一種無底料氣流磨制粉設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無底料氣流磨制粉設備，包含加料裝置、第一磨室、第一分選輪、第二磨室、第二分選輪、旋風收集器；所述的加料裝置設置在第一磨室的上部，加料裝置與第一磨室相連，第一磨室內設置有噴嘴和與合金片發生撞擊的撞擊板，在第一磨室還設置有帶葉片的第一分選輪；分選輪的排氣口與第二磨室底部的接管相連；第二磨室的側壁上設置有噴嘴，所述的噴嘴2個以上；第二磨室的上部設置有帶葉片的第二分選輪，第二分選輪的排氣口與旋風收集器的進氣口通過管路相連。
【專利說明】一種無底料氣流磨制粉設備
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于粉體設備領域，特別是涉及一種無底料氣流磨制粉設備。
【背景技術】
[0002] 釹鐵硼稀土永磁合金，以其優良的磁性能得到越來越多的應用，被廣泛用于醫療 的核磁共振成像，計算機硬盤驅動器，音響、手機等；隨著節能和低碳經濟的要求，釹鐵硼稀 土永磁合金又開始在汽車零部件、家用電器、節能和控制電機、混合動力汽車，風力發電等 領域應用。
[0003] 中國專利ZL01116103. 5公開了一種Re-Fe-B系稀土磁鐵用合金粉末的制造方法， 該方法公開的是一種流態床氣流磨制粉技術，使用氧含量在0. 02-5%范圍的惰性氣體的高 速氣流，對所述合金進行細粉碎，除去易氧化的粒徑小于1 μ m的超細粉，將超細粉的數量 比率調節到占粉末全體的10%以下，該設備和方法的缺點是收得率低，浪費了昂貴的稀土 原料。本發明通過改進設備的結構和粉末收集系統，減少了超細粉的數量，使該專利浪費的 超細粉回收，并解決了該專利稀土浪費問題；通過改進制粉方法和釹鐵硼稀土永磁的制造 方法；中國專利ZL00104103. 7公開的是一種流態床氣流磨制粉設備，該設備包含一粉碎機 主體，其主體上有三個均分的支腿，支撐在三個重量傳感器上，為了測量和控制粉碎機主體 中剩余粉體的重量，一根軟管設置在粉碎機與原料投入機之間，另一根軟管設置在粉碎機 與收集粉料的收集器之間。
[0004] 現有技術把粒徑小于1 μ m的超細粉排出，降低材料利用率，由于排出的超細粉稀 土含量較高，稀土浪費嚴重；另外，流態床氣流磨的磨室必須保持一定重量的底料，所以需 要設置稱重和重量控制系統，由于系統的阻尼較大，重量測量的精度較低，計量誤差較大， 底料的重量對產品的粒度有影響，重量的波動影響粒度分布；由于采用單磨室，原料直接進 入磨室，成品粉中的大顆粒含量較大，粒度分布不好。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術存在的不足，本發明找到一種無底料氣流磨制粉設備。
[0006] 本實用新型通過以下技術方案實現：
[0007] -種無底料氣流磨制粉設備，所述的制粉設備包含加料裝置、第一磨室、第一分選 輪、第二磨室、第二分選輪、旋風收集器；所述的加料裝置設置在第一磨室的上部，加料裝置 與第一磨室相連，第一磨室內設置有噴嘴和與合金片發生撞擊的撞擊板，在第一磨室還設 置有帶葉片的第一分選輪；分選輪的排氣口與第二磨室底部的接管相連；第二磨室的側壁 上設置有噴嘴，所述的噴嘴2個以上；第二磨室的上部設置有帶葉片的第二分選輪，第二分 選輪的排氣口與旋風收集器的進氣口通過管路相連。
[0008] 所述的加料裝置的前端設置有閥門，通過閥門與合金片料罐對接，在加料裝置與 第一磨室之間設置有閥門。
[0009] 所述的第一磨室內設置有固定的磨削棒，在第一分選輪的外側設置有與分選輪同 步旋轉的磨削棒。
[0010] 所述的旋風收集器的排氣口并聯接有一個以上的第二收集器，第二收集器設置有 過濾管，所述的旋風收集器下部的收料口連接有閥門，第二收集器下部的收料口也連接有 閥門。
[0011] 所述的旋風收集器的排氣口并聯接有一個以上的第二收集器，所述的旋風收集器 下部的收料口通過交替開關的閥門與混粉器連接，第二收集器下部的收料口也通過交替開 關的閥門與混粉器連接，混粉器上設置有攪拌裝置，混粉器下部通過閥門與收料罐連接。
[0012] 所述的旋風收集器的排氣口并聯接有一個以上的第二收集器，第二收集器設置有 過濾管，第二收集器的排氣口連接有閥門，閥門的另一端與集氣管相連；所述的集氣管的另 一端與第一儲氣罐相連，第一儲氣罐與氣體壓縮機的吸氣口相連，氣體壓縮機的排氣口與 第二儲氣罐的一端相連，第二儲氣罐的另一端與三通閥門的進氣口相連，三通閥門的出氣 口與噴嘴相連，三通閥門的另一出氣口與第一儲氣罐相連；所述的第二儲氣罐內設置有冷 卻器。
