一种实验室用熔体干法粒化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种实验室用熔体干法粒化装置，该装置包括感应炉、旋转粒化系统、空气冷却系统、金属颗粒收集结构和气体收集系统；感应炉通过感应线圈给石墨坩埚加热，准确控制进行实验的溶体温度；旋转粒化系统中熔融金属注入转盘，通过驱动电机的驱动带动转盘转动，使熔融金属粒化；空气冷却系统将粒化飞溅出来金属颗粒冷却；金属颗粒收集结构对下落的金属颗粒金属收集；气体收集系统用于冷却金属颗粒的热空气。该实验装置可以用于研究熔体流量、熔体温度、粒化器参数和转速大小与粒化颗粒性质之间的关系。

A dry granulation device for melt in laboratory

The invention relates to a melt granulation device for laboratory, comprising induction furnace, rotary granulating system, air cooling system, the metal particle collection structure and gas collection system; induction furnace through the induction coil to the graphite crucible heating, accurate control of temperature dissolution experiments; rotating granulation system in molten metal injection the turntable, driven by the driving motor drives the turntable to rotate, the molten metal particle; air cooling system cooling splash out of granulated metal particles; metal particle collection structure of metal particles on the whereabouts of the metal collection; the gas collection system for hot air cooling of metal particles. The experimental apparatus can be used to study the relationship between melt flow rate, melt temperature, particle size and particle size, particle size and particle size.

【技术实现步骤摘要】
一种实验室用熔体干法粒化装置
本专利技术涉及一种研究金属颗粒制备的实验设备
，具体涉及一种实验室用熔体干法粒化装置。
技术介绍
旋转粒化技术在化工、粉末冶金、制药、食品和农业等方面应用广泛。英国Pickering等人在英国钢铁公司(BSC)率先将其引入到高炉熔渣的干法粒化过程，旋转粒化工艺因其生产效率高、粒度可控等优点倍受青睐，随后国内外很多学者对这种技术展开了大量研究。干法旋转粒化工艺不仅可以用于冶金熔渣的粒化，如高炉渣、转炉渣和电炉渣等，还可以用于金属熔体的粒化，如铁水、铁合金等。1941年日本学者棚泽等和1950年荷兰学者Hinze等人利用水溶液和有机溶液等进行了离心雾化液滴破碎的机理实验，实验结果表明，采用旋转盘离心雾化时，液体粒化的分裂形态如图所示。熔滴的形成主要有三种不同的机理：液滴状分裂(DDF,DropletDirectFormation)、纤维状分裂(LF,LinearFormation)和膜状分裂(FF,FilmForamation)。但是高温熔体粒化的分裂机理，还有待实验验证。熔体粒化颗粒的特性(粒径尺寸、粒径分布和球形度等)除了熔体自身性质影响之外，主要由粒化器参数、熔体温度、熔体流量和转速等因素控制。其中，熔体的温度是决定粒化颗粒性质的一个关键因素。实验室进行熔体粒化实验时，通常需要采用感应炉先将冶金熔渣或金属(合金)快速熔化，然后注入底部带孔的容器中，进行粒化实验。这一过程金属熔体会产生不同程度的温降，难以得到准确的温度与粒化颗粒性质之间的关系。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种可以得到温度与粒化颗粒性质之间的关系的实验室用熔体干法粒化装置。