Sistema de secado por pulverización de ciclo cerrado para mezclas de metal duro

El sistema de secado por pulverización de ciclo cerrado de Longxin para mezclas de metal duro está diseñado para la producción de polvos listos para prensar (RTP) a partir de suspensiones de carburo molidas en húmedo. El proceso combina la atomización controlada, la circulación de nitrógeno, la recuperación de polvo y el control integrado del proceso para ayudar a los fabricantes a gestionar la oxidación, la contaminación, la consistencia de los gránulos y la manipulación de disolventes.

El sistema resulta especialmente adecuado para el carburo de tungsteno y las mezclas de WC-Co, en las que la calidad del polvo granulado influye directamente en el comportamiento durante el prensado, la densidad en bruto, la estabilidad durante la sinterización y el rendimiento del componente final de metal duro.

Por qué el secado de mezclas de metal duro requiere un control riguroso del proceso

Las mezclas de metal duro plantean mayores exigencias que los polvos comunes a base de agua. Las partículas finas de carburo son sensibles a la oxidación y a la contaminación, mientras que las suspensiones gruesas o con alto contenido en sólidos pueden sedimentarse durante el almacenamiento y la alimentación. Al mismo tiempo, la etapa de secado por pulverización debe producir gránulos con un tamaño, una densidad y una fluidez lo suficientemente uniformes como para garantizar un llenado y un prensado estables en la matriz.

Entre los retos habituales de los procesos se incluyen:

• Oxidación o contaminación durante el secado y la recogida del polvo
• Sedimentación de lodos y concentración de sólidos inestables
• Distribución del tamaño de los gránulos amplia o irregular
• Escasa fluidez del polvo y densidad de prensado variable
• Manipulación y recuperación seguras de disolventes orgánicos cuando se utiliza el molido con disolventes
• Calentamiento, aglomeración o apelmazamiento del polvo tras el secado

Proceso de secado por pulverización de nitrógeno en ciclo cerrado

El núcleo de la solución es un circuito de secado sellado que utiliza nitrógeno como gas de proceso circulante. En comparación con un sistema al aire libre, la configuración de ciclo cerrado reduce el contacto entre el material y el oxígeno ambiental y puede combinarse con la condensación y recuperación de disolventes cuando la formulación de la suspensión así lo requiera.

Un sistema típico puede incluir:

1. Almacenamiento de lechada agitada y alimentación controlada
2. Atomización por presión
3. Cámara de secado por pulverización cerrada
4. Separación y recogida de polvo
5. Filtración o limpieza de gases
6. Condensación y recuperación de disolventes, cuando proceda
7. Recirculación de nitrógeno
8. Enfriamiento, transporte y cribado de polvos
9. Monitorización, alarmas y enclavamientos de seguridad basados en PLC

Atomización por presión para la granulación controlada

La atomización a presión se utiliza para convertir la suspensión de metal duro en gotas controladas antes del secado. La configuración de la boquilla y la presión de atomización se seleccionan en función de la viscosidad de la suspensión, la carga de sólidos, la estabilidad de la alimentación y el tamaño de grano requerido.

Para las formulaciones adecuadas de gránulos gruesos, los datos originales del proceso se centran en fracciones de producto de aproximadamente 80-150 mesh. La distribución final de los gránulos debe confirmarse mediante ensayos del material, ya que la formulación, el sistema aglutinante, la viscosidad y las condiciones de funcionamiento

Todas estas condiciones influyen en el resultado.

Suspensión de la pasta y estabilidad de la alimentación

Las partículas gruesas de carburo pueden sedimentarse rápidamente si la circulación y la agitación de la suspensión no se diseñan adecuadamente. Longxin puede integrar sistemas de mezcla, recirculación y alimentación controlada para mantener una concentración de sólidos más estable en el atomizador.

La fase de molienda y dispersión también puede coordinarse con el sistema de secado, de modo que la suspensión entre en la granulación por pulverización en condiciones repetibles. Esto resulta especialmente importante en las líneas de producción que alternan entre diferentes calidades de metal duro o formulaciones de aglutinantes.

Funcionamiento en circuito cerrado con bajo nivel de oxígeno

El circuito de gas circulante puede purgarse y funcionar con nitrógeno para mantener una atmósfera controlada con bajo contenido en oxígeno. La concentración de oxígeno, la presión del sistema y la temperatura pueden supervisarse de forma continua, con alarmas y enclavamientos configurados de acuerdo con los requisitos de seguridad del material y del disolvente.

En el caso de las suspensiones a base de disolvente, la corriente de escape puede pasar por una sección de condensación y recuperación antes de que el gas de proceso vuelva al secador. La configuración exacta del sistema de recuperación depende del tipo de disolvente, la carga de vapor, la temperatura de condensación y las normas de seguridad exigidas en la planta.

Enfriamiento de polvos y manipulación posterior

Es posible que el polvo de RTP recién secado requiera un enfriamiento controlado antes de su cribado, almacenamiento o envasado. La línea de producción puede incorporar sistemas de transporte refrigerados por agua, transporte por vibración y cribado para reducir la temperatura del polvo y limitar la aglomeración durante su manipulación posterior.

Los equipos de recogida y transporte de polvo se seleccionan en función de la fluidez del producto, las características del polvo y los requisitos de control de la contaminación.

Automatización y supervisión de procesos

El sistema puede utilizar un control PLC/HMI para coordinar la alimentación de la suspensión, la presión de atomización, las temperaturas de entrada y salida, las condiciones del gas de circulación y la recogida de polvo. La gestión de recetas se puede configurar para plantas que producen múltiples calidades de metal duro, mientras que los enclavamientos de seguridad protegen el sistema frente a condiciones anómalas de temperatura, presión u oxígeno.

También se puede considerar la conectividad MES, el diagnóstico remoto y las interfaces de datos de producción cuando así lo requiera la arquitectura de automatización de la planta del cliente.

Configuración típica del proceso

Aplicaciones

• Polvos de carburo de tungsteno listos para prensar
• Mezclas de metal duro WC-Co para herramientas de corte
• Componentes de metal duro resistentes al desgaste
• Calidades de metal duro que requieren una exposición controlada al oxígeno
• Suspensiones seleccionadas de polvos de metales y aleaciones en disolvente

Diseñar el sistema en función de tu material

La configuración adecuada del secado por pulverización no depende únicamente de la capacidad nominal. El disolvente, la concentración de sólidos, el tamaño de las partículas, la viscosidad de la suspensión, la distribución granulométrica deseada, el nivel de oxígeno admisible y los requisitos de prensado posteriores influyen en el diseño final del equipo.

Para la evaluación del proyecto, facilite la composición del material, el sistema de aglutinante y disolvente, el contenido en sólidos, la viscosidad de la suspensión, el tamaño de grano deseado, la capacidad de producción y el límite de oxígeno requerido. Longxin puede utilizar esta información para definir el circuito de secado, el sistema de atomización, la recuperación del disolvente y la configuración del manejo posterior del polvo.