CN112771179A - 用于连续生产气体雾化金属粉末的***和方法 - Google Patents

Abstract

将进料至电弧炉(“EAF”)的原料在可控温度下熔化成加热的液态金属，同时杂质和夹杂物作为单独的液态熔渣层被去除。加热的液态金属从EAF中移出，进入可被动加热的钢包，其中将该可被动加热的钢包移动到精炼工位，在精炼工位将它们放入感应加热的精炼容纳容器中，并且在其中进行真空氧脱碳，以从液态金属中除去碳、氢、氧、氮和其它不想要的杂质。然后，将钢包和液态金属转移到精炼工位/具有可控的真空和惰性气氛的气体雾化器，在该气体雾化器中，将液态金属以可控速率从感应加热的雾化容纳容器倒入加热的中间包，其中通过喷嘴施加高压惰性气体以产生金属液滴的喷雾，并随着液滴冷却并落入腔室中形成的底部而形成球形。包含液滴的球形粉末通过筛网和搅拌机从腔室中移出，然后按尺寸分类。

Description

用于连续生产气体雾化金属粉末的***和方法

发明的优先权

本申请要求于2018年8月23日提交的名称为“SYSTEMS AND METHODS CONTINUOUSPRODUCTION OF GAS ATOMIZED METAL POWDERS”的序列号为62/721615的美国临时专利申请的非临时继续申请的优先权，其通过引用并于本文。

技术领域

本发明的实施方案通常涉及用于生产雾化金属粉末的***和方法。更具体地，实施方案涉及能够连续生产气体雾化金属粉末的***和方法。此外，实施方案涉及能够连续生产作为原料用于增材制造(additive manufacturing)、金属注射成型(“MIM”)和其它利用金属粉末的生产工艺的气体雾化金属粉末的***和方法。

背景技术

气体雾化金属粉末通常用于增材制造(3D打印)和MIM市场。这些行业需要对尺寸、形状和化学特性有严格要求的高度特定的粉末。从物理角度来讲，金属粉末应具有可控且均匀的密度、晶粒尺寸和形状。这些物理特性允许粉末自由流动和密集堆积，最小化颗粒之间的空隙，并且堆叠时可以形成均匀的层。从化学角度来说，粉末应该具有非常可控的特性。例如，不锈钢粉末和高温合金粉末中的镍(“Ni”)、钴(“Co”)和碳(“C”)含量有非常具体的范围。这种金属化学特性可以通过用于制造用于雾化的液态金属的原料投料来控制。粉末中的大气的气体(如氧气、氮气和氢气)含量也应该很低。这些气体含量通常也由原料投料来控制，但是也可以由某些精炼步骤控制，并确保一旦用于雾化的金属处于热液相状态，最小化其与周围大气的接触。

为增材制造和MIM市场生产和供应具有适当物理和化学特性的金属粉末的主要商业方法是一种称为真空感应气体雾化(“VIGA”)的方法。在这个方法中，真空感应熔炼炉与惰性气体雾化器相结合。使用电磁感应在真空和/或惰性气体气氛下熔化起始原料(通常是适当的合金的预铸棒)。一旦获得均匀的熔体和合适的化学成分，通常通过倾斜熔炉将材料倒入中间包。然后，金属流从中间包底部流入雾化喷嘴***，在该***中，金属流受到高压惰性气体的作用，并被雾化成液滴，液滴在雾化室中固化，并形成具有可控尺寸分布且球形的粉末。与这种粉末生产相关的专利包括US4343750、US4272463、US3695795和US3752611。

VIGA生产工艺中存在某些缺陷和低效现象。首先，生产工艺效率低，且慢。VIGA***将金属粉末生产工艺的所有阶段整合到一个单元中。熔化、精炼和雾化都发生在一个完全连接和密封的单元中。感应熔炼炉和中间包被容纳在连接到雾化室的真空室中。一旦熔炼炉被密封在真空室中，整个工艺应该在真空室能够被打开之前完成，感应炉被重新填充以进行下一次加热熔化。这意味着金属粉末的生产是间歇的，而不是通过连续的工艺。金属粉末的典型生产运行可能需要将近四个小时，并且可以总结如下:

1.填充感应炉-5分钟

2.熔化-60分钟

3.精炼-30分钟

4.化学调整-40分钟

5.雾化-50分钟(@10kg/min)

6.中间包更换-45分钟

在所有6个步骤完成之前，下一个生产加热的步骤1不能开始。这意味着VIGA***的雾化部分仅占用总运行时间的15–20％。其次，因为感应熔炼炉密封在真空室中，所以只能进行有限的化学调节。这一缺点限制了可用作进料的原料的灵活性和类型。这意味着VIGA***的主要原料进料为非常接近雾化所需的适当的合金化学性质的预铸金属棒。制造不锈钢粉末时，这种缺点的一个明显实例是碳含量。不锈钢粉末通常需要非常低的碳含量。将感应炉密封在真空室中消除了通过氧气喷吹精炼去除碳的能力。因此，通常必须使用更昂贵的低碳原料。也不能够通过造渣工艺去除夹杂物或有害元素。“造渣(slagging)”是冶金中的一个工艺，其中一旦金属为液态，可将石灰(CaO)和白云石石灰(CaO-MgO“白云石”)的某些组合添加到熔炼炉中，以去除原料装料中的杂质。这些杂质包括气态一氧化碳形式的碳，硅、锰、磷和一些铁的液态氧化物，它们与石灰和煅烧白云石结合形成熔渣。在熔化操作结束时，将液态金属排出(倒入)到钢包中，而熔渣通常通过单独的开口、门或出钢口(taphole)去除，因此熔渣不会与将进入钢包的液态金属混合。VIGA***中的密封感应炉不能够适当地装入造渣剂，也没有空间或能力将熔渣与金属分离地除去。造渣工艺的缺乏再次限制了可以装入感应炉的原料的类型。

第三，由于感应炉中的熔化仅发生在真空和惰性气体室被密封之后，为了最大化每个热量的产生，熔炼炉必须有效地填充固体(致密的金属投料)。因此，要装入的材料的形状和尺寸是受限的。此外，在熔炉中加工并放置这种材料是对尺寸和形状的另一个限制。最终，这通常需要特定尺寸的预铸铸锭或棒材。这些原料限制大大增加了成本，并降低了可用于装入VIGA生产***的原料的灵活性。这些棒材必须事先准备好，以便它们具有所需的组成、形状和尺寸。棒材通常由供应商使用已知的熔化、精炼、成型和固化技术事先生产，并作为“原料”出售给雾化工厂。因此，VIGA熔炉的操作者必须为这些棒材和铸锭支付额外费用，并且仅限于供应商提供的化学性质，而不能自己制造。

