本发明涉及真空气雾化制备金属粉末领域，具体涉及一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置及其方法。

背景技术：

3d打印技术以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等材料，通过逐层累计的方法制造产品，特别适合制造网状及内空心的定制化产品。与传统技术相比，该技术不需制造专门模具，且不会产生切削废料，因此在全球发展迅猛。目前3d打印技术已广泛运用于航空航天、医疗、模具制造等领域，其中，金属3d打印技术则属于3d打印行业中的佼佼者，该技术制造的产品强度和刚度均能满足实际要求。然而，与国际上金属3d打印行业相比，我国在这方面的投入研发还是有一定差距的，特别是在材料的研发和打印设备两方面，我国的研究学者仍需进行不断摸索。

对于3d打印用的金属粉末，其粉末参数有很高的要求：化学成分纯净度高、一定粒度分布、粉末球形度高、流动性好、松装密度满足一定要求。与机械球磨法、电化学法相比，真空感应熔炼惰性气体雾化方法（viga技术）因其生产效率高，粉末球形度高、氧含量低等优点成为目前生产高性能球形金属粉末的主流方法。通常，viga技术采用坩埚熔炼的方式，即坩埚中添加金属，通过中频电对金属进行感应加热使其熔化为钢液，然后将钢液倒入中间包，通过下方的导流嘴流出一定直径的钢液，运用高压惰性气体将其雾化冷却即可收得金属粉末。

传统的viga生产方式，在雾化时需要熟练的操作人员观察中间包中钢液液位，利用液压杆控制器操作坩埚进行倾炉和回炉，使得中间包中钢液位置处于中间包总高度的1/3~1/2，即所谓的“浇钢”。而且现场操作人员需要时刻关注中间包系统是否有“漏钢”现象以及喷盘下方出现“大结瘤”现象：“漏钢”现象会导致高温钢液损坏中间包加热器，甚至损坏人孔板及喷盘等；“大结瘤”若最终未脱落，会导致堵塞漏嘴，最终雾化失败。若出现上述两种现象，操作人员需要立即回炉，等待设备冷却后再进行后续操作。由于在浇钢雾化时，需要操作人员关注很多细节点，且传统的液压控制方式稳定性较差，灵敏度不高，这就对操作人员提出了更高的要求，严重影响了viga技术的工业化生产进程。因此，如何实现工业级气雾化设备的全自动化生产、减少对人的依赖性成为目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置及其方法，实现了工业级气雾化设备的全自动化生产。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：本发明的一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置及其方法，其创新点在于：包括熔炼室、雾化室、坩埚、中间包系统、蜗轮蜗杆机构、伺服电机、变频器和中央处理系统；所述熔炼室与所述雾化室上下并列贴合水平设置，且在所述熔炼室的内部底面还水平设有中间包系统，所述中间包系统的上端入口与所述熔炼室的内部连通，且其下端出口与所述雾化室的内部连通；在所述熔炼室的内部一侧还倾斜设有坩埚，所述坩埚的旋转轴倾斜向下延伸出所述熔炼室，并通过蜗轮蜗杆机构与所述伺服电机的输出端联动连接；在所述熔炼室的外部还分别设有变频器和中央处理系统，且所述变频器分别与所述伺服电机以及所述中央处理系统电性连接。

优选的，还包括液压站、液压缸、第一齿轮、第二齿轮、第一电机和上料机械手；在所述熔炼室的炉盖一侧还竖直设有液压缸，所述液压缸的活动端与所述熔炼室的炉盖竖直固定连接，并带动所述熔炼室的炉盖上升或下降；在所述熔炼室的外部还分别设有上料机械手和液压站，所述液压站与所述液压缸驱动连接，并与所述中央处理系统电性连接；在所述液压缸的活动端偏上位置还水平套接固定设有第一齿轮，且所述第一齿轮设于所述熔炼室炉盖的上方；在所述第一齿轮的一侧上方还水平设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一电机的输出端联动连接，且所述第一电机与所述中央处理系统电性连接；所述液压站驱动液压缸，并带动熔炼室的炉盖上升，直至第一齿轮与第二齿轮啮合，再由第一电机带动熔炼室的炉盖旋转，通过上料机械手的配合进行自动化加料。

