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氩气回收:气雾化制粉的绿色续航密码

发布时间: 2025-03-03 作者: 分享到:
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在现代金属加工领域,气雾化制粉工艺占据着举足轻重的地位,是制备高性能金属粉末的关键技术。通过将高速气流作用于液态金属,使其破碎并快速凝固成粉末,这种工艺能够制造出粒度细小、球形度高、成分均匀且流动性良好的金属粉末,满足了航空航天、汽车制造、电子设备等众多高端产业对材料性能的严苛要求。

氩气,作为一种惰性气体,在气雾化制粉工艺中扮演着不可或缺的角色。首要且关键的作用便是充当保护气,为整个制粉过程营造一个无氧的环境。在高温状态下,金属极易与氧气发生化学反应而被氧化,这不仅会改变金属粉末的化学成分,还会严重影响其物理性能。比如,在航空发动机涡轮盘制造所需的镍基高温合金粉末制备中,若金属粉末被氧化,其高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性都会大打折扣,进而威胁到发动机的安全稳定运行 。而氩气凭借其化学性质稳定,在常温常压下几乎不与任何物质发生反应的特性,能够有效地将氧气隔绝在外,防止金属粉末在雾化和冷却过程中被氧化,..了粉末的高纯度和良好性能。

在后续的烧结环节,氩气同样至关重要。烧结是将金属粉末在高温下压实并使其颗粒间相互融合的过程,此过程对环境的纯净度要求极高。氩气的存在..了烧结环境的无氧状态,避免了金属在高温下重新被氧化,为获得高质量的烧结制品提供了保障。以金属注射成型(MIM)技术为例,该技术常用于制造精密复杂的零部件,如手机内部的金属结构件、医疗器械的关键部件等。在 MIM 工艺中,气雾化制粉得到的金属粉末经注射成型后进入烧结阶段,氩气保护..了烧结过程中粉末的性能稳定,使..终成型的零部件具备高精度、高强度和良好的表面质量,满足了产品在实际应用中的严格要求。氩气消耗的惊人现状   在气雾化制粉产业蓬勃发展的背后,氩气的消耗情况令人咋舌。以一家中等规模的金属粉末生产企业为例,其每年在气雾化制粉过程中消耗的氩气量高达数百万立方米。按照当前市场上氩气的平均价格计算,每年仅氩气采购这一项,企业就需要投入数千万元的资金。   据行业数据统计,在气雾化制粉工艺中,氩气成本通常占据粉末材料成本的 30% - 50% 。对于一些高端金属粉末的生产,这一比例甚至更高。如此高的成本占比,使得氩气支出成为了企业生产总成本中的一个重要组成部分,对企业的利润空间产生了极大的压缩。   从另一个角度来看,随着气雾化制粉市场需求的不断增长,越来越多的企业投身其中,导致对氩气的需求量持续攀升。这不仅使得企业在采购氩气时面临供应紧张的局面,还进一步推动了氩气价格的上涨,形成了一个恶性循环,给企业带来了沉重的经济负担。例如,在某地区,由于短期内多家气雾化制粉企业集中投产,氩气的供应一度出现短缺,价格在短短几个月内上涨了 30%,企业的生产成本大幅增加,部分企业甚至不得不面临减产或停产的困境。绿色氩气回收技术揭秘(一)回收原理剖析   目前,氩气回收技术主要基于深冷分离原理和通过设备调整温度压强直接回收的原理。深冷分离技术是利用氩气与其他气体在低温下沸点的差异来实现分离。在低温环境中,混合气体被冷却至极低温度,使得其中的氧气、氮气等杂质气体先后液化,而氩气则保持气态,从而通过精馏等方式将氩气提纯回收。这种方法的优点是能够获得高纯度的氩气,适用于对氩气纯度要求极高的气雾化制粉等高端应用场景 。然而,其缺点也较为明显,设备投资巨大,需要建设大型的深冷装置,运行成本高,能耗大,并且对设备的维护和操作要求严格,需要专业的技术人员进行管理。