某些其他生产***试图改进VIGA生产***，以创建更连续的生产工艺和/或包括电弧炉(EAF)技术。这些都没有得到广泛的利用，并具有其自身的一些缺点。这些***的实例在专利文献JPS54139870、GB2081748和EP3173499中有所描述。在这些现有的生产***中，熔炼炉与雾化器分离，并且液态金属在钢包中从熔炼工位转移到雾化工位。然后钢包从底部通过滑动门将液态金属倒入雾化器。底部倒入法允许钢包与雾化室物理连接，因此液态金属向喷嘴***的排放是在半可控气氛中进行的，限制但不能消除从环境空气中不希望地吸收氧气和其它不想要的气体。这种气体吸收会使粉末不适合当前增材制造或MIM的大多数应用。

滑门***的另一个缺点是它们需要一定的最小流速和金属量才能成功运行。用于铁水(hot metal)钢包的滑门***的商业供应商要求最小量为5公吨，流速为200kg/min。这一流速远大于当前喷嘴技术运行以生产适用于增材制造和MIM的金属粉末时的流速(10–20kg/min)。此外，如现有技术中所设计的那样，液态金属从钢包到雾化器的任何倾倒都不会在可控气氛室中进行，因为该***设计为使得钢包直接将金属输送到雾化器，因而使金属经受与氧气和氮气的不期望的气体相互作用。这种气体吸收会使粉末不适用于增材制造或MIM的大多数应用。

当前技术中的另一个问题是关于在将液态金属从熔炼工位运输到雾化器工位时以及在由钢包出料到雾化器的过程中管理钢包中的热损失的。雾化时要求高于液相线的最低温度。有两种方法可以达到这个最小值。第一种方法是在金属熔化到高于液相线、足以允许在材料转移和出料过程中经历某个冷却的温度时“过热”金属。第二种选择是在金属处于钢包中时增加热量，以保持稳定的温度。过热不允许灵活安排生产时间或延时，并导致钢包中金属凝固的风险。如果暴露于空气，过热的金属也更容易氧化材料。

加热的钢包(通过专利GB2081748中描述的电阻加热，或者通过感应加热)是更好的解决方案；但是，使用该选择会带来重大的缺点。此外，加热的钢包通常必须具有电源，例如专利GB2081748中的电连接，并且在感应加热的情况下，通常必须包括用于感应线圈的水冷。这些连接中的每一个都需要与钢包一起转移，或者在每个工位断开并重新连接。这造成了显著的运营低效和风险。

在金属粉末***的现有技术中，存在一定的精炼能力。然而，在所有情况下，精炼完全在熔炼炉(无论是EAF还是感应炉)中完成的。在熔炼炉中进行所有精炼限制了可能的精炼类型，并且产生了低效的工艺。精炼不能与熔炼同时发生，这发生在熔炼工位和精炼工位分离的情况。需要的是能够克服现有技术的缺点的能够连续生产气体雾化金属粉末的***和方法。

发明内容

提供以下概述是为了帮助理解所公开的实施方案特有的一些创新特征，并不旨在完整的描述。通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为一个整体，可以获得对实施方案的各个方面的全面理解。

实施方案涉及用于连续生产作为原料用于增材制造、金属注射成型(“MIM”)和其它利用金属粉末的生产工艺的气体雾化金属粉末的方法。

根据实施方案的一个特征，一个特征是通过提供用于接收来自精炼工位(在精炼工位中，可以应用真空氧脱碳工艺来除去熔融金属中不想要的杂质、夹杂物或气体)的包含熔融金属的可被动加热的钢包进入气氛可控的气体雾化器的***和方法来提供用于气体雾化金属粉末的连续生产，在该气氛可控的气体雾化器中将可包含可被动加热的钢包并可加热熔融金属的感应加热的雾化器容纳容器在气体雾化器内倾斜，以可控的速率将熔融金属倒入加热的中间包中，同时通过感应加热雾化器容纳容器的感应加热继续控制可被动加热的钢包中的液态金属温度，并且同时通过喷嘴向从中间包向下流动的熔融金属流施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落到雾化室中形成的底部而形成球形。

根据实施方案的一个特征，一个特征是进一步提供一种需要将金属废料和其它进料的原料装料进料到电弧炉(“EAF”)的生产方法，在适当控制的温度下将原料熔化成液态金属，并将某些杂质和夹杂物去除为单独的液态熔渣层，通过倾斜熔炉并通过喷口或出钢口倾倒从EAF中移除金属或将金属排出进入由感应加热控制温度的钢包中，该钢包在本文中将称为“可被动加热的钢包”，将装满熔融金属的可被动加热的钢包机械地移动到精炼工位，从而将钢包放入感应加热的精炼容纳容器中，放置密封盖于可被动加热的钢包上，或者将整个精炼工位包含于密封罐或容纳容器中，并且发生真空氧脱碳工艺以除去液态金属中的碳、氢、氧、氮和其它不想要的杂质、夹杂物或气体，将可被动加热的钢包从感应加热的精炼容纳容器机械地转移到气体雾化器处的感应加热的雾化器容纳容器，通过机械装置(例如液压缸)将感应加热的雾化器容纳容器移动到气体雾化器的可控的真空和惰性气氛室中进行倾倒，当使用一系列锁和密封件(例如门)输送容纳容器时控制倾倒室中的气氛；倾斜还可以包括可控气氛的气体雾化器内的感应加热雾化器容纳容器，以可控的速率将液态金属倒入加热的中间包中，以保持中间包中金属的最低水平，同时通过来自感应加热的雾化器容纳容器的感应加热继续控制可被动加热的钢包中的液态金属的温度，通过位于中间包的喷嘴施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落到雾化室的锥形底部而形成球形，从雾化室中移出球形粉末，并使其通过一系列筛网和搅拌机，以根据颗粒尺寸对球形粉末进行分类。

根据另一个特征，EAF的熔渣可以通过单独的开口、门或出钢口除去，因此它不会与进入可被动加热的钢包的液态金属混合。

根据另一个特征，可以提供一种可被动加热的钢包，该钢包在结构上可以是金属的或非金属的，并且对于来自感应加热线圈的电磁辐射波长基本上是透明的(largelytransparent)，以允许液态金属在可被动加热的钢包中通过感应被加热和搅拌，而不会使可被动加热的钢包自身过热。这一特征对该工艺很重要，因为它可以使液态金属在EAF初次出钢(tapping)后不暴露于环境空气中而经过相应的处理步骤，直到它成为从雾化器中移出的固体粉末。

根据另一个特征，在将装满熔融金属的可被动加热的钢包从EAF移动到精炼工位的步骤之后，EAF为下一次原料装料做好准备，并且可以为液态金属的下一生产热量重新开始熔化。

根据另一个特征，将装满熔融金属的可被动加热的钢包移动到精炼工位的步骤可以使用起重机或其他机械装置来完成，在该精炼工位，可被动加热的钢包放置于配备有适于加热钢包的感应加热装置(例如电线圈)的可被动加热的精炼容纳容器中。