优选的，所述中间包系统包括中间包加热器、石墨套、石墨小套、漏嘴、加热帽、中间包和喷盘；所述中间包加热器与所述喷盘上下间隔水平设置，且在所述中间包加热器的内部还同轴心套接设有石墨套，所述石墨套为上端开放式的u形结构，且在其内部还同轴心套接设有中间包，所述中间包为上端开放式的v形结构，且其内部与所述熔炼室的内部连通；所述石墨小套为竖直设置的回转体结构，且其上下两端分别开设有外螺纹，所述石墨小套嵌入式设于所述中间包加热器的底部中间位置，且其上端竖直向上延伸，并依次与所述石墨套的底部中间位置以及所述中间包的底部中间位置螺纹连接；所述石墨小套的内部与所述中间包的内部连通，且在其下端还同轴心套接设有加热帽，所述加热帽的上端与所述石墨小套的下端螺纹连接，且其下端竖直向下延伸出所述中间包加热器，并与所述喷盘的中间位置螺接固定；在所述加热帽的内部还同轴心套接设有漏嘴，所述漏嘴的进口端通过石墨小套与所述中间包的内部连通，且其出口端通过喷盘与所述雾化室的内部连通。

优选的，在所述熔炼室的上方一侧还倾斜固定设有第一工业摄像机，所述第一工业摄像机采用机器视觉技术，且与所述中央处理系统电性连接；所述第一工业摄像机的监测端朝所述中间包系统的方向倾斜向下设置，并监测所述中间包内的钢液液位高度；所述中间包内的钢液液位高度为所述中间包总高度的1/3~1/2。

优选的，在所述雾化室的一侧偏上位置还倾斜固定设有第二工业摄像机，所述第二工业摄像机采用机器视觉技术，且与所述中央处理系统电性连接；所述第二工业摄像机的监测端通过雾化室朝所述漏嘴的方向倾斜向上设置，并监控是否发生漏钢或结瘤尺寸过大的现象。

优选的，在所述熔炼室的炉盖正上方还左右间隔固定设有第一红外测温仪和第二红外测温仪；所述第一红外测温仪与所述中央处理系统电性连接，且其监测端朝所述坩埚的方向倾斜向下设置，并监测所述坩埚内的钢液温度；所述第二红外测温仪与所述中央处理系统电性连接，且其监测端朝所述中间包系统的方向倾斜向下设置，并监测所述中间包内的预热温度；所述第一红外测温仪和第二红外测温仪采用的型号均为1rh，且均采用双色模式。

优选的，所述伺服电机与所述坩埚之间的连接方式还可采用齿轮传动或齿轮齿条传动。

优选的，还包括真空管道、机械泵、罗茨泵、第一气动阀、第一通氩气管道、第三气动阀、第二通氩气管道、第五气动阀和真空计；所述真空管道的一端依次与所述罗茨泵以及所述机械泵连接，且其另一端分别与所述熔炼室的内部中间位置以及所述雾化室的内部偏上位置密封连通，并在所述真空管道上靠罗茨泵输出端处还设有第一气动阀；所述第一通氩气管道的一端固定设置在所述雾化室的外侧壁偏下位置，且与所述雾化室的内部密封连通，并在所述第一通氩气管道上还设有第三气动阀；所述第二通氩气管道的一端固定设置在所述熔炼室的下表面一侧，且通过喷盘与所述漏嘴的出口端下方密封连通，并在所述第二通氩气管道上还设有第五气动阀；在所述雾化室的外侧壁中间位置还嵌入式设有真空计，所述真空计与所述中央处理系统电性连接，且其监测端朝所述雾化室的内部方向设置。

优选的，还包括集粉罐、第二气动阀、第四气动阀、过滤器和高压风机；所述雾化室的下端与所述集粉罐的输入端密封连通，且在所述集粉罐的下端还密封连通设有第二气动阀；所述集粉罐的输出端与所述过滤器密封连通，且在二者之间还设有第四气动阀；所述过滤器与所述高压风机密封连通。

