobo, s čimer učinkovito razbije tekočo kovino in pripravi prah, ki ustreza zahtevam. Šoba nadzoruje pretok in vzorec toka razpršenega medija ter igra ključno vlogo pri ravni učinkovitosti razprševanja in stabilnosti procesa razprševanja ter je ključna tehnologija ultrazvočne razpršitve. V zgodnjem procesu atomizacije plina je bila na splošno uporabljena struktura šob s prostim padanjem. Ta šoba je preproste zasnove, ni je enostavno blokirati, postopek krmiljenja pa je razmeroma preprost, vendar njegova učinkovitost atomizacije ni visoka in je primerna samo za proizvodnjo prahu z velikostjo delcev 50–300 μm. Da bi izboljšali učinkovitost razpršitve, so kasneje razvili restriktivne šobe ali tesno sklopljene razpršilne šobe. Tesna ali restriktivna šoba skrajša razdaljo leta plina in zmanjša izgubo kinetične energije v procesu pretoka plina, s čimer se poveča hitrost in gostota toka plina, ki medsebojno deluje s kovino, in poveča izkoristek finega prahu.

1.2.1.1 Šoba z obodno režo

Visokotlačni ultrazvok vstopa v šobo tangencialno. Nato se z veliko hitrostjo izvrže, da nastane vrtinec