Способ получения металлического порошка и устройство для его осуществления

 

1. Способ получения металлического порошка, включающий распыление расплава водой в атмосфере инертного газа и последующее его охлаждение в воде, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности грансостава и повышения качества порошка путем уменьшения его окисленности, распыление ведут при расположении факела распыления от зеркала воды на расстоянии Н, равном Н(0,25-0,75). 2tg«/2 где Drp - внутренний диаметр приемной трубы, мм; - угол факела распьтения. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

/б (21) 3719560/22-02 (22) 03.04.84 (46) 07.01.86. Бюл. У 1 (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет1 (72) В.С. Соколов, A.À. Ивлев, И.В. Мелентьев, А.Н. Панфилов и Л.И. Корнеев (53) 621,762.224(088.8) (56) Патент США Ф 4339401, кл. 264-11, опублик. 1982.

Патент США Ф 30879, кл. 264-11, опублик. 1982.

Патент США Р 4298553, кл. 264-11, опублик. 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

„„SU„„120273 1 А g g В 22 F 9/08 (57) 1. Способ получения металлического порошка, включающий распыление расплава водой в атмосфере инертного газа и последующее его охлаждение вводе, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности грансостава и повышения качества порошка путем уменьшения его окисленности, распыление ведут при расположении факела распыления от зеркала воды на расстоянии Н, равном

Н= (0, 25-0, 75) — - —

2 t.g оС/2 где D — внутренний диаметр приемной трубы, мм; 4 — угол факела распыления.

1202711 где Л

2. Устройство для получения металлического порошка, содержащее форсуночный узел распыления, узел подвода инертного газа, приемную трубу распыления с заслонкой у выходного торца, камеру сбора пульпы, отличающееся тем, что, с целью повышения однородности грансостава, оно снабжено прижимным механизмом, заслонка выполнена в виде конусообразного запирающего клапана с воэможностью возвратнопоступательного движения вдоль оси приемной трубы и установлена внутри в нижней части приемной трубы, причем прижимной механизм выполнен с возможностью регулирования усилия поджатия .

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металли;еских порошков путем распыления расплава водой.

Целью изобретения является повышение однородности грансостава, повышение качества порошка эа счет уменьшения его окисленности, повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлена установка, продольный разрез; на фиг. 2 — прижимное устройство запирающего клапана приемной трубы; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Установка получения металлического порошка содержит корпус 1 емкости сбора воднометаллической пульпы, форсуночный узел 2 распыления с приемной трубой 3, выходной торец которой закрыт конусообразным клапаном 4, снабженным крестообразным хвостовиком 5. Форсуночный узел 2 распыления имеет магистраль б подвода инертного газа.

Прижимное устройство клапана 4 состоит из жесткого коромысла 7, связывающего с помощью шарнирных соединений клапан с боковой стенкой корпуса 1 установки, жесткой тяги 8, соединяющей коромысло 7 с пружиной 9.

Верхняя часть тяги 8 оканчивается повышения надежности работы устройства, оно снабжено крестообразным хвостовиком, установленным на верхней части конусообразного запирающего клапана, длина хвостовика равна f=(1-2)(D,ð -2д), а расстояние от основания клапана до зеркала воды зазор на вхождение хвостовика в трубу, равный 1-Змм; секундный объем расхода энергоносителя и расплава из узла распыления, мм ; площадь сечения трубы по внутреннему диаметр ру, мм. реэьбовым штоком !О, проходящим внутри опорного стакана 11, опирающегося на верхнюю крьппку 12 установки. Резьбовая часть штока 10, рас5 положенная внутри пружины 9, снабжена опоркой шайбой 13, регулировочной упорной гайкой 14 и закрыта съемным чехлом 15.

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

Перед началом процесса распыления производят настройку прижимного устройства клапана. Зная технологические параметры процесса распыления, геометрические размеры приемной трубы 3 с учетом задаваемого расстояния Н от фокуса распыления до ванны гидрозатвора 16, рассчитыва20 ется усилие, действующее на клапан

4 со стороны воднометаллической пульпы. Зная это усилие, через длины плеч коромысла 7 и торировочный график усилие, через длины плеч коромысла 7 и торировочный график усилие — путь пружины 9, определяется необходимая величина хода поджатия пружины 2. Затем, вращая регулировочную упорную гайку 14, размещен3О ную на резьбовом штоке, и сжимая пружину 9, производят поджатие клапана

4 к выходному торцу приемной трубы 3.

Настройка прижимного устройства закончена.

Далее включают насосы для подачи воды в форсунку и производят заполнение приемной трубы. Открытие клапана 4 и истечение воды из приемной трубы начнется в тот момент, когда давление на клапан со стороны водяного столба превысит приведенное к нему с другой стороны через тягу 8 и коромысло 7 усилие поджатия пружины 9. Создание гидрозатвора 16 в приемной трубе 3 обеспечивает образование в верхней части трубы 3 и форсуночном узле 2 замкнутого пространства, которое заполняется инертным газом через подведенную магистраль 6. Далее производится заливка металлоприемника расплавом жидкого металла и подача его в фокус распыления.