本发明的一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置的气雾化方法，其创新点在于包括以下步骤：

（1）装料：首先液压站驱动液压缸，带动熔炼室的炉盖上升，直至第一齿轮与第二齿轮啮合；然后第一电机驱动第二齿轮转动，并带动熔炼室的炉盖旋转90°后停止，然后上料机械手开始将原材料移动至坩埚内；装料完毕后，第一电机反转90°回到初始位置，然后液压站驱动液压缸，并带动熔炼室的炉盖下降，直至炉盖关闭；

（2）抽真空：开启机械泵以及第一气动阀，并对熔炼室以及雾化室抽真空；同时，开启第二气动阀并对集粉罐抽真空；当真空计显示雾化室内的压力为1400~1500pa时，开启罗茨泵；然后当真空计显示雾化室内的气压抽至5~10pa时，依次关闭罗茨泵、第一气动阀以及机械泵；

（3）氩气回填：开启第三气动阀并充入低压氩气，当真空计显示雾化室内的压力为101~105kpa时，关闭第三气动阀；

（4）熔炼：将坩埚以及中间包系统均通电，通过电磁感应对原材料和石墨进行加热；当坩埚内钢液温度达到工艺雾化温度，以及中间包内的预热温度达到工艺预热温度时，开始浇钢，并开启高压风机，待10s后再开启第四气动阀；然后变频器控制伺服电机按照浇钢示教时采集的速度和时间曲线进行转动，第二工业摄像机捕捉到漏嘴下方出现钢液时，第五气动阀开启并喷入高压氩气进行雾化；同时，第一工业摄像机采集中间包内钢液液位的实际高度数据，并通过中央处理系统与浇钢示教时采集的液位高度时间曲线进行对比分析，再对伺服电机的速度时间曲线进行实时修正，并保证中间包内的钢液液位与浇钢示教时的情况相同，且处于中间包总高度的1/3~1/2；

（5）雾化结束：当第一工业摄像机检测到中间包系统中无钢液时，雾化结束，伺服电机驱动坩埚回到初始位置，然后坩埚和中间包系统依次断电，并依次关闭第五气动阀、第四气动阀和高压风机，待粉末冷却后进入下级工序。

本发明的有益效果：

（1）本发明采用液压驱动熔炼室的炉盖升降，炉盖上升直至第一齿轮和第二齿轮啮合，然后通过第一电机带动炉盖旋转，再配合上料机械手进行加料，从而实现了自动化加料；

（2）本发明中石墨小套为回转体结构，且其上下两端分别与石墨套和加热帽螺纹连接，配合精度较高，实现了中间包系统的紧密结合；

（3）本发明采用的漏嘴尺寸较小，与传统的大漏嘴相比，极大地降低了成本；

（4）本发明中加热帽对漏嘴起到了加热保温的作用，从而防止因钢液降温而造成的结瘤及堵塞现象；

（5）本发明中间包底部的内螺纹孔内添加耐火泥后，再与石墨小套的上端螺纹连接，从而防止钢液外漏；

（6）本发明中伺服电机通过蜗轮蜗杆机构来控制坩埚转动，再通过将浇钢示教时采集的液位高度以及时间曲线与中间包内的实际钢液液位高度进行对比分析，并对伺服电机的速度时间曲线进行实时修正，从而保证了中间包内的钢液液位高度始终处于其总高度的1/3~1/2，实现了对坩埚倾炉和回炉速度的闭环自动化控制；

（7）本发明在熔炼室的炉盖上方以及雾化室的一侧偏上位置均设有工业摄像机，可实时监控漏钢现象及结瘤情况，若发生漏钢及结瘤尺寸过大的现象，便发出信号使坩埚回到初始位置，并发出声光报警，从而完成初级的应急处理措施，提高了自动化生产的安全性。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置的结构示意图。