根据另一个特征，密封盖可以放置在可被动加热的钢包上或容器上，或者可以将整个容器移动到精炼工位处的密封罐中，并且可以进行真空氧脱碳工艺以去除液态金属中的碳、氢、氧、氮和其他不想要的杂质或气体。精炼过程中产生的熔渣可以通过撇、舀或其他方法去除。

根据另一特征，根据实施方案，容纳容器可以配备有适于与可被动加热的钢包一起使用的感应加热装置。

根据另一个特征，非常薄的熔渣层可以保留在熔融金属表面上，以保护液态金属免受大气影响。

根据另一个特征，在可被动加热的钢包从精炼工位转移到气体雾化器(在该气体雾化器中可以生产金属粉末)之后，精炼工位可以准备接收来自EAF的另一个钢包。

根据另一个特征，雾化器可以具有可控的真空和惰性气氛倾倒室。

根据另一个特征，气体雾化器可以包括一个或多个倾斜的感应加热的雾化器容纳容器(其配备有用于通过可被动加热的钢包加热金属的感应加热装置)。第一感应加热的雾化器容纳容器可以在发生雾化的可控的真空和惰性气氛室的外部接收钢包，并且可以通过机械装置(例如液压缸)移动到可控的真空和惰性气氛室中，以在第二感应加热的雾化器容纳容器从该腔室中移出之后进行倾倒，并且第一容纳容器和第二容纳容器可以交替放入该腔室中，从而提供连续的加工流。

根据另一个特征，交替两个容纳容器的位置时或随着它们移动，雾化室内的气氛可以通过一系列锁和密封件(即，门，打开以及当关闭时密封)来控制。

根据另一个特征，液态金属可以作为可控的金属流从中间包的底部或开口进料到雾化喷嘴***中。

根据另一个特征，中间包可以被感应加热以控制液态金属的温度。

根据另一个特征，在雾化器中，第一感应加热的雾化器容纳容器被清空之后，可以将第一感应加热的雾化器容纳容器从倾倒工位移出并且被第二感应加热的雾化器容纳容器代替。

根据另一个特征，中间包可以被构造成容纳足够的金属，以为容纳容器的切换提供时间，同时仍然具有连续的金属流进入雾化喷嘴***。第二感应加热的雾化器容纳容器可以容纳来自精炼工位的填充有液态金属的第二可被动加热的钢包，其在来自第一容纳容器的液态金属完成雾化之前准备好。以这种方式，连续的液态金属流总是可用于雾化，因为总是有一个容纳容器在倾倒，一个容纳容器可用于接收下一个容纳精炼的液态金属的可被动加热的钢包以及具有切换容纳容器时容纳足够液态金属以进料雾化喷嘴***的容积的中间包。

如本文所述，现在可以实现前述方面和其他目的以及优点。

附图说明

附图进一步示出了实施方案，并且与详细描述一起用于解释本文公开的实施方案，在附图中，相同的附图标记在各个视图中指代相同或功能相似的元件，并且引入说明书中并形成说明书的一部分。

图1示出了根据实施方案的特征的***；

图2示出了根据实施方案的特征的工艺流程图；

图3示出了根据实施方案的特征的工艺流程图；和

图4示出了根据实施方案的特征的工艺流程图。

具体实施方式

在以下非限制性示例中讨论的特定值和配置可以变化，并且引用这些值和配置仅仅是为了说明一个或多个实施方案，而不是为了限制其范围。

现在将在下文中参考附图更全面地描述示例性实施方案，在附图中示出了说明性实施方案。所公开的实施方案可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为局限于这里阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开全面和完整，并将实施方案的范围完全传达给本领域的技术人员。在全文中，相同的附图标记代表相同的元件。

这里使用的术语仅仅是为了描述特定的实施方案，而不是为了限制。如本文所用的，单数形式“一个/种(a)”、“一个/种(an)”和“所述(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。可以进一步理解为，当在本说明书中使用时，术语“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”详细说明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

在整个说明书和权利要求书中，术语可以具有除了明确陈述的含义之外的在上下文中可能具有暗示或隐含的细微差别的含义。同样，本文使用的短语“在一个实施方案中”不一定指相同的实施方案，本文使用的短语“在另一个实施方案中”不一定指不同的实施方案。例如，所要求保护的主题旨在包括示例实施方案的全部或部分组合。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解为，术语，例如那些在常用词典中定义的术语，应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本文中明确定义，否则不会解释为理想化或过度正式的意思。

可以设想，本说明书中讨论的任何实施方案可以相对于本发明的任何方法、试剂盒、试剂或组合物来实施，反之亦然。此外，本发明的组合物可用于实现本发明的方法。

将被理解的是，本文描述的特定实施方案是以说明的方式示出的，而不是作为本发明的限制。在不脱离本发明范围的情况下，本发明的主要特征可以用于不同的实施方案中。本领域技术人员仅使用常规实验将认识到或者能够确定本文描述的特定过程的许多等同物。这种等同物被认为是在本发明的范围内，并且被权利要求涵盖。

在权利要求和/或说明书中，词语“一个/种(a)”或“一个/种(an)”与术语“包含”结合使用的用法可以表示“一个/种”，但是它也与“一个或多个/一种或多种”、“至少一个/种”和“一个或多个/一种或多种”的含义一致。权利要求中术语“或”的使用是指“和/或”，除非明确指出仅指替代物或替代物是互斥的，尽管本公开支持仅指替代物和“和/或”的定义。在整个本申请中，术语“大约”用于表示一个值包括装置、用于确定该值的方法的固有误差变化或研究对象之间存在的变化。

如在本说明书和权利要求中所使用的，词语“包含(comprising)”(和任何形式的包含，例如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(和任何形式的具有，例如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(和任何形式的包括，例如“包括(includes)”和“包含(include)”)或“含有(containing)”(和任何形式的包含，例如“包含(contains)”和“包含(contain)”)是包含性的或开放式的，并且不排除额外的、未记载的元件或方法步骤。

本文使用的术语“或其组合”是指该术语之前所列项目的所有排列和组合。例如，“A、B、C或其组合”旨在包括以下至少一种：A、B、C、AB、AC、BC或ABC，并且如果顺序在特定上下文中很重要，还包括BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。继续这个实例，明确包括包含一个或多个项目或术语的重复的组合，例如BB、AAA、AB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB等等。本领域技术人员将理解，除非从上下文中显而易见，否则通常对任何组合中的项目或术语的数量没有限制。

根据本公开，本文公开和要求保护的所有组合物和/或方法可以在没有过度实验的情况下制备和实施。虽然已经就优选的实施方案描述了本发明的组合物和方法，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的概念、精神和范围的情况下，可以对组合物和/或方法以及本文描述的方法的步骤或步骤顺序进行变化。对本领域技术人员来说显而易见的所有这些类似的替代和修改被认为是在由所附权利要求限定的本发明的精神、范围和理念内。