[0013] 所述的無底料氣流磨制粉設備的制粉方法，首先將裝有合金片的料罐與加料器 的加料口對接，打開閥門將合金片導入加料裝置的進料口，通過加料裝置的送料器將合 金片加入到第一磨室，合金片在噴嘴噴射的高速氣流帶動下與撞擊板對撞，粉碎的粉末隨 氣流進入第一分選輪分選，平均粒度小于190 μ m的粉末通過第一分選輪分選后進入第二 磨室繼續磨削，在第二磨室，利用噴嘴對射的高速氣流進行磨削，磨削后的粉末隨著氣 流上升，經過第二分選輪分選，未達到制粉要求的粉末在離心力的作用下返回到磨室繼 續磨削，達到制粉要求的粉末進入旋風收集器收集，少量的細粉會隨著旋風收集器排氣 管的氣流排出，再進入第二收集器收集；所述的通過第二分選輪分選后的粉末的平均粒度 1. 0-3. 9 μ m〇
[0014] 所述的無底料氣流磨制粉設備的制粉方法包含進入旋風收集器收集的粉末通過 交替開關的閥門收集在旋風收集器下部的混粉機中，進入第二收集器收集的粉末也通過交 替開關的閥門收集在旋風收集器下部的混粉機中，粉末在混粉機中混合后裝入收料罐。
[0015] 所述的無底料氣流磨制粉設備的制粉方法包含所述的氣體選為氮氣、氬氣和氦氣 的一種以上。
[0016] 所述的無底料氣流磨制粉設備的制粉方法包含所述的氣體含有氦氣，氦氣的含量 大于1-49%。
[0017] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含將原料熔煉制成 合金片和利用氫氣對合金片進行氫破碎的過程；所述的制造方法還包含無底料氣流磨制粉 過程，所述的無底料氣流磨制粉過程將氫碎后的合金片裝入無底料氣流磨的加料器，通過 加料器的送料器將合金片加入到第一磨室，噴嘴噴射的高速氣流帶動合金片進行磨削，磨 削后的粉末隨氣流進入第一分選輪分選，未達到粒度要求的粗粉在離心力的作用下返回到 第一磨室繼續磨削，達到粒度要求的粉末通過第一分選輪分選后進入第二磨室繼續磨削， 磨削后的粉末隨著氣流上升，經過第二分選輪分選，未達到制粉要求的粉末在離心力的作 用下返回到磨室繼續磨削，達到制粉要求的粉末通過旋風收集器收集，少量的細粉會隨著 旋風收集器排氣管的氣流排出，再進入第二收集器收集，所述的進入旋風收集器收集的粉 末通過交替開關的閥門收集在旋風收集器下部的混粉機中，進入第二收集器收集的粉末也 通過交替開關的閥門收集在旋風收集器下部的混粉機中，粉末在混粉機中混合后裝入收料 罐；所述的通過第一分選輪分選后的粉末的平均粒度6-90 μ m ;所述的通過第二分選輪分 選后的粉末的平均粒度1. 1-3. 9 μ m。無底料氣流磨制粉過程之后再進行磁場成型、真空燒 結和時效過程制成釹鐵硼稀土永磁體。
[0018] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含將原料熔煉制成 合金片的過程包含熔煉含有Nd元素的第一合金過程、熔煉含有Pr元素的第二合金過程和 將第一合金和第二合金混合的過程；所述的熔煉第一合金過程和熔煉第二合金過程都包含 將熔融狀態下的合金液通過中間包的縫隙澆鑄到水冷卻的第一旋轉輥的外緣上形成合金 片，合金片隨著第一旋轉輥旋轉，之后離開旋轉輥下落到帶水冷卻的第二旋轉輥的外緣上 再隨著第二旋轉輥旋轉，之后離開旋轉輥下落，形成雙面冷卻的合金片；所述的合金片離開 第二旋轉輥后進行機械破碎，破碎后的合金片沿著帶冷卻的導料筒導入收料罐，合金片落 入收料罐的溫度低于390°C ;所述的第一合金平均晶粒尺寸1. 8-3. 4 μ m ;所述的第一合金 平均晶粒尺寸1. 0-2. 8 μ m ;所述的混粉后的第一合金粉末的周圍吸附有第二合金粉末；所 述的永磁體具有Pr含量高的主相包圍Pr含量低的主相的復合主相結構，Pr含量高的主相 與Pr含量低的主相間無連續的晶界。
[0019] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含將原料熔煉制成 合金片的過程包含真空脫錳過程，所述的真空脫錳過程包含在真空條件下將釹鐵硼原料 中的純鐵、硼鐵、金屬鈷、金屬銅加熱到溫度300-1500°C范圍，控制真空度5X10 3 Pa至 5X 10_2Pa范圍，保溫時間10-240分鐘后，充入氬氣和加入剩余的釹鐵硼原料，之后加熱到 原料融化成熔融合金，在熔融狀態下通過中間包澆鑄成速凝合金片；控制所述的永磁體中 的錳元素含量為：Μη=(λ 002-0. 015wt%。