图2为本发明一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置的局部放大图。

图3为图1中中间包系统的结构示意图。

图4为15~53μm的316l金属粉末形貌图。

图5为15~53μm的18ni300金属粉末形貌图。

其中，1-熔炼室；2-雾化室；3-坩埚；4-中间包系统；5-液压站；6-液压缸；7-第一齿轮；8-第二齿轮；9-第一电机；10-上料机械手；11-机械泵；12-第一气动阀；13-第二气动阀；14-真空计；15-罗茨泵；16-第三气动阀；17-第一红外测温仪；18-第二红外测温仪；19-第一工业摄像机；20-第二工业摄像机；21-蜗轮蜗杆机构；22伺服电机；23-变频器；24-中央处理系统；25-高压风机；26-第四气动阀；27-第五气动阀；28-真空管道；29-第一通氩气管道；30-第二通氩气管道；31-集粉罐；32-过滤器；401-中间包加热器；402-石墨套；403-石墨小套；404-漏嘴；405-加热帽；406-中间包；407-喷盘。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置及其方法，包括熔炼室1、雾化室2、坩埚3、中间包系统4、蜗轮蜗杆机构21、伺服电机22、变频器23和中央处理系统24；具体结构如图1、图2所示，熔炼室1与雾化室2上下并列贴合水平设置，且在熔炼室1的内部底面还水平设有中间包系统4，该中间包系统4的上端入口与熔炼室1的内部连通，且其下端出口与雾化室2的内部连通。

本发明中间包系统4包括中间包加热器401、石墨套402、石墨小套403、漏嘴404、加热帽405、中间包406和喷盘407；如图1~3所示，中间包加热器401与喷盘407上下间隔水平设置，且在中间包加热器401的内部还同轴心套接设有石墨套402，该石墨套402为上端开放式的u形结构，且在其内部还同轴心套接设有中间包406，该中间包406为上端开放式的v形结构，且其内部与熔炼室1的内部连通；

如图1~3所示，石墨小套403为竖直设置的回转体结构，且其上下两端分别开设有外螺纹，该石墨小套403嵌入式设于中间包加热器401的底部中间位置，且其上端竖直向上延伸，并依次与石墨套402的底部中间位置以及中间包406的底部中间位置螺纹连接；该石墨小套403的内部与中间包406的内部连通，且在其下端还同轴心套接设有加热帽405，该加热帽405的上端与石墨小套403的下端螺纹连接，且其下端竖直向下延伸出中间包加热器401，并与喷盘407的中间位置螺接固定；在加热帽405的内部还同轴心套接设有漏嘴404，且加热帽405对漏嘴404起到了加热保温的作用，从而防止因钢液降温而造成的结瘤及堵塞现象；该漏嘴404的进口端通过石墨小套403与中间包406的内部连通，且其出口端通过喷盘407与雾化室2的内部连通。本发明采用螺纹连接的装配方式，配合精度较高，实现了中间包系统的紧密结合；其中，在中间包406底部的内螺纹孔内添加耐火泥后，再与石墨小套403的上端螺纹连接，从而防止钢液外漏。

本发明在熔炼室1的内部一侧还倾斜设有坩埚3，该坩埚3的旋转轴倾斜向下延伸出熔炼室1，并通过蜗轮蜗杆机构21与伺服电机22的输出端联动连接；如图1、图2所示，在熔炼室1的外部还分别设有变频器23和中央处理系统24，且变频器23分别与伺服电机22以及中央处理系统24电性连接；其中，伺服电机22与坩埚3之间的连接方式还可采用齿轮传动或齿轮齿条传动，且中央处理系统24为采用现有技术的处理系统。本发明中伺服电机22通过蜗轮蜗杆机构21控制坩埚3的转动方向及速度，实现了坩埚3进行倾炉及回炉；变频器23通过与中央处理系统24连接来接收速度曲线信号，并控制伺服电机22转动，同时，变频器23采集伺服电机22的速度曲线作为反馈信号传输至中央处理系统24，从而实现了闭环控制。