现在将描述的是能够连续生产作为原料用于增材制造、金属注射成型(“MIM”)和其它利用金属粉末的生产工艺的气体雾化金属粉末的***和方法。该描述并不意味着限制实施方案的范围，而是被提供来描述优选实施方案和实施方案的替代特征。实施方案的范围在本文提供的权利要求中给出。

这些新***和方法的目的是消除与用于生产金属粉末的现有已知技术相关的缺点。具体而言，本文所述的***和方法可用于通过最小化现有金属粉末生产方法中固有的氧化和其他气体吸收的可能性来生产高质量的粉末。这可以通过使用可以在不加热钢包自身的情况下允许感应加热金属或原料的非金属或金属钢包来实现。这种钢包在这里被称为“可被动加热的钢包”。这消除了在任何不可控制的非惰性气氛中将液态金属从一个容器倒入另一个容器的需要。

在该生产***的第一个目的中，优选将该工艺分成三个主要生产步骤，(i)熔化，(ii)精炼和(iii)雾化，并且三个步骤作为并行和串行发生的不同活动。这可以显著增加产量，并允许将连续的金属流输送到雾化喷嘴。它还允许增加质量控制，因为操作员可以在每个生产步骤中进行干预，从而增加目前不可达到的控制程度。特别地，当不仅仅局限于发生在熔炼炉中时，精炼步骤可以更加先进和灵活。

该生产方法的第二个目的是提高气体雾化金属粉末的VIGA生产***的效率和性能。VIGA***是气体雾化金属粉末的主要商业生产***，尽管它是一种低效率的间歇工艺，产生金属粉末的时间仅占其运行时间的15-20％，如下表所示。

相比之下，提出的生产方法可以创建一个连续的工艺，如下表所示，由此可以在***运行的100％时间内生产金属粉末。这可以显著提高生产量并降低运营成本。

生产***的第三个目的是增加可用作生产金属粉末的投料的原料的灵活性。目前的生产***很大程度上依赖于所需金属粉末合金的预铸棒。由于用于精炼熔融金属的EAF熔化和真空氧脱碳(VOD)***，提出的生产工艺可以允许使用金属废料和其他廉价的投料。独立的EAF允许熔渣精炼，而VOD***允许显著增强的脱气和夹杂物去除。与感应炉相比，EAF还允许更多样的形状和原料密度。

生产***的第四个目的是将液态金属转移到每个生产步骤，并最大限度控制温度和气氛。VIGA***通过将所有生产步骤放在一个密封的雾化塔内，并间歇生产而不是连续生产来实现这两个目的。其他现有技术方案使用底部出钢钢包，在某些情况下暴露于大气和/或未加热。气体吸收和过热要求是这些转移钢包***的限制。此外，带有底部出钢口的钢包依赖于滑动门***，该***的最小流速不适合用于制造3D打印粉末的雾化喷嘴。所提出的生产***可以通过使用构造上为金属或非金属的可被动加热的钢包来解决这一问题，该钢包对于电磁辐射波长可以基本上是透明的，从而允许液态金属在可被动加热的钢包中被感应加热和搅拌，而不会使可被动加热的钢包自身过热。该可被动加热的钢包可以在精炼和雾化步骤中通过感应加热。此外，可以将可被动加热的钢包安全地提升进入以及离开雾化单元中的可移动的容纳容器，以允许仅在容纳容器已经接收钢包并且已经移动到密封的真空室中之后，以适当的流速倾倒。在单个可被动加热的钢包中，将铁水从EAF输送到VOD，再从VOD输送到雾化器，无需多次倾倒或出钢(tap)，从而提高了效率、安全性和产品质量。单个可被动加热的钢包工艺可确保在将金属精炼至适当的化学特性和质量规格后，能够在金属粉末形成过程中保持这些特性。这提供了这种新工艺的所有生产率和成本效益，而没有牺牲现有工艺的任何质量标准。当参考图1所示的示意性流程图和***时，可以更好地理解这种用于生产气体雾化金属粉末的新方法的特性和优点。

参考图1，在所提出的生产工艺中的第一步(标示为用六边形标签“1”标记的区域)可以在EAF 105中熔化金属废料和其他原料。EAF 105可以包括耐火衬里的容器(如果需要，该容器可以水冷)，并且可以被顶盖102覆盖，一个或多个石墨电极107通过顶盖102进入熔炉。EAF 105可以包括(i)具有弯曲底部108的金属外壳，(ii)外壳内的耐火衬里104或炉膛，(iii)可以为耐火衬里和/或被水冷的顶盖103，一个或多个电极107可以穿过顶盖103。电极107可以由石墨制成，并且可以通过支撑和移动***在EAF 105的外部进行控制。电流可以通过电极107输入，以与金属电荷形成电弧。这个电弧能产生熔化金属的热量。

EAF 105可以作为间歇熔化工艺运行，生产被称为“热(heats)”的间歇钢水。EAF操作周期可称为出钢到出钢(tap-to-tap)周期，并可由以下操作组成:

·熔炉准备

·熔炉装料

·原料熔化

·液态金属精炼

·通过熔渣门进行除渣操作

·通过出钢口进行铁水(hot metal)出钢

熔炉准备-熔炉准备(也称为炉周转)是指前一次出钢完成后，直到熔炉准备好为下面的加热装入原料为止的一段时间。在此期间，可以调整臂夹下方的熔炉电极长度，并可以检查熔炉的耐火衬里，以检查任何可能的耐火材料损坏。如有必要，可对炉膛、渣线、出钢口和喷口(spout)进行修复。可以用喷砂耐火材料或抛泥环来修复熔炉。

熔炉装料-将主要金属废料和其他含金属轴承(bearing)产品的原料混合物装入料斗，在料斗中用高精度秤精确称量，然后通过例如带和滑槽***从料斗进料到EAF 105。当EAF 105将金属熔化为液态时，原料可以连续加入EAF 105中。原料装料还可以包括石灰、碳和其它助熔剂，它们可以与原料金属材料一起以块装料，或者可以注入到由EAF 105中的熔融金属产生的熔融浴中。

熔化-可以将电流通入电极107中，并且可以用原料混合物的金属部分产生电弧。电弧温度达到3000℃。原料混合物的温度可以通过升高或降低电极来调节，以在熔化过程中(即使原料混合物移动)保持恒定的功率输入。由于提出的工艺将生产特定的金属等级(不锈钢、高碳工具钢、Inconel、其他镍合金、钴铬合金和高温合金)，为了保护炉料中的高氧化性金属，化学能(即燃烧器或氧气喷枪)的使用可能非常有限或实际上可以避免。一旦最终原料被完全装料和熔化，EAF 105就可以达到“平浴(flatbath)”的条件。此时，可以测量熔浴温并取样。熔浴化学分析可以允许熔炉操作员确定是否需要化学校正。

EAF精炼-EAF精炼操作传统上包括去除磷、硫、铝、硅、锰和碳。氧与铝、硅和锰反应形成金属氧化物，这些氧化物是熔渣的成分。这些金属倾向于比碳先与氧反应。理想情况下，氧不会被注入EAF 105，因此原料混合物中存在的任何氧化铁(FeO)都可以作为氧的来源，以允许如下反应:

Mn+FeO＝MnO+Fe

熔浴的温度通常可达到1600℃以上。对于随后的气体雾化过程，限制溶解在液态金属中的气体量是重要的。例如，钢中的氮，在1600℃时在纯铁中的最大溶解度为450ppm。

除渣-在出钢之前，可以进行除渣操作，以从液体熔浴表面去除熔渣。熔渣是由添加到原料混合物中的石灰、白云石和其他助熔剂形成的，并且熔渣有两个重要目的：清除金属熔浴中的杂质，并保持液体熔浴和大气之间的隔热层。这种熔渣带有在该工艺的后续步骤中不需要的元素，因此熔渣可以通过熔渣门110从EAF中去除。EAF 105可以朝着熔渣门110向后倾斜，使得熔渣可以从EAF 105溢出，流出门110进入熔渣罐109或类似的收集装置。然后可以将熔渣冷却，并进行适当的处理。在许多情况下，熔渣可以用作集料或道路填料，因此可以回收利用。

出钢-一旦在熔炉中达到所需的铁水组成和温度，在熔炉喷口103上形成的出钢口可以打开，将熔炉倾斜，金属倒入可被动加热的钢包111中，以转移到由六边形标签“2”标记的区域指明的下一个操作。在出钢过程中，根据熔浴分析和所需钢等级添加大量合金。在进一步加工之前，可以加入脱氧剂来降低氧含量。

如图1中由标签“2”标记的区域所示，生产工艺中的第二步包括将液态金属101转移到可被动加热的钢包111中，然后输送到VOD 120中，其中，VOD120是用于液态金属101的进一步精炼、脱气和冶金调节的精炼工位。

钢包转移-一旦金属从EAF 105流出，生产工艺中的一个关键区别步骤是钢包的类型以及材料转移到VOD 120精炼工位，并最终转移到雾化器140。具体地说，在该工艺中使用的钢包(无论在结构上是金属的还是非金属的)可以对电磁辐射波长基本透明，从而允许液态金属在钢包中被感应加热，而不会使钢包自身过热，因此钢包在这里被称为“可被动加热的钢包”111。这种类型的钢包可以转移到后续的工艺步骤，而不必将金属暴露于环境空气。

可被动加热的钢包111可被特别设计成易于在加工工位之间运输，并放置在等待感应加热的容纳容器117中。可被动加热的钢包111可以像套筒一样装入感应加热的容纳容器117中。可被动加热的钢包111和感应加热的容纳容器117可以被设计成使得可被动加热的钢包一旦被放入合适的位置就可以牢固地安装，但是可以容易地通过例如起重机移除以用于输送。以这种方式，可以通过来自感应加热的容纳容器中形成的线圈118的感应加热来保持液态金属的温度，并且不必将液态金属从钢包倒入每个下游加工工位。

精炼、脱气和二次冶金-可被动加热的钢包111可以将其中包含的液态金属转移到精炼工位VOD 120。该精炼工位可以包括感应加热的精炼容纳容器117和罐或密封的钢包顶盖122，以形成真空室，所述感应加热的精炼容纳容器117设计成接收可被动加热的钢包，并对液态金属进行感应加热和搅拌。所述罐或顶盖122可以设计具有端口123，以允许向液态金属添加合金。精炼工位中的两个主要步骤可视为:

1.金属组成的最终调整，通过以下步骤进行：(i)向熔融金属的钢包中加入少量铁合金，和如果需要，(ii)通过在真空条件下注入氧气去除碳，以防止碳以外的元素氧化(VOD过程)

2.通过真空脱气处理熔融金属，去除诸如氢气、氧气和氮气的溶解气体。罐脱气实践可用于(i)降低液态金属中溶解气体的浓度，(ii)均化液态金属组成和熔浴温度，和(iii)从液态金属中去除氧化物夹杂物。

如图1所示，在由六边形标签“3”标识的区域中，生产工艺的第三步是将可被动加热的钢包111中的液态金属转移到两个感应加热的雾化器容纳容器131、132中的其中一个中，并最终将该容器输送到雾化器140，用于加工以生产金属粉末。

去渣-精炼和脱气后的第一个操作可以是从熔浴的表面清除任何残渣，这可以是手动操作。这可以用勺子、耙子或其他方法来清除漂浮在液态金属表面的熔渣。

转移到感应加热的雾化器容纳容器-然后可被动加热的钢包111可以由起重机提升并转移到雾化器工位140。雾化器工位140可以配备两个倾斜的感应加热的雾化器容纳容器131、132。像精炼工位一样，雾化器工位140中的这些感应加热的雾化器容纳容器131、132可以设计成使得可被动加热的钢包111牢固地安装到套筒中。如前所述，可以通过线圈118产生的感应加热来保持熔融金属中的热量。例如，感应加热的雾化器容纳容器131可以在发生雾化的雾化器工位140的可控的真空和惰性气氛室141外部接收可被动加热的钢包111。感应加热的雾化器容纳容器131可以通过诸如液压机构143的机械装置移动到可控的真空和惰性气氛室141中，然后移动到倾倒工位154就位，在那里可以最终倒入中间包150中。雾化室140内的气氛可由一系列锁和阀控制，通常描绘为门148，可操作以在可控的真空和惰性气氛室141的壁中产生开口，同时将感应加热的雾化器容纳容器131放置在其中就位。当感应加热的雾化器容纳容器131在不使用时接收新的可被动加热的钢包111时，以及当容纳容器在中间包150附近切换到倾倒位置以将液态金属释放到中间包150中时，这些门148还可以允许倾倒工位154中的气氛得以保持。

如图1所示，在标有六边形标签“4”的区域，生产工艺的第四步是将液态金属雾化成粉末。雾化器工位140可以由两个主要部分组成：包括两个接收区域151、152的上腔室和中心密封的惰性气体和真空气氛倾倒工位154，其中，每个接收区域接收各自的感应加热的雾化器容纳容器131、132。接收区域内的感应加热的雾化器容纳容器131、132可以通过门148输送到倾倒工位154，门148可以包括如前所述的锁和密封件的***，以保持倾倒工位154中的可控气氛。倾倒工位154可以是来自感应加热的雾化器容纳容器131、132之一的液态金属每次被倾斜，并且将可控的铁水流从可被动加热的钢包111输送到感应加热的中间包150的地方。然后该中间包150可以将金属输送到位于更低的密封雾化室157中的雾化喷嘴155。更低的密封雾化室157可以是具有可移除的锥形较低部分156的垂直圆柱体，从而允许在改变粉末类型之前容易地清洁。