[0020] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含在所述的無底料 氣流磨制粉過程前加入氧氣或者空氣，氧氣的加入量在0. 01-0. 29wt% ;空氣的加入量在 0. 01-0. 7wt% ;在所述的無底料氣流磨制粉過程前還加入含碳溶劑，加入量0. 05-0. 6wt% ; 控制所述的永磁體中的〇、C、N元素含量為：0=0. 041-0. 139wt%;C=0. 031-0. 089wt%; Ν=0· 006-0· 040wt%。
[0021] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含在所述的無底料 氣流磨制粉過程前還加入氫氣,氫氣的加入量0. 01-0. 49wt% ;控制所述的永磁體中的0、C、 N 元素含量為：0=0· 051-0. 099wt% ;C=0. 021-0. 069wt% ;Ν=0· 006-0. 019wt%。
[0022] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含在無底料氣 流磨制粉過程前加入氧化鏑微粉、氧化鋯微粉、氧化鋁微粉、氧化硅微粉一種以上；所 述的氧化鏑微粉，加入量〇. 1-0. 3wt%，氧化鋯的含量0. 03-0. 19wt%，氧化鋁的含量 0· 01-0. lwt%、氧化硅的含量0· 01-0. 06wt% ;所述的氧化鏑的粒度0· 01-0. 12 μ m ;氧化鋯 的粒度〇. 01-0. 06 μ m，氧化鋁的粒度0. 02-0. 08 μ m、氧化硅的粒度0. 02-0. 09 μ m ;氣流 磨制粉過程中，表面吸附有氧化物微粉的超細粉與合金粉末一起收集到收料罐中；控制 所述的永磁體中的 Si、0、C 元素含量為：Si=0. 005-0. 059wt% ; 0=0· 051-0. 129wt% ; C=0. 031-0. 079wt%〇
[0023] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含無底料氣 流磨制粉過程，使用的氣體為氦氣、氬氣和氮氣的混合氣體；所述的氦氣在混合氣體 中的含量1-49% ;控制所述的永磁體中的0、C、N元素含量為：0=0. 051-0. 129wt% ; C=0.031-0. 069wt% ;Ν=0·006-0. 019wt%。
[0024] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含所述的燒結和時 效工序有真空脫C、0、N過程；脫C溫度300-650°C，脫C時間120-480分鐘；脫0、N溫度 700-950°C，脫0、N時間90-540分鐘；之后進行燒結和時效，燒結溫度1050-1085°C，燒結后 進行時效，時效溫度450-950°C ;時效過程中永磁體的晶界相中的Dy重稀土元素向主相擴 散，主相外圍的Dy含量高于晶界相心部的Dy含量。
[0025] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含所述的燒結和時 效工序后還有機械加工工序，機械加工工序后進行真空熱處理，熱處理時還加入含RH元素 的材料，RH元素沿永磁鐵的晶界滲入到永磁鐵的主相，形成主相外圍RH元素的含量高于 主相中心RH元素的含量，所述的RH代表Dy、Tb、Ho、Gd、Y元素一種以上；真空熱處理溫度 400-940。。。
[0026] 采用無底料氣流磨制粉設備制造釹鐵硼稀土永磁體的方法包含所述的燒結和 時效工序后還有機械加工工序、真空鈍化工序；真空鈍化工序包含抽真空過程和抽真 空后加熱保溫過程，保溫溫度100-20(TC，保溫5-120分鐘后充入空氣，控制真空度在 10-1000Pa，保持5-180分鐘后停止充入空氣；之后繼續加熱和保溫，進行時效工序，時效溫 度400-600°C ;所述的永磁鐵具有耐腐蝕的氧化膜。
[0027] 本實用新型的有益效果：
