无夹杂金属颗粒的生产设备和工艺制造技术

一种无夹杂金属颗粒的生产设备和工艺属于金属颗粒加工技术领域。现有金属颗粒生产技术存在设备复杂、生产效率低和能耗高等问题。本发明专利技术设备包括有熔化炉、保温炉、造粒系统和金属颗粒收集箱；保温炉经金属熔液输送管与熔化炉的出液口相连接；保温炉通过金属熔液输出管与造粒系统相连接；造粒系统由离心机和安装在离心机之上的转筒组成，转筒壁上分布有小孔，造粒系统置于金属颗粒收集箱中。本发明专利技术通过将金属铸锭在熔化炉中熔化，并将金属熔液在保温炉中保温后，将金属熔液注入离心机上的转筒内，金属熔液在离心力的作用下，经转筒壁上的小孔进入收集箱内，制得无夹杂金属颗粒。本发明专利技术具有生产效率高、工艺稳定性好、能耗低和操作安全等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属颗粒加工
，具体涉及一种制备金属颗粒 的设备和工艺，特别涉及一种无夹杂金属颗粒的生产设备和工艺。
技术介绍
金属材料的腐蚀给国民经济带来的损失十分惊人。表面涂渡技术 是提高材料耐蚀性最有效的方法之一，其中，涂镀锡、锌等涂层是应 用最为广泛的钢铁材料保护方法，是改善钢板耐蚀性能的重要途径。 镀液中锡(锌)离子的补充是通过添加锡(锌)颗粒实现的。目前，国内外制备锡、锌等金属颗粒主要采用熔滴法、飞溅法和机械加工法。应用机械加工方法制造金属颗粒的流程是金属铸锭— 熔化-浇注-热压—冲压—金属颗粒—包装。其工艺成熟，能生产合 格产品，存在的主要问题是①工艺过程复杂，加工工序多；②金 属颗粒收得率低，小于78%;③能耗高，22%以上的边角料需返回重 新熔化，多耗能22%以上；④冲压设备庞大，维修量大，劳动生产 率低； 设备建设投资高； 对成品金属颗粒有污染。中国专利技术专利CN1632972公开了一种用于锌锰干电池的锌粒，其 组成(重量)为0. 0005 ~ 0. 0030 %的镁;0. 001 ~ 0. 005 %的铟或 0.0005 - 0. 005 %的锡；0~ 0. 004 %的铅；0~ 0. 0005 %的镉;余量为 锌。还公开了上述锌粒的制造方法，其包括在制造时加入0. 0005 ~ 0. 0030 %的镁，0. 001 ~ 0. 005 %的铟或0. 0005 ~ 0. 005 %的锡，使用锌含量99. 9955 %以上，镉含量< 0.0005 %,铅含量《0. 004 %的锌 锭，熔铸温度为40(TC- 500。C，铸成锌板，并经过辘压，然后用冲 床冲制成锌粒。用该专利技术加工锌粒，设备和工艺复杂、能耗较高。中国专利技术专利CN1519070公开了钢砂生产工艺，该专利技术涉及一种 金属颗粒的制作工艺，特别涉及一种用于作为磨料以磨切石板材的钢 砂生产工艺，包括如下进行的步骤1)提供一种外形具有棱角的轴 承钢料以及一种淬火装置；2)将轴承钢料放入淬火装置中进行淬火 处理；3)提供一种破碎机；4)将淬火后的轴承钢料放入破碎机进行 破碎，获得粒度粗细不均的半成品钢砂；5)提供一种固-固分离装置； 6)将半成品钢砂放入固-固分离装置进行分级；7)分别收集，获得 成品钢砂。依照该工艺生产出来的金属颗粒棱角多、颗粒均匀性较差， 而且金属颗粒制备过程中，颗粒表面易被污染。中国专利技术专利CN1270865公开了一种锌粒加工方法及其设备。锌 锭通过电炉熔化后，通过恒温定量器定量流出，经转筒粒化器或转盘 粒化器粒化后，冷却接收，筛分后包装即可。锌粒加工设备包括恒温 定量器，转筒或转盘粒化器。该专利技术具有熔融锌一次粒化、冷却、成 型，但装备复杂，且安全性较差。中国专利技术专利CN1255415公开了一种锌的造粒方法及其设备，其 方法为恒温滴液，锌液温度控制在43(TC-46(TC之间，定径滴注， 滴注口的直径为所需锌粒直径的1/3-1/4之间；水浴冷却，水浴深 度〉400mm，水温控制在5 - 65。C之间。其设备由熔锌罐、滴注盘和冷 凝箱组成，且熔锌罐纵截面呈台阶状，滴注盘设在出液口的正下方，冷凝箱设在滴注盘的下方。用该专利技术制备的锌粒表面光洁，可满足多 种工业化生产所需锌粒的需求。但锌粒的生产效率较低，且锌粒需要 进行表面烘干，导致能耗增加。中国专利技术专利CN1127686公开了一种用于镀锡钢板高速电镀用 锡粒的制备方法。其主要特征在于恒温滴液，锡液温度控制在280 。C至30(TC之间；定径滴注，在滴注罐的下方设有滴注盘，在滴注盘 上至少设有1 4"一定直径的滴注口；双层冷却，锡液滴先滴入油浴再 进入水浴而冷凝成颗粒。