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镁粉广泛应用于国民经济各领域,现代航天航空、军事要求镁粉粒度小于44μm、活性度高,成球性佳,流动性好,松装密度大。本文采用氩气保护、双流雾化法制球形镁粉,其活性度达到98%以上,平均粒径在50~60μm。主要指标达到国家军用标准。该方法具有技术先进、成本低、适应工业化大规模生产等突出的优点。使用该方法生产球形镁粉具有高价值与广阔应用前景。
前期通过对镁雾化制粉工艺与设备的探索性实验,因其化学性质活泼,较其他金属粉末更难制备,摸索出镁粉制备中的特有经验和规律,确定了使设备顺行及生产工艺连续进行的方法。
在本实验中采用冷态实验确定导液管伸长度为6.5mm时,其末端出口负压最高。在热态实验中探索了熔体温度、雾化气体压力、导液管伸出长度等因素对雾化效果的影响程度,确定了最佳生产工艺参数为:过热度250K、雾化压力为3.5MP。导液管末端出口伸长度为6.5mm。通过对产品的SEM图进行分析,小于250μm的颗粒都呈球形或类球形。在颗粒表面出现大量收缩皱纹,其表面且有一层薄氧化层。颗粒成球性良好、雾化效果佳。通过对产品的TEM照片分析,镁粉中存在少量的纳米颗粒团聚体,经过超声波分散后,大致在20~30nm。对产品的衍射图进行分析确定镁粉为多晶体,晶形发育较好。
通过对气体循环、气力输送、粉末收集系统的研究,从理论上计算出了管道中气流输粉速度,理论与实际较符合。确定了分级机在实际生产过程最佳工艺参数:二次风量4m3/min、转速2000rpm/min。
通过对在实验中遇到的安全问题分析了镁粉尘爆炸的条件、原因、机理,确定了预防燃烧爆炸的措施。对工业实验成本进行分析得出产品纯利润为102448元/吨。