通过设备调整温度压强直接回收的原理则是根据氩气在不同温度和压强下的物理性质变化,将使用后的氩气通过特定设备,调节其温度和压强,使其达到可以重新使用的条件,直接回收到气雾化制粉系统中。这种方式的优势在于设备相对简单,投资成本较低,回收流程相对快捷,能够快速响应生产需求。但不足之处在于,回收的氩气纯度可能相对较低,对于一些对氩气纯度要求苛刻的气雾化制粉工艺,可能无法完全满足要求,需要进一步的纯化处理。 例如,在生产高端航空航天用金属粉末时,深冷分离回收的氩气更能满足其对纯度的严格要求;而在一些对成本较为敏感,对氩气纯度要求相对不那么..的普通金属粉末生产中,通过设备调整温度压强直接回收的方式则具有一定的成本优势。(二)回收设备构成与工作流程   以迪凯机电智能撬装式氩气回收装备为例,该装备为气雾化制粉企业的氩气回收提供了..的解决方案。它主要由三大部分组成,分别是炉口撬架、回收撬架和外置设备。   炉口撬架作为整个装备的前端部分,承担着至关重要的预处理任务。在气雾化制粉过程中,从炉口排出的氩气温度较高,且可能携带一些粉尘等杂质。炉口撬架首先通过..的降温装置,利用热交换原理,将高温氩气的温度迅速降低,使其达到后续设备能够处理的温度范围。同时,配备的除尘设备采用..的过滤技术,如布袋过滤、旋风分离等,有效地去除氩气中的粉尘颗粒,..进入后续流程的氩气洁净,为后续的回收和纯化工作奠定良好基础。此外,炉口撬架还负责将处理后的氩气进行远端输送,通过合理设计的管道和输送设备,将氩气稳定地输送至回收撬架。

回收撬架是整个装备的核心部分,集多种关键功能于一体。它主要解决回收、循环、过滤、补气、增压等关键问题。回收撬架通过特殊设计的回收装置,将经过炉口撬架预处理的氩气进行收集,并使其进入循环系统。在循环过程中,氩气会经过一系列的过滤环节,采用多层过滤介质,进一步去除可能残留的微小杂质和水分,..氩气的纯净度。同时,回收撬架还具备补气功能,当系统中的氩气含量不足时,能够自动补充适量的氩气,..气雾化制粉过程的连续性。增压装置则是回收撬架的另一个重要组成部分,它利用压缩机等设备,将回收的氩气压力提升至满足气雾化制粉工艺要求的压力水平,以便氩气能够顺利地重新投入使用。   外置设备作为整个装备的末端部分,主要承担着过滤、循环、监测、储气等任务。在过滤方面,外置设备采用更精细的过滤技术,如活性炭吸附、精密过滤器等,对经过回收撬架处理后的氩气进行再次深度过滤,....终回收的氩气纯度达到甚至超过气雾化制粉工艺的要求。循环功能则是进一步强化氩气的回收利用效率,将未完全回收或需要再次处理的氩气重新送回回收撬架或其他处理环节,实现氩气的多次循环利用。监测系统通过安装各种传感器,实时监测氩气的流量、压力、纯度等关键参数,并将数据传输至控制系统,以便操作人员能够及时了解设备运行状态和氩气质量情况,做出相应的调整。储气设备则用于储存回收的氩气,在气雾化制粉系统需要时,能够稳定地提供氩气供应,起到缓冲和调节的作用。   在整个工作流程中,各个部分协同工作,紧密配合。从炉口排出的高温含尘氩气,经过炉口撬架的降温、除尘和输送,进入回收撬架进行回收、循环、过滤、补气和增压等处理,再由外置设备进行深度过滤、循环监测和储存,..终实现氩气的..回收和再利用,为气雾化制粉工艺提供持续稳定的氩气供应,在降低企业生产成本的同时,也减少了对环境的影响,实现了经济效益和环境效益的双赢。回收带来的显著效益(一)成本节约显著   以某 3D 打印金属粉末生产企业为例,在采用迪凯机电智能撬装式氩气回收装备之前,该企业每年的氩气采购费用高达 1500 万元。由于气雾化制粉工艺对氩气的需求量巨大,且氩气价格相对较高,这使得氩气成本成为企业生产成本的重要组成部分。在引入氩气回收设备后,企业对氩气的回收利用率达到了 90% 以上 。通过将使用后的氩气进行回收、净化和再利用,企业每年的氩气采购量大幅减少,相应的采购费用也降低至 500 万元左右。这意味着企业每年在氩气采购方面节省了 1000 万元的成本,成本降低幅度达到了 66.7%。这一显著的成本节约,使得企业的利润空间得到了有效拓展,增强了企业在市场中的价格竞争力。企业可以将节省下来的资金投入到研发、设备更新或市场拓展等方面,进一步提升企业的综合实力。(二)环保贡献突出   在气雾化制粉过程中,如果未对氩气进行回收,大量的氩气将直接排放到大气中。虽然氩气本身是一种惰性气体,对环境..无害,但这种大量的排放仍会造成资源的浪费。通过氩气回收技术,企业能够将使用后的氩气进行有效回收和再利用,极大地减少了氩气的排放,实现了资源的循环利用。   这不..助于企业降低生产成本,还对环境保护和国家双碳战略的实施具有积极意义。从宏观角度来看,大量企业实施氩气回收,能够减少整个行业对氩气资源的开采需求,降低能源消耗和碳排放,为实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。以每年回收 100 万立方米氩气为例,相当于减少了约 1500 吨二氧化碳当量的排放,这对于....气候变化具有重要作用。同时,氩气回收也符合可持续发展的理念,有助于推动工业生产向绿色、低碳方向转型,促进经济与环境的协调发展。