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种实验室用熔体干法粒化装置，包括感应炉、旋转粒化系统、空气冷却系统、金属颗粒收集结构和气体收集系统；感应炉：包括感应线圈、石墨坩埚和塞子；所述石墨坩埚的底部具有用于熔体下流的孔，所述塞子与所述孔滑动配合；所述感应线圈通过支架固定，并布设成环状结构，用于给石墨坩埚加热，所述石墨坩埚设置在感应线圈形成的环状结构中，石墨坩埚与感应线圈同轴设置；旋转粒化系统：包括雾化室、转盘、法兰、连接轴和驱动电机；所述雾化室具有熔融金属注入口、金属颗粒出口和空气出口，所述熔融金属注入口设置在雾化室的顶部，金属颗粒出口设置在雾化室的底部；所述转盘和法兰位于雾化室内部，转盘固定在法兰的上方，转盘与熔融金属注入口相对设置；所述连接轴设置在法兰的下方，且其顶部与法兰固定连接；所述驱动电机与连接轴连接，驱动连接轴沿其中心轴转动；所述感应炉设置在雾化室的上方，雾化室的顶部且围绕熔融金属注入口设有一圈耐火砖，所述感应线圈和石墨坩埚设置在耐火砖上；所述石墨坩埚底部的孔与熔融金属注入口同轴设置；空气冷却系统：包括空气压缩机、气瓶、多个空气喷嘴和空气喷嘴安装结构；所述空气压缩机的气体出口通过管道与气瓶的气体入口连通，气瓶的压缩气体出口通过气管与空气喷嘴的气体入口连通；所述空气喷嘴安装结构包括安装架和布风板；所述安装架设置在法兰的外周；所述布风板固定在安装架的顶部，所述布风板为环形结构，且具有多个空气喷嘴安装孔，所述多个空气喷嘴安装孔沿布风板周向布设，且多个空气喷嘴安装孔的圆心所在圆位于转盘顶部边缘外侧；金属颗粒收集结构：包括第一金属颗粒收集器；所述第一金属颗粒收集器用于收集从雾化室底部排出的金属颗粒；气体收集系统：包括热空气的收集器和第二金属颗粒收集器；所述收集器的气体入口通过管道与雾化室上的空气出口连通；所述第二金属颗粒收集器与连接，用于收集除尘产生的金属颗粒。作为优化，所述感应炉还包括引流管；所述引流管的顶部与石墨坩埚底部可拆卸连接，且引流管与石墨坩埚底部的孔同轴设置。作为优化，所述石墨坩埚的底部具有中空的延伸管，所述延伸管与石墨坩埚底部的孔同轴设置；所述延伸管与引流管的顶部螺纹连接。作为优化，还包括感应炉控制柜；所述感应炉控制柜通过控制感应线圈中的电流，实现对石墨坩埚加热温度的控制。作为优化，还包括高速摄像机；所述雾化室的顶部具有用于安装高速摄像机的观察孔，所述高速摄像机的镜头朝向雾化室的底部。作为优化，所述气体收集系统还包括温度检测仪；所述温度检测仪设置在收集器的气体入口与雾化室上的空气出口之间的管道上，用于检测收集的气体温度。作为优化，所述金属颗粒出口为环形结构，且沿雾化室底壁周向设置。作为优化，所述第一金属颗粒收集器为环形结构，设置在雾化室的外侧，且位于雾化室的底部，第一金属颗粒收集器上端的开口与雾化室底部的金属颗粒出口相对。作为优化，所述转盘为顶部直径大于底部直径喇叭状结构。作为优化，所述旋转粒化系统还包括变频器，所述变频器与驱动电机连接，用于控制驱动电机的转速。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点：1.本装置可以用来研究熔体流量、熔体温度、粒化器参数和转速大小与粒化颗粒性质之间的关系。2.粒化过程，利用高速摄像机经观察孔拍摄熔体粒化照片，进而可以分析高温熔体的粒化机制。3.冷却空气换热后经温度检测仪测温，得到热空气温度，进而可以计算余热回收效率。4.在旋转粒化系统上方加感应炉，通过感应炉控制柜，可以准确控制粒化时熔体的温度。5.跟金属先在感应炉中熔化，然后注入底部有孔容器进行粒化相比，使用本装置操作简便、安全、高效，且占地面积小。6.石墨坩埚消耗快，通过延伸管与引流管的顶部螺纹连接，便于安装、更换石墨坩埚。7.引流管可以大大降低气流对从坩埚底部流下来的熔体的影响，保证粒化效果。附图说明图1为实验室用熔体干法粒化装置的结构图。图2为石墨坩埚的结构图。图3为法兰的布风板的示意图。图4为现有技术中转盘旋转粒化的分裂机理图，(a)、(b)和(c)分别三种不同状态下的分裂机理图。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。一种实验室用熔体干法粒化装置，包括感应炉、旋转粒化系统、空气冷却系统、金属颗粒收集结构和气体收集系统。感应炉：包括感应线圈11、石墨坩埚2和塞子1；所述石墨坩埚2的底部具有用于熔体下流的孔，所述塞子1与所述孔滑动配合；所述感应线圈11通过支架固定，并布设成环状结构，用于给石墨坩埚2加热，所述石墨坩埚2设置在感应线圈11形成的环状结构中，石墨坩埚2与感应线圈11同轴设置；为了便于安装和更换石墨坩埚，感应炉还包括引流管21；所述引流管21的顶部与石墨坩埚2底部可拆卸连接，且引流管21与石墨坩埚2底部的孔同轴设置。