本发明在熔炼室1的炉盖一侧还竖直设有液压缸6，该液压缸6的活动端与熔炼室1的炉盖竖直固定连接，并带动熔炼室1的炉盖上升或下降；如图1、图2所示，在熔炼室1的外部还分别设有上料机械手10和液压站5，液压站5与液压缸6驱动连接，并与中央处理系统24电性连接；在液压缸6的活动端偏上位置还水平套接固定设有第一齿轮7，且第一齿轮7设于熔炼室1炉盖的上方；在第一齿轮7的一侧上方还水平设有第二齿轮8，该第二齿轮8与第一电机9的输出端联动连接，且第一电机9与中央处理系统24电性连接；本发明中液压站5驱动液压缸6，并带动熔炼室1的炉盖上升，直至第一齿轮7与第二齿轮8啮合，再由第一电机9带动熔炼室1的炉盖旋转，通过上料机械手10的配合实现炉盖上升→炉盖旋转→上料→炉盖回转→炉盖下降的自动化加料流程。

本发明在熔炼室1的上方一侧还倾斜固定设有第一工业摄像机19，如图1、图2所示，第一工业摄像机19采用机器视觉技术，且与中央处理系统24电性连接；第一工业摄像机19的监测端朝中间包系统4的方向倾斜向下设置，并监测中间包406内的钢液液位高度；其中，中间包406内的钢液液位高度为中间包406总高度的1/3~1/2。本发明中第一工业摄像机19通过像素分布、颜色、亮度等信息实时监控熔炼室1是否发生“漏钢”现象，若发生“漏钢”现象，发出信号至中央处理系统24，然后伺服电机22驱动坩埚3回到初始位置，并发出声光报警。

本发明在雾化室2的一侧偏上位置还倾斜固定设有第二工业摄像机20，如图1、图2所示，第二工业摄像机20采用机器视觉技术，且与中央处理系统24电性连接；第二工业摄像机20的监测端通过雾化室2朝漏嘴404的方向倾斜向上设置，并监控是否发生漏钢或结瘤尺寸过大的现象；若发生漏钢现象或结瘤尺寸过大的现象，发出信号使坩埚3回到初始位置，并发出声光报警，从而完成初级的应急处理措施，提高了自动化生产的安全性。

本发明在熔炼室1的炉盖正上方还左右间隔固定设有第一红外测温仪17和第二红外测温仪18；如图1、图2所示，第一红外测温仪17与中央处理系统24电性连接，且其监测端朝坩埚3的方向倾斜向下设置，并监测坩埚3内的钢液温度；第二红外测温仪18与中央处理系统24电性连接，且其监测端朝中间包系统4的方向倾斜向下设置，并监测中间包406内的预热温度；其中，第一红外测温仪17和第二红外测温仪18采用的型号均为1rh，且均采用双色模式。本发明中将第一红外测温仪17和第二红外测温仪18测得的温度数据分别通过数据线传输至中央处理系统24，若两温度均达到浇钢工艺要求，中央处理系统24便发出“开始浇钢”的指令。

另外，对于固定工艺生产，即金属牌号、装料量、喷盘尺寸、雾化压力均相同时，操作人员一般都会进行“浇钢示教”，变频器23采集伺服电机22的速度和时间曲线，第一工业摄像机19运用机器视觉技术采集中间包406内的钢液液位高度随时间的变化曲线，并将两曲线数据均传输至中央处理系统24进行保存。

如图1、图2所示，真空管道28的一端依次与罗茨泵15以及机械泵11连接，且其另一端分别与熔炼室1的内部中间位置以及雾化室2的内部偏上位置密封连通，并在真空管道28上靠罗茨泵输出端处还设有第一气动阀12。

如图1、图2所示，第一通氩气管道29的一端固定设置在雾化室2的外侧壁偏下位置，且与雾化室2的内部密封连通，并在第一通氩气管道29上还设有第三气动阀16。

如图1、图2所示，第二通氩气管道30的一端固定设置在熔炼室1的下表面一侧，且通过喷盘407与漏嘴404的出口端下方密封连通，并在第二通氩气管道30上还设有第五气动阀27。

如图1、图2所示，在雾化室2的外侧壁中间位置还嵌入式设有真空计14，该真空计14与中央处理系统24电性连接，且其监测端朝雾化室2的内部方向设置。

如图1、图2所示，雾化室2的下端与集粉罐31的输入端密封连通，且在集粉罐31的下端还密封连通设有第二气动阀13；集粉罐31的输出端与过滤器32密封连通，且在二者之间还设有第四气动阀26；过滤器32与高压风机25密封连通。