[0028] 現有技術的氣流磨制粉采用的都是流態床式氣流磨，采用旋風收集器收集粉末； 流態床的缺點是磨機內存在底料，底料影響制粉粒度，更換牌號時要把底料吐出，吐料時一 般通過旋風收集器吐料，容易把大顆粒留在收集器，影響下一批次產品；吐料時還容易造成 底料氧化；旋風收集器的缺點是粒徑小于1 μ m細粉會隨著排氣氣流排出，影響產品收得率 和粒度分布；本發明使用的氣流磨采用無底料氣流磨，不需要稱料系統，克服了流態床的缺 點；在旋風收集器的排氣口增加第二收集器，將旋風收集器排出的細粉收集并與旋風收集 器收集的粉末混合，生產過程無細粉排出，提高了產品收得率，改善了粉末的粒度分布；本 發明的氣流磨為雙室結構，只有達到一定粒度的粉末才能進入第二磨室，明顯改善了粉末 的粒度分布，粒度分布圖中粗粒度的面積明顯變小；本實用新型的無底料氣流磨可以用于 耐腐蝕、高性能釹鐵硼稀土永磁體生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029] 圖1為本實用新型的無底料氣流磨制粉設備示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 結合附圖，說明本實用新型的無底料氣流磨設備。
[0031] 無底料氣流磨制粉設備如圖1所示，包括加料裝置3、第一磨室5、第一分選輪6、 第二磨室14、第二分選輪16、旋風收集器18 ;所述的加料裝置3設置在第一磨室5的上部， 加料裝置3與第一磨室5相連，第一磨室5內設置有噴嘴10和與合金片發生撞擊的撞擊板 8,在第一磨室5還設置有帶葉片的第一分選輪6 ;分選輪的排氣口與第二磨室14底部的接 管13相連；第二磨室14的側壁上設置有物料傳感器15和噴嘴12,所述的噴嘴2個以上； 第二磨室14的上部設置有帶葉片的第二分選輪16,第二分選輪16的排氣口與旋風收集器 18的進氣口通過管路17相連；所述的加料裝置3的前端設置有閥門2,通過閥門與氫碎后 的合金片料罐1對接，在加料裝置3與第一磨室5之間設置有閥門4 ;所述的第一磨室5內 設置有固定的磨削棒9,在第一分選輪6的外側設置有與分選輪同步旋轉的磨削棒7 ;所述 的旋風收集器18的排氣口 28并聯接有一個以上的第二收集器26,所述的旋風收集器18下 部的收料口通過交替開關的閥門20與混粉器21連接，在兩個交替開關的閥門之間設置有 取料裝置19 ;第二收集器26下部的收料口也通過交替開關的閥門25與混粉器21連接，混 粉器21上設置有攪拌裝置22,混粉器21下部通過閥門23與收料罐24連接；所述的旋風 收集器18的排氣口并聯接有一個以上的第二收集器，第二收集器26設置有過濾管27,第 二收集器26的排氣口連接有閥門29,閥門29的另一端與集氣管30相連；所述的集氣管30 的另一端與第一儲氣罐31相連，第一儲氣罐31與氣體壓縮機34的吸氣口通過接管33相 連，氣體壓縮機34的排氣口通過接管35與第二儲氣罐36的一端相連，第二儲氣罐36的另 一端與三通閥門38的進氣口相連，三通閥門38的出氣口通過接管11與噴嘴相連，三通閥 門的另一出氣口與第一儲氣罐31相連；所述的第二儲氣罐36內設置有冷卻器。
[0032] 下面通過實施例的對比進一步說明本實用新型的顯著效果。
[0033] 實施例1
[0034] 將含有Nd成分的原料按1-9序號分別配料，之后將原料裝入真空熔煉速凝設備 制備真空速凝合金片作為第一合金；第一合金的合金片平均晶粒尺寸大于1. 6 μ m，小于 3. 9 μ m ;再將含有Pr成分的原料按1-9序號分別配料，之后將原料裝入真空熔煉速凝設 備制備的真空速凝合金片作為第二合金；第二合金的合金片平均晶粒尺寸大于1. 1 μ m， 小于2. 9 μ m ;所述的第一、第二合金熔煉都進行真空脫Μη過程，脫Μη過程控制加熱溫度 400-1500°C范圍，控制真空度5Χ10 3 Pa至5X10_2Pa范圍，保溫時間10-240分鐘；之后繼 續加熱至1430-1470°C精煉，精煉后通過中間包澆鑄到水冷卻的旋轉輥的外緣上形成合金 片；將第一合金和第二合金按不同比率配比，配比后的永磁體的成分符合表1的組成，將配 比后的合金片送入真空氫碎爐進行氫破碎，抽真空后充入氫氣，吸氫飽和后抽真空并加熱 脫氫，脫氫溫度500-70(TC，脫氫至真空度高于5Pa后停止脫氫，充入氬氣并進行氬氣循環 快冷至80°C以下；之后將合金片從氫碎爐取出裝入混料機，加入含C的溶劑，含C的溶劑的 加入量為〇. 05-0. 