一種霧化制備球形鎂粉的生產設備和制備方法技術

本發明專利技術涉及一種霧化球形鎂粉的生產設備和方法；該設備包括與真空系統相連接真空冶煉爐，和與真空冶煉爐、氣壓平衡罐和霧化室的水冷裝置連接的循環水冷卻系統、一安裝在霧化室內的限制式分布器和帶塞桿的保溫坩堝；限制式分布器為一金屬本體中心開有通孔，本體側壁徑向開有進氣口，在進氣口斜下方開一氣道，該氣道的末端延伸至通孔的末端，并且末端與霧化室的出料口相通；霧化室的出料口通過管路依次與離心分級器、旋風分級器、除塵器和離心風機串聯連通；該除塵器的另一根管道與位于氣壓平衡罐內的離心風機連通，氣壓平衡罐通過管線連接氣瓶組，和通過另一根管線與真空系統連接。本發明專利技術的方法生產的鎂粉球形度好，振實密度高，產品收得率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鎂粉的生產工藝和專用設備，更具體地說是涉及一種霧化球形鎂粉的生產工藝及其專用設備。
技術介紹
金屬粉末，尤其是鎂粉，在粉末冶金、煉鋼、化工、陶瓷、電子和軍工等工業領域中被廣泛應用，它除制作各種機械部件和有關材料外，還可直接應用于許多地方，例如用作顏料、添加劑、催化劑、油墨、引火物、焊條、涂料、復印載體以及農用等等。尤其是球形超細金屬粉末，因其具有較高的松裝密度和較高的活性，所以在軍火工業中比不規則粉末較以優先采用，如燃燒彈中所用的球形鎂粉。目前生產鎂粉的方法有機械粉碎法和離心霧化法，機械粉碎法就是通過銑床產生鎂屑，將鎂屑輸送到高速旋轉的渦流鎂粉機中，鎂屑在高速渦流機中不斷互相摩擦、碰撞，磨去棱角卷曲而形成空心粉末。這種鎂粉表面不光滑，形狀不規則，活性和松裝密度低，粒度分布在20-150目。離心霧化法是將熔融的金屬鎂液在氬氣保護下通過高速旋轉的離心轉盤霧化成球形鎂粉。名稱為“生產超細球形鎂粉的方法”，專利號ZL 02123552.X的中國專利公開了一種生產超細球形鎂粉的方法，包含將鎂錠原料清理雜質、熔化成鎂液、將鎂液霧化、分離；其特征在于，所述的將鎂液霧化是指在霧化罐中采用離心霧化法，包含步驟a.將鎂液恒溫加熱，并保持恒速；b.將恒溫恒速的鎂液離心甩成霧滴；c.將霧滴通過惰性氣體冷卻成粉末，所述惰性氣體冷卻成粉末來分離是指氬氣密閉循環冷卻成粉末來分離。采用上述方法制備的鎂粉表面光滑，活性和松裝密度高，但中位徑d50＝45μm(其中325目以下的粉占40％)僅接近40％，而且產量低，單位產品能耗高，無法長時間連續生產，并且只用氬氣作為保護氣體，鎂粉表面沒有鈍化層，活性很高，在生產中出現較細的鎂粉一經與空氣接觸，暴露在空氣中的鎂顆粒立即與氧氣進行氧化反應，放出大量熱，易引起燃燒和爆炸。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有生產鎂粉的工藝和設備存在不安全因素的缺陷，從而提供一種能夠長時間連續生產、安全可靠的霧化球形鎂粉的生產方法，以及提供一種能夠使得鎂粉產量高、單位產品能耗低的專用設備。本專利技術的目的是這樣實現的本專利技術提供的制備霧化球形鎂粉的生產設備，包括一真空冶煉爐4，并與真空系統24相連接，霧化室7、旋風分級器12、除塵器19、氣壓平衡罐21和位于所述氣壓平衡罐21內的離心風機20；其特征在于，還包括循環水冷卻系統、動態補氣系統、離心分級器10、串連于所述氣壓平衡罐21的壓縮機1和緩沖罐2、一安裝在所述霧化室7內的限制式分布器6和安裝有塞桿25的保溫坩堝5；其中所述限制式分布器6包括一金屬本體34，在所述金屬本體34中部有一層厚1～10mm耐腐蝕襯里28，其中心開有通孔作為金屬鎂液通道27，其金屬鎂液通道27