在从精炼工位120接收到可被动加热的钢包111，并将其放入倾倒工位154就位，可以将感应加热的雾化器容纳容器131倾斜，以可控的速率将液态金属倒入加热的中间包150中，以保持中间包150中金属的最低水平。在倾倒时，可被动加热的钢包111中的液态金属温度可以继续通过如前所述的感应加热来控制。来自中间包150的液态金属可以以可控的金属流提供到雾化喷嘴155中。也可以感应加热中间包150以控制液态金属的温度。可以在雾化喷嘴155中施加高压惰性气体，这会产生液滴喷雾，液滴喷雾在雾化室157中形成雾化金属粉末150，随着它们冷却并落到雾化室157的锥形底部156，液滴喷雾形成球形。当感应加热的雾化器容纳容器131是空的时，其可以从倾倒工位移出，并由另一个感应加热的雾化器容纳容器132代替。中间包150可以容纳足够的金属，以便为感应加热的雾化器容纳容器131、132的切换提供时间，同时仍然具有到雾化喷嘴155的可控的连续金属流。随后装载的感应加热的雾化器容纳容器132还可以容纳来自于VOD 120精炼工位填充有液态金属的第二可被动加热的钢包112，该第二可被动加热的钢包112在来自第一(先前的)感应加热的雾化器容纳容器131的液态金属完成雾化之前准备好。以这种方式，连续的液态金属流总是可用于雾化，因为总是有一个容纳容器倾倒，和一个容纳容器可用于接收下一个精炼的液态金属的钢包。球形粉末159可以从雾化室的底部(例如，锥形底部156)在卸料斗158处移出，然后在卸料斗158处，球形粉末159可以通过一系列筛网和搅拌机进行处理，以根据颗粒尺寸对产品进行分类。

参考图2，流程图示出了一种根据实施方案的特征的方法。在方框210中，该图示出了接收来自于精炼工位120包含熔融金属的可被动加热的加热钢包111至气氛可控的气体雾化器工位140中的步骤，其中，在精炼工位120，应用真空氧脱碳工艺去除熔融金属中不想要的杂质、夹杂物或气体，其中在气氛可控的气体雾化器工位140，感应加热的雾化器容纳容器131包含可被动加热的钢包111和其中包含的熔融金属，并且在气体雾化器内倾斜感应加热的雾化器容纳容器131，以可控的速率将熔融金属倒入加热的中间包150中，同时通过感应加热继续控制可被动加热的钢包111中的液态金属温度，同时通过喷嘴向从中间包150流出的熔融金属流施加高压惰性气体，以在雾化室157中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落到雾化室157中形成的底部而形成球形。然后，如方框215所示，示出了一旦清空熔融金属就移出可被动加热的钢包111，并对包含熔融金属并被气氛可控的气体雾化器工位140接收用于处理的后续的可被动加热的钢包112重复该过程的步骤。

参考图3，示出了根据实施方案的特征的另一流程图。方框310示出了使用可被动加热的钢包111来移出从EAF 105倒入其中的熔融加热的液态金属的步骤。然后，如方框315所示，充满熔融金属的可被动加热的钢包111从EAF105移动到精炼工位120，在精炼工位120，将可被动加热的钢包放置到感应加热的精炼容纳容器117中，并且应用真空氧脱碳工艺以除去熔融金属中不想要的杂质、夹杂物或气体。在方框320中，可被动加热的钢包111和包含在其中的熔融金属从精炼工位120转移到气氛可控的气体雾化器工位140，在气氛可控的气体雾化器工位140中，倾斜包括可被动加热的钢包111和其中包含的熔融金属的感应加热的雾化器容纳容器131，以可控的速率将熔融金属倒入加热的中间包150中，同时通过来自感应加热的雾化器容纳容器131的感应加热继续控制可被动加热的钢包111中的液态金属温度，并且同时通过连接到中间包150的喷嘴155施加高压惰性气体，以在雾化室157中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落到雾化室157中形成的底部而形成球形。然后如方框325所示，示出了将球形粉末159从雾化室157移出至卸料斗158的步骤，卸料斗158将用于输送球形粉末，以便通过一系列筛网和搅拌机按照颗粒尺寸进行分类。

参考图4，根据实施方案的特征示出了另一流程图。参考方框410，示出了将包含金属的原料进料至电弧炉(“EAF”)105的第一步。然后如方框415所示，原料在可控温度下熔化成加热的液态金属，杂质和夹杂物作为单独的液态熔渣层被去除。然后，如方框420所示，通过倾斜EAF 105并将液态金属通过形成在EAF 105中的至少一个喷口或出钢口103倒出，将加热的液态金属从EAF 105中移出到可被动加热的钢包111中。在方框425中，示出了将装满熔融金属101的可被动加热的钢包111移动到精炼工位120，从而将可被动加热的钢包111放置到第一加热的容纳容器117中的步骤。然后在方框430中，应用真空氧脱碳工艺来去除液态金属中的碳、氢、氧、氮和其它不想要的杂质、夹杂物或气体。然后在方框435中，可被动加热的钢包111从精炼工位120处的加热的容纳容器117转移到气体雾化器工位140的接收区域141附近的第一容纳容器131中。在方框440中，然后将可被动加热的钢包111从精炼工位120处的加热的容纳容器117转移到气体雾化器工位140的接收区域141处的第一容纳容器131中。在方框445中，在气体雾化器工位140内倾斜第一容纳容器131，以可控的速率将液态金属倒入加热的中间包150中，以保持中间包150中金属的最低水平，同时通过感应加热继续控制可被动加热的钢包111中的液态金属温度。在方框450中，通过位于中间包150处或下方的喷嘴155施加高压惰性气体，以在雾化室157中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落到雾化室157中形成的锥形底部156而形成球形粉末159。然后，如方框455所示，球形粉末159可以从雾化室157中移出至卸料斗158，卸料斗158用于将粉末输送到一系列筛网和搅拌机，以根据颗粒尺寸对球形粉末进行分类。

应当理解，以上公开的和其他特征和功能的变型或其替代，可以理想地结合到许多其他不同的***或应用中。此外，应当理解，本领域技术人员随后可以做出各种目前未预见或未预料到的替代、修改、变型或改进，这些也旨在包含于所附的权利要求中。

Claims (20)