(三)生产效率提升   稳定且充足的氩气供应是保障气雾化制粉生产线连续、稳定运行的关键因素。在未采用氩气回收技术之前,企业常常面临因氩气供应不足或中断而导致的生产线停机问题。例如,在某些地区,由于氩气供应渠道不稳定,或者运输过程中出现意外情况,企业可能会突然面临氩气短缺的困境,不得不暂停生产,等待氩气的补充。这种停机不仅会导致生产进度延误,还会对产品质量产生不利影响。因为在停机和重新启动的过程中,设备的温度、压力等参数会发生变化,难以..粉末制备过程的一致性和稳定性,从而导致产品质量波动。

而采用氩气回收设备后,企业能够实现氩气的自给自足,..了氩气的稳定供应。回收设备能够实时对使用后的氩气进行处理和再利用,使得生产线始终有充足的氩气可用。这有效地减少了因氩气不足导致的停机时间,提高了生产效率。以一家每天生产 10 吨金属粉末的企业为例,在采用氩气回收设备之前,每年因氩气供应问题导致的停机时间累计达到 500 小时,生产效率受到严重影响。而在引入回收设备后,停机时间减少至 50 小时以内,生产效率提高了 15% 以上。同时,稳定的氩气供应也有助于提高产品质量,因为在稳定的氩气保护环境下,气雾化制粉过程更加稳定,粉末的粒度分布更加均匀,球形度更高,从而满足了高端客户对产品质量的严格要求。行业未来展望   展望未来,气雾化制粉行业前景广阔,随着高端制造业的持续发展,对高性能金属粉末的需求将持续攀升。这将促使气雾化制粉技术不断革新,向着更高的粉末质量、更大的生产规模和更低的生产成本方向发展。   在这一发展趋势中,氩气回收技术也将迎来新的发展机遇和挑战。从技术发展方向来看,未来的氩气回收技术将更加注重..节能和智能化。一方面,研发人员将致力于提高回收设备的效率,进一步降低能耗,减少设备运行成本。例如,通过优化深冷分离技术的工艺流程,提高氩气的分离效率,降低制冷过程中的能源消耗;或者改进基于设备调整温度压强直接回收的技术,提高回收氩气的纯度,减少后续纯化处理的成本。另一方面,智能化技术将在氩气回收设备中得到更广泛的应用。通过引入人工智能、物联网等..技术,实现设备的远程监控、故障诊断和自动调节,提高设备的运行稳定性和可靠性,降低人工维护成本。   随着环保要求的日益严格和资源循环利用意识的不断提高,氩气回收技术将在气雾化制粉行业中得到更广泛的应用。企业将逐渐认识到,采用氩气回收技术不仅是降低成本的有效手段,更是履行社会责任、实现可持续发展的必要举措。未来,我们有望看到更多的气雾化制粉企业积极引入氩气回收设备,推动整个行业向绿色、低碳方向转型。   在市场竞争方面,随着氩气回收技术的不断成熟和应用,相关设备和服务的市场竞争也将日益激烈。这将促使企业加大研发投入,不断提升产品性能和服务质量,以在市场中占据一席之地。同时,企业之间的合作与交流也将更加频繁,通过技术共享、资源整合等方式,共同推动氩气回收技术的发展和应用,实现互利共赢。   绿色氩气回收技术作为气雾化制粉行业可持续发展的关键支撑,具有广阔的发展前景。我们期待在未来,氩气回收技术能够不断创新突破,为气雾化制粉行业的绿色发展注入新的活力,助力我国高端制造业迈向更高的台阶。