实施例一

以制备3d打印用316l不锈钢金属粉末为例，本发明的一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置的气雾化方法，包括以下步骤：

（1）装料：中央处理系统24发出“装料”指令，液压站5驱动液压缸6，带动熔炼室1的炉盖上升，直至第一齿轮7与第二齿轮7啮合；然后第一电机9驱动第二齿轮7转动，并带动熔炼室1的炉盖旋转90°后停止，然后上料机械手10开始将316l棒材移动至坩埚3内；当装料达到220kg后，第一电机9反转90°回到初始位置，然后液压站5驱动液压缸6，并带动熔炼室1的炉盖下降，直至炉盖关闭，实现了自动化装料流程。

（2）抽真空：中央处理系统24发出“抽真空”指令，开启机械泵11以及第一气动阀12，并对熔炼室1以及雾化室2抽真空；同时，开启第二气动阀13并对集粉罐31抽真空；当真空计14显示雾化室2内的压力为1400~1500pa时，开启罗茨泵15；然后当真空计14显示雾化室2内的气压抽至10pa时，依次关闭罗茨泵15、第一气动阀12以及机械泵11。

（3）氩气回填：中央处理系统24发出“氩气回填”指令，开启第三气动阀16并充入低压氩气，当真空计14显示雾化室2内的压力为103kpa时，关闭第三气动阀16。

（4）熔炼：中央处理系统24发出“熔炼”指令，将坩埚3以及中间包系统4均通电，通过电磁感应对原材料和石墨进行加热；当坩埚3内钢液温度达到工艺雾化温度，以及中间包406内的预热温度达到工艺预热温度时，中央处理系统24发出“开始浇钢”指令，并开启高压风机25，待10s后再开启第四气动阀26；然后变频器23控制伺服电机22按照浇钢示教时采集的速度和时间曲线进行转动，第二工业摄像机20捕捉到漏嘴404下方出现钢液时，第五气动阀27开启并喷入高压氩气进行雾化；同时，第一工业摄像机19采集中间包406内钢液液位的实际高度数据，并通过中央处理系统24与浇钢示教时采集的液位高度时间曲线进行对比分析，再对伺服电机22的速度时间曲线进行实时修正，并保证中间包406内的钢液液位与浇钢示教时的情况相同，且处于中间包406总高度的1/3~1/2，实现闭环控制的安全自动化生产；

在上述步骤中，钢液浇注温度约为1600±30℃，中间包406的电磁感应线圈功率为10~20kw，中间包系统4的加热温度不低于1200℃，漏嘴404的出口端直径为5mm，雾化压力5mpa。

（5）雾化结束：当第一工业摄像机19检测到中间包系统3中无钢液时，中央处理系统24发出“雾化结束”指令，伺服电机22驱动坩埚3回到初始位置，然后坩埚3和中间包系统4依次断电，并依次关闭第五气动阀27、第四气动阀26和高压风机25，待粉末冷却后进入下级工序，实现了工业级的全自动化气雾化流程

在上述步骤中，通过筛分及气流分级，可制得15~53μm的316l金属粉末；采用激光粒度仪测试粒度，其d50值为27μm≤d50≤35μm，且其粉末形貌如图4所示。

实施例二

以制备3d打印用18ni300不锈钢金属粉末为例，本发明的一种全自动化的真空紧耦合气雾化装置的气雾化方法，包括以下步骤：

（1）装料：中央处理系统24发出“装料”指令，液压站5驱动液压缸6，带动熔炼室1的炉盖上升，直至第一齿轮7与第二齿轮8啮合；然后第一电机9驱动第二齿轮8转动，并带动熔炼室1的炉盖旋转90°后停止，然后上料机械手10开始将18ni300棒材移动至坩埚内；当装料达到210kg后，第一电机9反转90°回到初始位置，然后液压站5驱动液压缸6，并带动熔炼室1的炉盖下降，直至炉盖关闭，实现了自动化装料流程。