的孔徑為2～20mm；并沿所述分布器本體34的側壁徑向開有直徑為3～20mm的進氣口29，在進氣口29斜下方開一氣道30，與所述進氣口29相通，該氣道30與所述金屬鎂液通道27的夾角為20～90°，所述氣道30的末端延伸至金屬鎂液通道27的末端，該氣道30和金屬鎂液通道27的末端與所述霧化室7的出料口相通；其中所述真空冶煉爐4出料口通過帶有保溫層的管路411插入所述保溫坩堝5內，該保溫坩堝5安裝在限制式分布器6上，并且保溫坩堝5的底部液孔與金屬鎂液通道27的上端口對準，它們一起安裝在霧化室7內頂部；所述塞桿25抵在保溫坩堝5的底部液孔上，塞桿25的另一端與一用于提拉塞桿25的提升機構(圖中未示出)連接；所述緩沖罐2的出口通過輸氣管路201與所述進氣口29連通；所述霧化室7的出料口通過輸料管路72依次與離心分級器10的底口連通，該離心分級器10上口再與所述旋風分級器12、所述除塵器19和所述離心風機20串聯連通，所述霧化室7的輸料管路72上還設置有套管換熱器8和第一列管換熱器11，該霧化室7的上口設置一根管道71，該管道71通過第二列管換熱器9與所述氣壓平衡罐21連通，所述離心分級器10的出料口依次連通第一緩沖料罐13和第一收集料罐16；該離心分級器10的上口通過輸運管101與所述旋風分級器12的入口連通，所述旋風分級器12的第一出料口依次連通第二緩沖料罐14和第二收集料罐17，第二出料口依次連通第三緩沖料罐15和第三收集料罐18，該旋風分級器12的上出口通過輸料管道121與除塵器19連通，該除塵器19的另一根管線122與位于所述氣壓平衡罐21內的離心風機20連通，所述氣壓平衡罐21通過帶閥門的輸氣管線2101連接到氣瓶組23，和通過另一根輸氣管道2102與真空系統24連接；所述循環水冷卻系統通過管路分別連接至套管換熱器8、第二列管換熱器9，第一列管換熱器11、以及壓縮機1、霧化室7和氣壓平衡罐21上的水冷散熱裝置(圖中未示出)；所述動態補氣系統，包括氬氣含量監控器(圖中未示出)和通過輸氣管221與所述氣壓平衡罐21連通的氮氣瓶22。在上述的技術方案中，所述真空冶煉爐4、霧化室5、氣壓平衡罐21上均設置有泄爆裝置(圖中未示出)。在上述的技術方案中，所述泄爆裝置為夾持式圓形爆破膜，其爆破壓力為0.2～1.0Mpa。在上述的技術方案中，所述耐腐蝕襯里為岫石襯里。在上述的技術方案中，所述氣道(30)為上大下小的圓錐形。本專利技術提供的制備霧化球形鎂粉的方法，其特征在于包括以下步驟(1)混合惰性氣體的制備先將整個霧化系統抽真空，然后充入氮氣和氬氣到氣壓平衡罐中，其中氬氣的體積百分比76％～90％，余量為氮氣，直至整個系統內壓強為101～102Kpa時停止充氣，在氣壓平衡罐21內離心風機20的作用下，將兩種氣體充分混合，得到混合惰性氣體；開啟壓縮機1將混合惰性氣體升壓至緩沖罐2內，使緩沖罐2內的壓強為1～2MPa，緩沖罐2內的低壓混合氣體作為霧化金屬鎂液的氣體來源；(2)真空冶煉在真空冶煉爐4中將經過清洗烘干的金屬鎂錠加熱至830-850℃，同時通入體積濃度為0.1～5％的六氟化硫對熔融的鎂液進行保護；(3)鎂液的輸送加熱保溫坩堝5至800～850℃，然后把真空冶煉爐4內的金屬鎂液輸送到位于霧化室7上部的保溫坩堝5內；接著開啟壓縮機1和氣壓平衡罐21內的離心風機20；(4)鎂液的霧化和鎂粉的冷卻使鎂液以20～300kg/h的流量通過限制式分布器6中的金屬鎂液通道27，并通過從氣道30吹出步驟1配制的壓力為1.0～2.0Mpa，流量為50～2000m3/h的混合惰性氣體將熔融的鎂液霧化成金屬鎂粉，同時金屬鎂粉被來自管道71的流量為800～20000m3/h的氬氣和氮氣混合惰性氣體冷卻；(5)鎂粉的分離收集將步驟(2)得到的鎂粉，先后輸送進入離心分級器10和旋風分級器12進行分離并得到不同粒徑的鎂粉產品，然后在步驟(2)中所述的氬氣和氮氣混合惰性氣體保護下封裝存儲。