1.一种生产雾化金属粉末的方法，包括：

a)将包含金属的原料进料至电弧炉；

b)在可控温度下将原料熔化成熔融金属，并将杂质和夹杂物作为电弧炉内熔融金属上部形成的单独的液态熔渣层去除；

c)通过倾斜电弧炉并将液态金属通过电弧炉中形成的至少一个喷口或出钢口倾倒出来，将熔融金属从电弧炉中移出到可被动加热的钢包中；

d)将装满熔融金属的可被动加热的钢包移动到感应加热的精炼容纳容器中，其中所述感应加热的精炼容纳容器被配置成在所述感应加热的精炼容纳容器内产生电磁场并感应产生热量，并进一步加热可被动加热的钢包内的熔融金属，从而将熔融金属保持为液态；

e)将所述感应加热的精炼容纳容器移动通过精炼工位，并应用真空氧脱碳工艺从液态金属中除去不想要的杂质、夹杂物或气体，同时使用电磁场通过感应加热容纳于可被动加热的钢包内的熔融金属并搅拌熔融金属来控制熔融金属的温度；

f)将可被动加热的钢包从精炼工位的感应加热的精炼容纳容器转移到位于气体雾化器的第一接收区域附近的感应加热的雾化器容纳容器的空腔中，其中感应加热的雾化器容纳容器还被配置成产生电磁场从而经由可被动加热的钢包在感应加热的雾化器容纳容器的所述空腔内感应产生热量，从而将熔融金属保持为液态；

g)通过机械装置将感应加热的雾化器容纳容器通过至少一个气氛控制门移入气体雾化器并靠近可控的真空和惰性气氛室，同时通过向感应加热的雾化器容纳容器连续施加电磁场，以感应加热可被动加热的钢包所容纳的熔融金属来控制液态金属温度；

h)倾斜气体雾化器内的感应加热的雾化器容纳容器，以将熔融金属从可被动加热的钢包通过可控的真空和惰性气氛室倒入位于可控的真空和惰性气氛室中的中间包，其中熔融金属以可控速率倾倒，以保持中间包中熔融金属的最低水平，同时通过将电磁场通过可被动加热的钢包施加到熔融金属上来继续控制液态金属温度；

i)通过喷嘴向从中间包流出进入雾化室的液态金属流施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落入雾化室中形成的锥形底部而形成球形；和

j)通过卸料斗从雾化室中移出球形粉末。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在将熔融金属从电弧炉中移出到可被动加热的钢包中的步骤c)之前，通过将电弧炉向熔渣门倾斜并允许单独的液态熔渣从电弧炉中倒出到熔渣罐中而将单独的液态熔渣层从电弧炉中移出。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，可被动加热的钢包对电磁辐射波长基本上是透明的，从而使得其中包含的液态金属能够被电磁能量加热，而不会使可被动加热的钢包自身过热。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在中间包中，也通过电磁场加热所述熔融金属。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，从雾化室中移出球形粉末，并将其输送到一系列筛网和搅拌机中，以根据颗粒尺寸将产品球形粉末分类。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，不想要的杂质夹杂物和气体包括碳、氢、氧和氮中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，精炼工位为真空氧脱碳***。

8.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

k)从气体雾化器内的感应加热的雾化器容纳容器中移出可被动加热的钢包，并将可被动加热的钢包返回到电弧炉工位，以重复步骤(a)至(i)；和

l)在随后的可被动加热的钢包经历并完成步骤c)至e)之后，将随后的经历并完成步骤c)至e)的可被动加热的钢包替代随后的可被动加热的钢包接收到位于气体雾化器内的第二感应加热的雾化器容纳容器中，并重复步骤(g)至(i)；

m)将随后的可被动加热的钢包从处于精炼工位的感应加热的精炼容纳容器转移到位于气体雾化器的第一接收区域附近的随后的感应加热的雾化容纳容器的空腔中，其中随后的感应加热的雾化容纳容器还被配置成产生电磁场，从而经由随后的可被动加热的钢包在随后的感应加热的雾化容纳容器的空腔内感应产生热量，从而将熔融金属保持为液态；

n)通过机械装置将随后的感应加热的雾化容纳容器移动通过气氛控制系列门进入气体雾化器，并靠近可控的真空和惰性气氛室，同时通过连续施加电磁场以感应加热随后的可被动加热的钢包所容纳的熔融金属来控制液态金属温度；

o)倾斜气体雾化器内的包含随后的可被动加热的钢包—该钢包进一步包含熔融金属—的随后的感应加热的雾化容纳容器，以将熔融金属从随后的可被动加热的钢包通过可控的真空和惰性气氛室倒入位于可控的真空和惰性气氛室中的中间包中，其中随后的可被动加热的钢包预先完成将随后的可被动加热的钢包从精炼工位的感应加热的精炼容纳容器转移到位于气体雾化器的接收区域和第二接收区域附近的随后的感应加热的雾化容纳容器的空腔中的步骤，随后的容纳容器还被配置成产生电磁场，从而经由随后的可被动加热的钢包在随后的感应加热的雾化器容纳容器的空腔内感应产生热量，从而将熔融金属保持为液态，并通过随后的机械装置将随后的感应加热的雾化器容纳容器移动通过至少一个气氛控制门进入气体雾化器并靠近可控的真空和惰性气氛室，同时通过连续施加来自随后的感应加热雾化器容纳容器的电磁场来控制熔融金属温度，所述电磁场用于感应加热由随后的可被动加热的钢包容纳的熔融金属，并且其中将熔融金属从随后的可被动加热的钢包以可控的速率倒出，以保持中间包中熔融金属的最低水平，同时通过将电磁场通过可被动加热的钢包施加到熔融金属来继续控制液态金属温度；

p)通过喷嘴向从中间包流出进入雾化室的液态金属流施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落入雾化室中形成的锥形底部而形成球形；和

q)通过卸料斗从雾化室中移出球形粉末。

9.一种连续生产雾化金属粉末的方法，包括：

提供具有可控的真空和惰性气氛室的雾化器工位，并且其中包括加热的中间包，所述可控的真空和惰性气氛室提供从第一接收区域经由第一门和从第二接收区域经由第二门进入所述可控的真空和惰性气氛室的入口；

倾斜位于第一接收区域中的第一感应加热的雾化容纳容器，并且携带其中包含熔融金属的第一可被动加热的钢包通过第一门并通过可控的真空和惰性气氛室朝向加热的中间包，以将熔融金属从包含于第一感应加热的雾化容纳容器中并且位于第一接收区域中的第一可被动加热的钢包通过第一门并以可控的速率倒入加热的中间包，以保持加热的中间包内的最低金属水平，同时通过施加能够感应加热来自第一感应加热的雾化容纳容器的第一可被动加热的钢包内的熔融金属的电磁场，并通过加热进入加热的中间包的熔融金属来继续控制第一可被动加热的钢包内的熔融金属温度；

通过连接至加热的中间包的喷嘴向由第一可被动加热的钢包提供的并从加热的中间包流出的液态金属流施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落到雾化室中形成的锥形底部而形成球形；

倾斜位于第二接收区域中的第二感应加热的雾化容纳容器，并携带包含熔融金属的第二可被动加热的钢包通过第二门并通过可控的真空和惰性气氛室朝向加热的中间包，以将熔融金属由包含于第二感应加热的雾化容纳容器并位于第二接收区域中的第二可被动加热的钢包通过第二门并以可控的速率倒入加热的中间包，以保持加热的中间包中的最低金属水平，同时通过施加能够感应加热第二可被动加热的钢包内的熔融金属的电磁场，并通过加热进入加热的中间包的熔融金属来继续控制第二可被动加热的钢包内的熔融金属温度，其中在第一感应加热的雾化容纳容器完成将熔融金属倒入加热的中间包之后，倾斜加热的第二感应加热的雾化容纳容器；和

