《粉体制备技术》单元设计6-水雾化化生产钢铁粉末

《粉体制备技术》课第6单元课程单元教学设计（2012～2013学年第二学期）

单元名称：雾化法生产钢铁粉末-水雾化法生产钢铁粉末所属系部：冶金与建筑工程系

制定人：李国平

合作人：

制定时间：2013.07.06

莱芜职业技术学院

《粉体制备技术》课程单元教学设计

单元标题：雾化法生产钢铁粉末-水雾化法生产钢铁粉末单元教学学时 4 在整体设计中的

位置

第6次

授

课班级上课

时间

周月日

第节至

周月日

第节

上课

地点

教学目标

能力目标知识目标素质目标

1、了解水雾化制粉实验室管理制度

2、熟悉雾化制粉实验室安全操作规

程

3、掌握水雾化制取纯铁粉、合金粉

设备操作要点、注意事项、设备故障

诊断与处理

1、了解水雾化制取

纯铁粉、合金钢粉基

本原理与工艺流程

2、熟悉水雾化制粉

设备的操作规程和

操作要点

3、雾化粉末的后续

处理

组织现场生产

与企业管理

能力

训练任务任务1、雾化法制取金属粉末及合金粉末基础任务2、水雾化法制取钢铁粉末工艺

本

次

课

使

用

的

外

语

单

词

无

案例和教学材料（指教材或讲义、课件、参考资料、仪器、设备等）案例1.××（摘自××）

案例2.×××

案例3.×

资料。

仪器、设备。

附件：

教学教案

项目二：雾化法生产钢铁粉末

子项目1：水雾化法生产钢铁粉末

指导教师：李国平

莱芜职业技术学院

冶金与建筑工程系

2013.07.06

任务1：雾化法制取金属粉末及合金粉末基础

1.1 水雾化铁粉图片

莱钢粉末冶金厂水雾化铁粉莱钢粉末厂水雾化纯铁粉LAP100.29

金石水雾化铁粉JSW200

水雾化粉未制品未腐蚀（100×）水雾化粉未制品腐蚀（100×）

水雾化粉未制品腐蚀（400×）莱钢粉末厂雾化制粉电炉（15吨）

学院雾化设备

水雾化喷盘

浇注及烤包

莱钢粉末厂浇包-生产型

1.2 雾化法制取金属与合金粉末的优点

1.2.1 基本知识

雾化法是利用高速流体直接击碎液体金属或合金而制得金属粉末的方法，应用较广泛。用雾化法可生产熔点低于1700℃的各种金属及合金粉末。锡、铟、铅、铝、铜、镍、铁以及各种铁合金、铝合金、镍合金、低合金钢、不锈钢、高速钢和高温合金等都能用雾化法制成粉末。制造过滤器用的球形青铜粉、不锈钢粉、镍粉几乎全是采用雾化法生产的。用雾化法制取金属与合金粉末具有下列特点：

①雾化时金属呈熔融状态，由于在熔炼过程中较易添加各种合金元素，因而可以制得各种成分的合金粉末。

②每个粉末颗粒具有相同和均匀的化学成分，没有偏析，即每个颗粒体内不存在化学成分的微观不均匀性。

③粉末颗粒的形状、大小和结构，以及粒度分布可通过改变雾化工艺和调节工艺参数，在较宽的范围内调整。

④雾化粉末的非金属夹杂物较少，纯度较高，适于制造高强度、高密度、高性能的粉末冶金制品。

⑤粉末氧化的可能性主要在颗粒表面，粉末的氧化程度，可通过调节雾化工艺参

数进行调整。采用先进的雾化装置，严格的雾化工艺条件，可获得含氧量低于0.01%的优质合金粉末。

⑥可制得松装密度和振实密度较大，压缩性能较好的粉末。

⑦粉末性能重复性好，适于大批量生产。

⑧工艺流程简单，设备不复杂，投资少，不论规模大小，其技术经济指标都较合理。

⑨可以采用资源丰富廉价的原料（废钢、铸铁等）。

由于雾化法制造金属与合金粉末具有上述优点，所以近年来得到了迅速发展。目前世界上雾化法生产钢铁粉末的增长趋势大于还原法。当然，对于熔点较高的金属与合金，用雾化法制得小于10μm的细粉仍然是困难的。

1.2.2 雾化法的基本原理

雾化就是熔融的金属液流备高速运动的气流或液流介质切断、分散、裂化成微小液滴的过程。

雾化的几种形式：

金属液流雾化过程

喷嘴结构

1. 喷嘴设计要求

2. 喷嘴结构形式

防止喷嘴堵塞和液流回旋采取的措施：

环形喷射示意图

V型喷射示意图

1.2.3 影响雾化粉末性能的工艺因素

1. 雾化介质

主要包括雾化介质的类型和压力

2. 影响粉末性能的工艺因素

主要包括流体金属的表面张力、流体金属的黏度、过热度、喷嘴直径、其他因素等。

任务2：水雾化法制取钢铁粉末工艺

基本知识：

（1）水雾化法制取钢铁粉末的流程及优点

（2）水雾化钢铁粉末的制造工艺

（3）水雾化钢铁粉末的主要性能指标

能力培养目标：

熟练操作水雾化制粉设备，熟练雾化制粉工艺。

2.1水雾化法制取钢铁粉末的流程及优点

当前，高压水雾化是铁粉、低碳钢粉及合金钢粉的主要生产方法。水雾化制取铁粉和合金钢粉的设备工艺如图2-13所示。

在制取铁粉与钢粉的各种雾化工艺中，水雾化法不仅成本较低，而且制得的粉末性能能满足高密度粉末冶金制品生产的需要，特别是粉末热锻的需要。因此，对于生产铁粉和低合金钢粉来说，水雾化法值得推广。

2.1.1 工艺流程

2. 工艺特点

①采用高压水作为雾化介质，水的黏度与密度比气体介质大。因此，当水流和气流速度相同时，水雾化的动能大，对金属液流的破碎能力比气体雾化大。有人做过试验，用水雾化法制取得青铜粉末时，小于0.147mm（-100目）粉末的收得率为93%，而用