一种磁旋转弧等离子体球化工艺系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种磁旋转弧等离子体球化工艺系统，包括：反应系统，包括依次连接的原料仓、送料装置、磁旋转弧等离子体炬发生装置、球化室；淬冷气循环系统，包括依次循环连接的球化室、旋风分离器、过滤除尘装置、换热器、气体缓冲罐、风机；旋风分离器的固体物料出口与第一成品料仓连接；过滤除尘装置的固体物料出口与第二成品料仓连接。本实用新型专利技术的磁旋转弧等离子体球化工艺系统具有以下特点：1、可分级收获成品；2、可实现淬冷气的循环利用；3、对工况突发变化的适应能力强。工况突发变化的适应能力强。工况突发变化的适应能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种磁旋转弧等离子体球化工艺系统


[0001]本技术涉及等离子球化领域，具体涉及一种磁旋转弧等离子体球化工艺系统。

技术介绍

[0002]目前利用等离子体进行球形粉体的制备已有多种文献及专利报道，例如：
[0003]CN103084579B公开采用旋转电极制造球形粉末的设备及工艺，等离子旋转电极雾化采用等离子轰击高速旋转的棒材，熔融的液滴在离心力的作用下形成小液滴，冷凝球化成分，适用于多种球形粉体的制造，但球形粉体的粒度分布主要受限于转速，细粉(小于100μm)收率较低，难以满足3D打印的需求，同时等离子体旋转电极雾化法对制备的材料有导电性的要求，难以满足诸如氧化铝等绝缘材料的微球制备。
[0004]US005707419A公开了一种等离子体雾化生产球形粉末的方法，其将金属丝材送入3支对称分布的等离子炬所释放的等离子体火焰的交汇点，利用高速等离子体火焰熔融丝材并雾化破碎成小液滴进行制粉，但火焰交汇点已远离电弧，能量利用较低，主要用于制备钛及钛合金球形粉体。
[0005]“朱海龙，叶高英，程昌明，杨发展，童洪辉.射频热等离子体球化氧化铝粉末的实验，稀有金属材料与工程，2014，43(11)：2810
‑
2813”采用射频等离子体实现氧化铝粉末的球化处理。
[0006]目前加拿大TEKNA公司的射频等离子体球化系统已经能够实现钨、钼、铌、铜等金属粉末及二氧化硅、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷粉末的球化处理。然而射频系统昂贵、电热转化效率低、大功率(MW级)射频等离子体设备研究罕见，限制了其大规模工业化应用。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的等离子球化效果不佳、难以放大等问题，本技术提供了一种磁旋转弧等离子体球化工艺系统。采取本技术能够有效强化粉末的球化效果，能够实现不同种类的球型粉体的大规模工业化生产。
[0008]本技术的磁旋转弧等离子体球化工艺系统具有以下特点：
[0009]1、可分级收获成品；
[0010]2、可实现淬冷气的循环利用；
[0011]3、对工况突发变化的适应能力强。
[0012]具体技术方案如下：
[0013]一种磁旋转弧等离子体球化工艺系统，包括：
[0014]反应系统，包括依次连接的原料仓、送料装置、磁旋转弧等离子体炬发生装置、球化室；
[0015]淬冷气循环系统，包括依次循环连接的球化室、旋风分离器、过滤除尘装置、换热器、气体缓冲罐、风机；
[0016]旋风分离器的固体物料出口与第一成品料仓连接；
[0017]过滤除尘装置的固体物料出口与第二成品料仓连接。
[0018]上述磁旋转弧等离子体球化工艺系统在使用时，原料仓的原料进入送料装置，送料装置将原料送到磁旋转弧等离子体炬发生装置，在磁旋转弧等离子体炬的高温作用下熔融形成液滴后进入球化室，在球化室内通过淬冷气快速冷却、凝固形成球形粉体。球形粉体在气流带动下进入旋风分离器，气固分离后，固体进入第一成品料仓，气体进入过滤除尘装置进行进一步气固分离，过滤除尘装置中分离的固体进入第二成品料仓，气体进入换热器，在换热器内进行降温后进入气体缓冲罐，气体缓冲罐也可外接气源，可以调节气体缓冲罐内气压，从而可以更好地应对工况突发变化，起到缓冲效果。在风机的作用下，气体缓冲罐内的气体作为淬冷气回用到球化室。经过换热器降温的气体一方面不会对后续的风机造成高温损坏，另一方面可以在球化室有效起到淬冷效果。