3wt%，再加入氧氣，氧氣的加入量在0. 01-0. 19wt% ;之后進行混料；混料 時間40分鐘以上，混料后采用本發明的無底料氣流磨進行制粉，之后進行磁場成型、真空 燒結和時效，制成表1成分的9種耐腐蝕高性能釹鐵硼永磁鐵，經分析所述的第一合金平均 晶粒尺寸1. 8-3. 4 μ m ;所述的第一合金平均晶粒尺寸1. 0-2. 8 μ m ;經分析所述的混粉后的 第一合金粉末的周圍吸附有第二合金粉末；所述的永磁體具有Pr含量高的主相包圍Pr含 量低的主相的復合主相結構，Pr含量高的主相與Pr含量低的主相間無連續的晶界；經檢測 9種耐腐蝕高性能永磁鐵的0、C、N、H、Mn、Si的含量、磁性能和耐腐蝕性能列入表2。由表1 和表2可以看出本發明的成分控制和制造方法可以生產耐腐蝕高性能釹鐵硼稀土永磁體； 所述釹鐵硼稀土永磁體主相的平均晶粒尺寸6-14 μ m。
[0035] 表1.釹鐵硼稀土永磁體的元素含量
[0036]
【權利要求】
1. 一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的制粉設備包含加料裝置、第一磨 室、第一分選輪、第二磨室、第二分選輪、旋風收集器；所述的加料裝置設置在第一磨室的上 部，加料裝置與第一磨室相連，第一磨室內設置有噴嘴和與合金片發生撞擊的撞擊板，在第 一磨室還設置有帶葉片的第一分選輪；分選輪的排氣口與第二磨室底部的接管相連；第二 磨室的側壁上設置有噴嘴，所述的噴嘴2個以上；第二磨室的上部設置有帶葉片的第二分 選輪，第二分選輪的排氣口與旋風收集器的進氣口通過管路相連。
2. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的加料裝置 的前端設置有閥門，通過閥門與合金片料罐對接，在加料裝置與第一磨室之間設置有閥門。
3. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的第一磨室 內設置有固定的磨削棒，在第一分選輪的外側設置有與分選輪同步旋轉的磨削棒。
4. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的旋風收集 器的排氣口并聯接有一個以上的第二收集器，第二收集器設置有過濾管，所述的旋風收集 器下部的收料口連接有閥門，第二收集器下部的收料口也連接有閥門。
5. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的旋風收集 器的排氣口并聯接有一個以上的第二收集器，所述的旋風收集器下部的收料口通過交替開 關的閥門與混粉器連接，第二收集器下部的收料口也通過交替開關的閥門與混粉器連接， 混粉器上設置有攪拌裝置，混粉器下部通過閥門與收料罐連接。
6. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的旋風收集 器的排氣口并聯接有一個以上的第二收集器，第二收集器設置有過濾管，第二收集器的排 氣口連接有閥門，閥門的另一端與集氣管相連；所述的集氣管的另一端與第一儲氣罐相連， 第一儲氣罐與氣體壓縮機的吸氣口相連，氣體壓縮機的排氣口與第二儲氣罐的一端相連， 第二儲氣罐的另一端與三通閥門的進氣口相連，三通閥門的出氣口與噴嘴相連，三通閥門 的另一出氣口與第一儲氣罐相連；所述的第二儲氣罐內設置有冷卻器。
7. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的無底料氣 流磨制粉設備使用的氣體為氮氣、氬氣和氦氣的一種以上。
8. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：所述的無底料氣 流磨制粉設備使用的氣體含有氦氣。
9. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：無底料氣流磨制 粉設備制粉前還加入氫氣。
10. 根據權利要求1所述的一種無底料氣流磨制粉設備，其特征在于：無底料氣流磨制 粉設備制粉前加入氧氣或者空氣；制粉前還加入含碳溶劑。
【文檔編號】B22F9/04GK204108312SQ201420521940
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】孫寶玉, 陳曉東 申請人:沈陽中北真空技術有限公司