具体地，石墨坩埚2的底部具有中空的延伸管2-1，所述延伸管2-1与石墨坩埚2底部的孔同轴设置；所述延伸管2-1与引流管21的顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验室用熔体干法粒化装置，其特征在于：包括感应炉、旋转粒化系统、空气冷却系统、金属颗粒收集结构和气体收集系统；感应炉：包括感应线圈(11)、石墨坩埚(2)和塞子(1)；所述石墨坩埚(2)的底部具有用于熔体下流的孔，所述塞子(1)与所述孔滑动配合；所述感应线圈(11)通过支架固定，并布设成环状结构，用于给石墨坩埚(2)加热，所述石墨坩埚(2)设置在感应线圈(11)形成的环状结构中，石墨坩埚(2)与感应线圈(11)同轴设置；旋转粒化系统：包括雾化室(9)、转盘(4)、法兰(5)、连接轴(7)和驱动电机(12)；所述雾化室(9)具有熔融金属注入口、金属颗粒出口和空气出口，所述熔融金属注入口设置在雾化室(9)的顶部，金属颗粒出口设置在雾化室(9)的底部；所述转盘(4)和法兰(5)位于雾化室(9)内部，转盘(4)固定在法兰(5)的上方，转盘(4)与熔融金属注入口相对设置；所述连接轴(7)设置在法兰(5)的下方，且其顶部与法兰(5)固定连接；所述驱动电机(12)与连接轴(7)连接，驱动连接轴(7)沿其中心轴转动；所述感应炉设置在雾化室(9)的上方，雾化室(9)的顶部且围绕熔融金属注入口设有一圈耐火砖(6)，所述感应线圈(11)和石墨坩埚(2)设置在耐火砖(6)上；所述石墨坩埚(2)底部的孔与熔融金属注入口同轴设置；空气冷却系统：包括空气压缩机(20)、气瓶(15)、多个空气喷嘴(17)和空气喷嘴安装结构；所述空气压缩机(20)的气体出口通过管道与气瓶(15)的气体入口连通，气瓶(15)的压缩气体出口通过气管(16)与空气喷嘴(17)的气体入口连通；所述空气喷嘴安装结构包括安装架(8)和布风板(3)；所述安装架(8)设置在法兰(5)的外周；所述布风板(3)固定在安装架(8)的顶部，所述布风板(3)为环形结构，且具有多个空气喷嘴安装孔(3‑1)，所述多个空气喷嘴安装孔(3‑1)沿布风板(3)周向布设，且多个空气喷嘴安装孔(3‑1)的圆心所在圆位于转盘(4)顶部边缘外侧；金属颗粒收集结构：包括第一金属颗粒收集器(10)；所述第一金属颗粒收集器(10)用于收集从雾化室(9)底部排出的金属颗粒；气体收集系统：包括热空气的收集器(19)和第二金属颗粒收集器；所述收集器(19)的气体入口通过管道与雾化室(9)上的空气出口连通；所述第二金属颗粒收集器与连接，用于收集除尘产生的金属颗粒。...

【技术特征摘要】
1.一种实验室用熔体干法粒化装置，其特征在于：包括感应炉、旋转粒化系统、空气冷却系统、金属颗粒收集结构和气体收集系统；感应炉：包括感应线圈(11)、石墨坩埚(2)和塞子(1)；所述石墨坩埚(2)的底部具有用于熔体下流的孔，所述塞子(1)与所述孔滑动配合；所述感应线圈(11)通过支架固定，并布设成环状结构，用于给石墨坩埚(2)加热，所述石墨坩埚(2)设置在感应线圈(11)形成的环状结构中，石墨坩埚(2)与感应线圈(11)同轴设置；旋转粒化系统：包括雾化室(9)、转盘(4)、法兰(5)、连接轴(7)和驱动电机(12)；所述雾化室(9)具有熔融金属注入口、金属颗粒出口和空气出口，所述熔融金属注入口设置在雾化室(9)的顶部，金属颗粒出口设置在雾化室(9)的底部；所述转盘(4)和法兰(5)位于雾化室(9)内部，转盘(4)固定在法兰(5)的上方，转盘(4)与熔融金属注入口相对设置；所述连接轴(7)设置在法兰(5)的下方，且其顶部与法兰(5)固定连接；所述驱动电机(12)与连接轴(7)连接，驱动连接轴(7)沿其中心轴转动；所述感应炉设置在雾化室(9)的上方，雾化室(9)的顶部且围绕熔融金属注入口设有一圈耐火砖(6)，所述感应线圈(11)和石墨坩埚(2)设置在耐火砖(6)上；所述石墨坩埚(2)底部的孔与熔融金属注入口同轴设置；空气冷却系统：包括空气压缩机(20)、气瓶(15)、多个空气喷嘴(17)和空气喷嘴安装结构；所述空气压缩机(20)的气体出口通过管道与气瓶(15)的气体入口连通，气瓶(15)的压缩气体出口通过气管(16)与空气喷嘴(17)的气体入口连通；所述空气喷嘴安装结构包括安装架(8)和布风板(3)；所述安装架(8)设置在法兰(5)的外周；所述布风板(3)固定在安装架(8)的顶部，所述布风板(3)为环形结构，且具有多个空气喷嘴安装孔(3-1)，所述多个空气喷嘴安装孔(3-1)沿布风板(3)周向布设，且多个空气喷嘴安装孔(3-1)的圆心所在圆位于转盘(4)顶部边缘外侧；金属颗粒收集结构：包括第一金属颗粒收集器(10)；所述第一金属颗粒收集器(10)用于收集从雾化室(9)底部排出的金属颗粒；气体收集系统：包...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕学伟，贺文超，张宇，李雪琴，严志明，吕学明，党杰，张颖异，白晨光，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50