上述技術方案中，所述氬氣和氮氣的混合氣體中，氬氣含量占總體積的76～90％，余量為氮氣。本專利技術的優點是本專利技術提供的霧化球形鎂粉的生產設備，由于采用了一種限制式分布器6，可以通過控制通入該限制式分布器6的混合惰性氣體流量，和能在一定范圍內調整金屬鎂液的流量，就可實現調整霧化鎂粉顆粒粒徑的正態分布，對生產的效果起決定性的作用。由于本專利技術采用的惰性氣體為氬氣含量占總體積的76～90％，余量為氮氣的混合氣體，而且這種混合惰性氣體要在霧化金屬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種霧化制備球形鎂粉的生產設備，包括一真空冶煉爐（４），并與真空系統（２４）相連接，霧化室（７）、旋風分級器（１２）、除塵器（１９）、氣壓平衡罐（２１）、位于所述氣壓平衡罐（２１）內的離心風機（２０），和與真空冶煉爐（４）、氣壓平衡罐（２１）和霧化室（７）的水冷裝置連接的循環水冷卻系統（３３）；其特征在于，還包括動態補氣系統、離心分級器（１０）、串連于所述氣壓平衡罐（２１）的壓縮機（１）和緩沖罐（２）、一安裝在所述霧化室（７）內的限制式分布器（６）和安裝有塞桿（２５）的保溫坩堝（５）；其中所述限制式分布器（６）包括一金屬本體（３４），在所述金屬本體（３４）中部有一層厚１～１０ｍｍ耐腐蝕襯里（２８），其中心開有通孔作為金屬鎂液通道（２７），其金屬鎂液通道（２７）的孔徑為２～２０ｍｍ；并沿所述分布器本體（３４）的側壁徑向開有直徑為３～２０ｍｍ的進氣口（２９），在進氣口（２９）斜下方開一氣道（３０），與所述進氣口（２９）相通，該氣道（３０）與所述金屬鎂液通道（２７）的夾角為２０～９０°，所述氣道（３０）的末端延伸至金屬鎂液通道（２７）的末端，該氣道（３０）和金屬鎂液通道（２７）的末端與所述霧化室（７）的出料口相通；其中所述真空冶煉爐（４）出料口通過帶有保溫層的管路（４１１）插入所述保溫坩堝（５）內，該保溫坩堝（５）安裝在限制式分布器（６）上，并且保溫坩堝（５）底部的液孔與限制式分 布器（６）的金屬鎂液通道（２７）的上端口對準，它們一起安裝在霧化室（７）內；所述塞桿（２５）抵在保溫坩堝（５）的底部液孔上，塞桿（２５）的另一端與一用于提拉塞桿（２５）的提升機構連接；所述緩沖罐（２）的出口通過輸氣管路（２０１）與所述限制式分布器（６）的進氣口（２９）連通；所述霧化室（７）的出料口通過輸料管路（７２）依次與離心分級器（１０）的底口連通，該離心分級器（１０）上口再與所述旋風分級器（１２）、所述除塵器（１９）和所述離心風機（２０）串聯連通，所述霧化室（７）的輸料管路（７２）上還設置有套管換熱器（８）和第一列管換熱器（１１），該霧化室（７）的上口設置一根管道（７１），該管道（７１）通過第二列管換熱器（９）與所述氣壓平衡罐（２１）連通，所述離心分級器（１０）的出料口依次連通第一緩沖料罐（１３）和第一收集料罐（１６）；該離心分級器（１０）的上口通過輸運管（１０１）與所述旋風分級器（１２）的入口連通，所述旋風分級器（１２）的第一出...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林剛，李濤，
申請(專利權)人：林剛，李濤，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]