用该专利技术方法制备的锡粒尺寸较小，且分布 均匀，不圆度小，表面光洁，可满足镀锡钢板高速电镀的工艺要求。 但该专利技术存在锡粒生产效率较低，锡粒表面易4t油浴污染，且锡粒需 要进行表面烘干，导致能耗增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，而提供一种无夹杂金 属颗粒的生产设备和工艺。本专利技术所提供的设备和工艺具有生产效率 高、工艺稳定性好、能耗低和操作安全等特点。本专利技术所提供的无夹杂金属颗粒的生产设备包括有熔化炉、保温 炉、造粒系统和金属颗粒收集箱；其中，保温炉经金属熔液输送管与 熔化炉的出液口相连接；保温炉通过金属熔液输出管与造粒系统相连 接；造粒系统由离心机和安装在离心机之上的转筒组成，转筒的壁上 分布有小孔，造粒系统置于金属颗粒收集箱中。其中，所述的出液口内还设置有金属熔液过滤网；金属熔液过滤 网是由耐蚀性、耐热性和耐磨性好的陶瓷材料制成，网孔的尺寸为(0. 75 - 1. 00 )謡x ( 0. 75 - 1. 00 ) mm,可防止熔化炉内的渣料进入 保温炉中。所述的金属熔液输送管也是采用耐蚀性、耐热性和耐磨性好的陶 瓷材料制成。所述的保温炉内设置有陶瓷内加热管和温度计，温度计与控温系 统连接，保温炉内金属熔液的温度由温度计和控温系统控制。所述的金属熔液输出管采用耐蚀性、耐热性和耐磨性好的陶瓷材 料制成。所述的转筒采用导热和吸热性能好的铸铁制造，转筒的壁厚为 80 — 120mm。转筒壁上的小孔的直径为0. 8 - 5. Omm，比金属颗粒直径 大2. 5% —4.5%。本专利技术所提供的无夹杂金属颗粒的生产工艺是通过将金属铸锭 在熔化炉中熔化，并将金属熔液在保温炉中保温后，将金属熔液注入 离心机上的转筒内，金属熔液在离心力的作用下，经转筒壁上的小孔 进入收集箱内，制得无夹杂金属颗粒，具体步骤如下1) 在氩气保护条件下，将金属铸锭在熔化炉中加热熔化，熔化 炉内的温度控制在金属铸锭熔点以上25 - 40。C的范围内；可以采用电阻炉或感应电炉加热熔化炉，充入氩气可防止金属铸 锭熔化时发生氧化。2) 将熔化炉内的金属熔液通过金属熔液输送管送入保温炉中， 并用陶瓷内加热管加热金属熔液，金属熔液温度控制在金属熔点以上 40 - 45。C的范围内；3)将保温炉中的金属熔液通过金属熔液输出管注入转筒内，启 动离心机，在收集箱中收集制得无夹杂金属颗粒，离心机的转速通过如下/>式确定<formula>formula see original document page 8</formula>式中，/7-离心才几的转数，r/min; K-金属炫液的密度，g/cm3; r-转筒的内半径，cm; / -调整系数，无夹杂金属颗粒的尺寸〈2mm时， "值为0. 8-0. 9，无夹杂金属颗粒的尺寸^2mtn时，"值为0. 6-0. 7。本专利技术的原理在于，在离心力作用下，金属熔液经转筒壁上的小 孔甩出，由于转筒的吸热直接变成金属颗粒。而在金属颗粒的离心成 型过程中，离心机转速的选择非常重要，转速过低，金属熔液从小孔 中甩出速度慢，金属颗粒可能直接在小孔中结晶凝固，有可能堵塞小 孔，降低金属颗粒的生产效率。转速过高，金属颗粒将撞击收集箱， 使收集箱变形甚至破裂，且转速过高造成能源浪费。本专利技术与现有技术对比，本专利技术具有如下优点1) 本专利技术金属铸锭熔化、金属熔液保温和金属颗粒成型一次完 成，流程短、效率高、能4毛低。2) 本专利技术金属铸锭熔化过程中采用氩气保护，金属熔液进入保 温炉时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无夹杂金属颗粒的生产设备，其特征在于，所述的设备包括有熔化炉（１）、保温炉（５）、造粒系统和金属颗粒收集箱（１３）；其中，保温炉（５）经金属熔液输送管（４）与熔化炉（１）的出液口（２）相连接；保温炉（５）通过金属熔液输出管（９）与造粒系统相连接；造粒系统由离心机（１０）和安装在离心机（１０）之上的转筒（１１）组成，转筒（１１）的壁上分布有小孔（１２），造粒系统置于金属颗粒收集箱（１３）中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，邢建东，雷永平，黄超，陈群，蒋志强，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]