通过喷嘴向第二可被动加热的钢包提供的并从加热的中间包流出的液态金属流施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却并落到雾化室中形成的锥形底部而形成球形；

其中第一可感应加热的钢包和第二可感应加热的钢包对电磁辐射波长基本上透明，使得熔融金属可以在各自的第一可被动加热的钢包和第二可被动加热的钢包中被来自各自的第一感应加热的雾化容纳容器和第二感应加热的雾化容纳容器的电磁场加热，而不会使第一可被动加热的钢包和第二可被动加热的钢包过热。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括：

将球形粉末从雾化室中移出，以便根据颗粒尺寸进行分类。

11.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：

将球形粉末从雾化室中移出，通过筛网和搅拌机处理以按照颗粒尺寸对球形粉末进行分类。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，第一感应加热的雾化容纳容器和第二感应加热的雾化容纳容器的功能对于由雾化器工位接收并由所述雾化器工位进行处理的后续的被动加热的钢包来说是交替的。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，在倾斜第一感应加热的雾化容纳容器以能够将熔融金属由第一可被动加热的钢包倒入加热的中间包的步骤之前，第一可被动加热的钢包所容纳的熔融金属预先完成由处于精炼工位的第一感应加热的精炼容纳容器转移到位于雾化器工位的第一接收区域附近的第一感应加热的雾化容纳容器的空腔中的步骤，第一感应加热的雾化容纳容器被配置成产生电磁场，从而通过第一可被动加热的钢包在第一感应加热雾化容纳容器的空腔内感应产生热量，从而将熔融金属保持为液态，并且通过第一机械装置将第一感应加热的雾化容纳容器通过第一气氛控制门移动到雾化器工位中，并且靠近可控的真空和惰性气氛室，同时通过连续施加来自第一感应加热的雾化容纳容器的电磁场以感应加热第一可被动加热的钢包所容纳的熔融金属来控制熔融金属温度。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，在倾斜第二感应加热的雾化容纳容器以能够将熔融金属由第二可被动加热的钢包倒入加热的中间包的步骤之前，第二可被动加热的钢包所容纳的熔融金属预先完成从精炼工位的第二感应加热的精炼容纳容器转移到位于雾化器工位的第二接收区域附近的第二感应加热的雾化容纳容器的空腔中的步骤，第二感应加热的雾化容纳容器被配置成产生电磁场，并由此经由第二可被动加热的钢包在第二感应加热的雾化容纳容器的空腔内感应产生热量，从而控制熔融金属的温度，并通过第二机械装置将第二感应加热的雾化容纳容器通过第二气氛控制门移动到雾化器工位中并靠近可控的真空和惰性气氛室，同时通过连续施加来自第二感应加热的雾化容纳容器的电磁场以感应加热第二可被动加热的钢包容纳的熔融金属来控制熔融金属温度。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，在第一可被动加热的钢包预先完成由处于精炼工位的第一感应加热的精炼容纳容器转移到位于雾化器工位的第一接收区域附近的第一容纳容器的空腔中的步骤之前，通过倾斜电弧炉并将液态金属通过电弧炉中形成的至少一个喷口或出钢口倒出将第一可被动加热的钢包中包含的加热的液态金属从电弧炉中移出，然后将第一可被动加热的钢包及其中包含的熔融金属移动到精炼工位，在精炼工位中进行真空氧脱碳工艺后，再将第一可被动加热的钢包和熔融金属移动到雾化器工位。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，在第二可被动加热的钢包预先完成由处于精炼工位处的第二感应加热的精炼容纳容器转移到位于雾化器工位的第一接收区域附近的第二容纳容器的空腔中的步骤之前，通过倾斜电弧炉并将液态金属通过电弧炉中形成的至少一个喷口或出钢口倒出，将第二可被动加热的钢包所包含的加热的液态金属从电弧炉中移出进入第二可被动加热的钢包，然后将第二可被动加热的钢包和其中包含的熔融金属移动到精炼工位，在精炼工位进行真空氧脱碳工艺后，将第二可被动加热的钢包和熔融金属移动到雾化器工位。

17.一种用于生产雾化金属粉末的***，包括：

雾化器工位，其具有可控的真空和惰性气氛室，并且其中包括加热的中间包，可控的真空和惰性气氛室提供从至少一个接收区域经由至少一个门通向至少一个感应加热的雾化容纳容器的加热的中间包的入口；和

至少一个可被动加热的钢包，其被配置为包含液态金属，其中至少一个可被动加热的钢包对于电磁辐射波长基本上是透明的，使得至少一个可被动加热的钢包所包含的液态金属能够在包含于可被动加热的钢包中时被由至少一个感应加热的雾化容纳容器提供的电磁场加热，而不会使至少一个可被动加热的钢包自身过热，其中由于由至少一个可被动加热的钢包提供的熔融金属通过至少一个感应加热的雾化容纳容器的操作从至少一个可被动加热的钢包通过至少一个门被倒入可控的真空和惰性气氛室中，熔融金属在加热的中间包中进行加工；和

喷嘴，其位于加热的中间包，所述喷嘴被配置为向从加热的中间包流出进入雾化室的熔融金属流施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并且随着液滴冷却成雾化粉末并落入在雾化室中形成的锥形底部而形成球形；和

卸料斗，其适于从雾化室移出雾化粉末。

18.根据权利要求17所述的***，所述***进一步包括：

电弧炉，其机械地适于将原料熔化成液态金属，并且包括至少一个孔或喷口，以用于通过电弧炉的倾斜运动将由原料产生的加热的液态金属移出到至少一个可被动加热的钢包中；和

精炼工位，其包括VOD和感应加热的精炼容纳容器，—精炼期间其中放置有可被动加热的钢包，在其中进行真空氧脱碳工艺以去除液态金属中不想要的杂质，所述杂质包括碳、氢、氧、氮和其它夹杂物或气体中的至少一种，其中所述感应加热的精炼容纳容器设有电线圈以在感应加热的精炼容纳容器内产生电磁场；

其中在电弧炉加工之后且在精炼工位加工期间、雾化器工位加工之前，熔融金属携带于至少一个可被动加热的钢包中。

19.根据权利要求17所述的***，所述***进一步包括：

卸料***，其配置为使用分类硬件移出雾化粉末。

20.根据权利要求18所述的***，其中，雾化器工位还包括第二感应加热的雾化容纳容器，其具有经由第二门通过与雾化器工位相关联的第二接收区域通向加热的中间包的入口，其中包含于第二可被动加热的钢包内的液态金属可以在之前的倾倒之后由至少一个感应加热的雾化容纳容器倒入，并且位于加热的中间包的出口处的喷嘴向从加热的中间包的出口流出进入雾化室的熔融金属流施加高压惰性气体，以在雾化室中产生液滴喷雾，并随着液滴冷却成雾化粉末并落入雾化室中形成的锥形底部而形成球形。

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