（2）抽真空：中央处理系统24发出“抽真空”指令，开启机械泵11以及第一气动阀12，并对熔炼室1以及雾化室2抽真空；同时，开启第二气动阀13并对集粉罐31抽真空；当真空计14显示雾化室2内的压力为1400~1500pa时，开启罗茨泵15；然后当真空计14显示雾化室2内的气压抽至10pa时，依次关闭罗茨泵15、第一气动阀12以及机械泵11。

（3）氩气回填：中央处理系统24发出“氩气回填”指令，开启第三气动阀16并充入低压氩气，当真空计14显示雾化室2内的压力为103kpa时，关闭第三气动阀16。

（4）熔炼：中央处理系统24发出“熔炼”指令，将坩埚3以及中间包系统4均通电，通过电磁感应对原材料和石墨进行加热；当坩埚3内钢液温度达到工艺雾化温度，以及中间包406内的预热温度达到工艺预热温度时，中央处理系统24发出“开始浇钢”指令，并开启高压风机25，待10s后再开启第四气动阀26；然后变频器23控制伺服电机22按照浇钢示教时采集的速度和时间曲线进行转动，第二工业摄像机20捕捉到漏嘴404下方出现钢液时，第五气动阀27开启并喷入高压氩气进行雾化；同时，第一工业摄像机19采集中间包406内钢液液位的实际高度数据，并通过中央处理系统24与浇钢示教时采集的液位高度时间曲线进行对比分析，再对伺服电机22的速度时间曲线进行实时修正，并保证中间包406内的钢液液位与浇钢示教时的情况相同，且处于中间包总高度的1/3~1/2，实现闭环控制的安全自动化生产；

在上述步骤中，钢液浇注温度约为1620±30℃，中间包406的电磁感应线圈功率为10~20kw，中间包系统4的加热温度不低于1200℃，漏嘴404的出口端直径为4mm，雾化压力5.5mpa。

（5）雾化结束：当第一工业摄像机19检测到中间包系统4中无钢液时，中央处理系统24发出“雾化结束”指令，伺服电机22驱动坩埚3回到初始位置，然后坩埚3和中间包系统4依次断电，并依次关闭第五气动阀27、第四气动阀26和高压风机25，待粉末冷却后进入下级工序，实现了工业级的全自动化气雾化流程

在上述步骤中，通过筛分及气流分级，可制得15~53μm的18ni300金属粉末；采用激光粒度仪测试粒度，其d50值为25μm≤d50≤32μm，且其粉末形貌如图5所示。

本发明的有益效果：

（1）本发明采用液压驱动熔炼室1的炉盖升降，炉盖上升直至第一齿轮7和第二齿轮8啮合，然后通过第一电机9带动炉盖旋转，再配合上料机械手10进行加料，从而实现了自动化加料；

（2）本发明中石墨小套403为回转体结构，且其上下两端分别与石墨套402和加热帽405螺纹连接，配合精度较高，实现了中间包系统4的紧密结合；

（3）本发明采用的漏嘴404尺寸较小，与传统的大漏嘴相比，极大地降低了成本；

（4）本发明中加热帽405对漏嘴404起到了加热保温的作用，从而防止因钢液降温而造成的结瘤及堵塞现象；

（5）本发明中间包406底部的内螺纹孔内添加耐火泥后，再与石墨小套403的上端螺纹连接，从而防止钢液外漏；

（6）本发明中伺服电机22通过蜗轮蜗杆机构21来控制坩埚3转动，再通过将浇钢示教时采集的液位高度以及时间曲线与中间包406内的实际钢液液位高度进行对比分析，并对伺服电机22的速度时间曲线进行实时修正，从而保证了中间包406内的钢液液位高度始终处于其总高度的1/3~1/2，实现了对坩埚3倾炉和回炉速度的闭环自动化控制；

（7）本发明在熔炼室1的炉盖上方以及雾化室2的一侧偏上位置均设有工业摄像机，可实时监控漏钢现象及结瘤情况，若发生漏钢及结瘤尺寸过大的现象，便发出信号使坩埚3回到初始位置，并发出声光报警，从而完成初级的应急处理措施，提高了自动化生产的安全性。

上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。