[0019]在一优选例中，所述的磁旋转弧等离子体球化工艺系统，送料装置与磁旋转弧等离子体炬发生装置的顶部连接，磁旋转弧等离子体炬发生装置的顶部还设有载气入口。载气携带原料自上而下通过磁旋转弧等离子体炬，可充分受热。
[0020]在一优选例中，所述的磁旋转弧等离子体球化工艺系统，送料装置采用螺杆送料。
[0021]在一优选例中，所述的磁旋转弧等离子体球化工艺系统，风机为罗茨风机。
[0022]在一优选例中，所述的磁旋转弧等离子体球化工艺系统，风机与球化室的淬冷气喷嘴连接。
[0023]在一优选例中，所述的磁旋转弧等离子体球化工艺系统，磁旋转弧等离子体炬发生装置的阳极外侧设有励磁线圈。电弧能在励磁线圈产生的磁场作用下高速旋转，形成均匀的等离子体。
[0024]本技术的等离子炬采用的是磁旋转弧等离子炬，待处理的物料粉末在输送气体携带下从高速旋转电弧的上方通入，利用高速旋转的电弧进行加热，能够将物料直接穿过电弧进行加热，保证物料充分加热。加热后的粉末进入球化室，在极高的温度梯度下冷却固化，获得球型粉体。采用本技术能够提高物料粉末的球化效率及球化质量，降低能耗，适用于大规模工业化生产球型粉体。
[0025]本技术与现有技术相比，主要优点包括：
[0026]1)物料从电弧上方穿过高速旋转的电弧进行加热，能够使物料得到重复加热，提高球化质量及球化率，同时降低能耗。
[0027]2)系统设有过滤除尘和罗茨风机，能够将淬冷气循环使用，降低了原料气的使用，节约资源，降低成本。
[0028]3)球化系统生产过程连续、能耗低，能够实现工业化连续生产。
附图说明
[0029]图1为实施例的磁旋转弧等离子体球化工艺系统连接示意图；
[0030]图中：
[0031]1‑
原料仓
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
送料装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
磁旋转弧等离子体炬发生装置
[0032]4‑
球化室
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
旋风分离器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
第一成品料仓
[0033]7‑
过滤除尘装置 8
‑
第二成品料仓
ꢀꢀꢀꢀ9‑
换热器
[0034]10
‑
气体缓冲罐
ꢀꢀ
11
‑
风机。
具体实施方式
[0035]下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件。
[0036]如图1所示，本实施例的磁旋转弧等离子体球化工艺系统，包括反应系统和淬冷气循环系统。
[0037]反应系统包括依次连接的原料仓1、送料装置2、磁旋转弧等离子体炬发生装置3、球化室4。
[0038]送料装置2采用螺杆送料，其出口与磁旋转弧等离子体炬发生装置3 的顶部连接，磁旋转弧等离子体炬发生装置3的顶部还设有载气入口。磁旋转弧等离子体炬发生装置3的阳极外侧设有励磁线圈。电弧能在励磁线圈产生的磁场作用下高速旋转，形成均匀的等离子体。载气携带原料自上而下通过磁旋转弧等离子体炬，可充分受热。
[0039]淬冷气循环系统包括依次循环连接的球化室4、旋风分离器5、过滤除尘装置7、换热器9、气体缓冲罐10、风机11(具体为罗茨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁旋转弧等离子体球化工艺系统，其特征在于，包括：反应系统，包括依次连接的原料仓(1)、送料装置(2)、磁旋转弧等离子体炬发生装置(3)、球化室(4)；淬冷气循环系统，包括依次循环连接的球化室(4)、旋风分离器(5)、过滤除尘装置(7)、换热器(9)、气体缓冲罐(10)、风机(11)；旋风分离器(5)的固体物料出口与第一成品料仓(6)连接；过滤除尘装置(7)的固体物料出口与第二成品料仓(8)连接。2.根据权利要求1所述的磁旋转弧等离子体球化工艺系统，其特征在于，送料装置(2)与磁旋转弧等离子体炬发...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑骅，李如龙，邓玥，万玲，王佳丽，张铭，杨启炜，
申请(专利权)人：衢州晶洲科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：