Способ получения металлического порошка со стабильным гранулометрическим составом заключается в том, что процесс распыления расплава водой в замкнутом объеме верхней части приемной трубы, заполненном инертным газом, производят при удалении ванны гидрозатвора 16 от фокуса распыления на расстояние

Н=(0,25-0,75) вЂ, обеспечение

1 т

2 tg>/g постоянства которого при изменении технологических параметров распыления происходит автоматически за счет прижимного устройства клапана.

Получение металлических порошков состава ЗОХГСА производят на установке распыления жидкого металла водой, с давлением Р=10 MПа, одноструйной форсункой с центральным углом =20 и фокусом K=280 мм, о обеспечивающей расход воды W =10 л/с при расходе металла 6 =0,45 кг/с через металлопровод с диаметром отверстия 8 мм.

Внутренний диаметр приемной трубы 0 =156 мм, а ее длина — 1300 мм.

Диаметр основания конусообразного клапана 180 мм при высоте конуса

90 мм и угле образующей к основанию, равном 45 . Диаметр хвостовика кла202711 4 пана равен 152 мм при высоте его от вершины конуса 160 мм. Длина жесткого коромысла, соединяющего клапан, установленный в выходном торце трубы

5 с боковой стенкой корпуса установки составляет 1000 мм, а расстояние от боковой стенки до точки соединения коромысла с тягой — 320 мм.

Высота гидрозатвора для данной трубы при заданном секундном расходе воды и металла также как и расстояние от фокуса распыления до ванны гидрозатвора изменяются с изменением величины усилия поджатия пружи15 ны прижимного устройства.

Полученные результаты качества порошка представлены в табл.1.

Результаты испытаний, представлен- . ные в табл. 1 подтверждают ранее

20 обоснованный вывод о том, что величина окисленности металлического порошка и его гранулометрический состав зависят от высоты удаления ванны гидрозатвора в приемной трубе от фо25 куса распыпания, а стабильность работы устройства зависит от высоты уровня гидрозатвора в трубе. Изменение усилия поджатия пружины прижимного устройства клапана регламентирует

ЗО истечение воднометаллической пульпы из приемной трубы и устанавливает заданный уровень гидрозатвора в трубе.

Таким образом, применение предлагаемого способа и устройства для получения металлических порошков позволяет снизить окисленность металлических порошков до О, t8-О,217. (против 0,257 в известном способе) и

4б значительно стабилизировать гранулометрический состав, что в конечном итоге снижает себестоимость порошка и повышает производительность процес. са распыления по выходу годной фрак45 ции порошка °

В табл. 2 представлен сравнительный анализ порошков.

Из результатов табл. 2 видно, что применение изобретения позволяет снизить окисленность металлического порошка и повысить процент выхода фракции 160+50 мкм наиболее распространенной в промышленности. !

1 о

3Г1

СЧ

Ф м л

Ф со

СЧ о

4 о х

Ю о

Ф о

С 4

СЧ сп

СЧ м л

СЧ

I

1 м

1 со

СЧ

A л

СЧ о1

СЧ

СЧ м л

СЧ о

Ф

СЧ с4 м

СЧ

Са1

СЧ

СЧ

r D о

СЧ л

Ю

Э

f х

an м

Ф м о сс1

С 4 х ° о

f с0

О.

СО

СЧ

СЧ м

1

СЧ

О

1 х ц

0I о м о а, ок и х

СЧ

° В

Ф

1 х о

Ц о х сс

V 01 ь х

У о

Ц

О х

Ф о

Ц о

1 1 х о o,g ов х хгО О

ОСЕ

1 С0 ! Сэй

z o о о

:3 м

М

И) и сЧ с0 6

1 ОС4 о а,о ю л

A о о

В о

> 1сл

3!N.

0 ° ь-1

Р л л й"00

a- u

A СЧ

«м

Ъ

a, u

СЧ сс1 л

Ю о о м ц м ы сс1 о

И ж

О

СЧ о м

О С1 о

1 1

1 ——

1»

01 о v д о

О О и

O «0 O m 5

f.vao сс ф 2

RВ В.

vo3gg

3 1сс1

ОМ II. о э-3 /1

СЧ

Ф о о

М

СЧ

Ю о

Са4 о

1202711 о м

Ф о

СО

СЧ о

° .

СЧ

Ch

A о о. и

an

Т

Ю

I м

А о

В 1 Ч и б!1

О О со и

СЧ

Условия получения порошка одержание кислорода, 7

Предлагаемая установка

ВНИИПИ

Тираж 746

Заказ 8353/11

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная., 4

Pccz. У

Установка распыления с жесткой заслонкой

7 1202711 8

Таблица 2

1, Остаток на сите, 7., порошка следующего гранулометрического состава, мкм (315 250 160 100 71 50 — 50

0 7 0 9 4 1 14 6 19 2 23 9 9 5 17 3 12 4

0,21 — 0,25 2,7 3,1 7,2 22,3 26,2 23,9 14,6