Установка для получения металлических гранул

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социвлистичее ких

Республик

< 780954 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 020179 (21) 2704914/22-02

В 22 D 23/08 с присоединением заявки Н9

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231180, бюллетень Но 43 (53) УДК 621 77

21 621 74 042 .002.5(088.8) Дате опубликования описания 2511я0

В. М. Федоров, Ю. И. Пономарев, Н. В. Шепельский

A. С. Соколов, В. И. Кондратьев, Ю. Н. Колосов, В. Г. Гопиеико, В. П. Черепанов, Н. Д. Науменко и A. Г. Зайграйкин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для диспергирования расплавленных металлов, и может быть использовано в цветной металлургии.

Известна установка для получения металлических гранул, содержащая емкость для металла с выпускной трубкой, обечайку с днищем и крьаакой, закрепленный на приводном валу распыпительный стакан с отверстиями и диск-активатор (1).

Однако эта установка не обеспечивает стабильного.".инимального расстоя- 1$ ния от поверхности охлаждающей среды до наружной стенки стакана и, соответственно, однородных условий кристаллизации отдельных гранул. Кроме того, эта установка не обеспечивает 2ч получения гранул диаметром менее

2,0 мм, т. е. скорость охлаждения при кристаллизации более 10 град/с не обеспечивает получение газосодержания на гoToBblx гранулах меньше 7-,2S

10 см /100 r металла. Кроме того, расстояние между поверхностью стакана и охлаждакедей жидкостью изменяется по высоте стакана и при изменении диаметра стакана, вследствие чего 30 также невозможно получить однородные условия кристаллизации гранул из- за недостаточной скорости охлаждения при кристаллизации невозможно получить однородные по структуре и свойствам гранулы сплавов разных составов, форма гранул при литье меняется в широком диапазоне, что снижает выход годного, вследствие отсутствия защитной среды окисление жидкого металла происходит на воздухе, после чего осуществляется кристаллизация гранул в охлаждающей среде. При этом на поверхности гранул образуется грубая окисная пленка с сильно развитой пористой поверхностью, что в сильной мере затрудняет изготовление полуфабрикатов из полученных гранул.

Цель изобретения - разработка конструкции устройства для получения металлических гранул, обеспечивающего повышение однородности и качества гранул и выхода годного.

Указанная цель достигается тем, что распылительный стакан дополнительно закреплен в крышке обечайки и снабжен ограничительной шайбой, установленной на расстоянии 0,2-3,0 его диаметра от диа, при этом срез выпускной

780954 трубки размещен между ограничительной шайбой и дном стакана, нижняя часть ,обечайки снабжена камерами переменного сечения, а обечайка и днище уста новлены с образованием кольцевой щели, составляющей 0,001-0,05 диаметра ,обечайки.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая установкау на фнг. 2 камеры переменного сечения для подачи охлаждающей среды.

Корпусом установки является обечайка 1, которая имеет снизу днище 2, а сверху - кромку 3. Распылительный стакан 4 с отверстиями находится внутри установки и закреплен с двух сторон: сверку - через упорный под- 1з шипник 5 с крышкой 3 обечайки, а снизу - жестко соединен с полым валом 6, который в свою очередь также закреплен с двух сторон (сверху— через подшипники 7 и днище 2, снизу — 20 через втулку 8 и подшипники 9 с бло.ком 10 подачи пассивирующих добавок)

На полам валу 6 закреплен диск-активатор 11. B месте крепления полого вала 6 и диска - активатора 11 в обо- gg их конструктивных элементах имеются сквозные отверстия 12. Внутри стакана 4 установлена ограничительная шайба 13, а над ним расположена емкость

14 для металла с трубкой 15. Кроме того, в верхней части установки выполнен кольцевой патрубок 16 с отверстиями и со штуцером 17. Непосредственно к крьыке обечайки прикреплен штуцер 18. В нижней части установки, под днищем 2 установлены камеры пере- З5 менйого сечения.

Установка работает следующим обРазом;

Из плавильной печи расплав попадает в емкость 14, откуда по трубке 40

15 поступает во вращающийся распылительный стакан 4 с отверстиями. Под действием центробежных сил расплав

Растекается по стенкам распылительно го стакана, образуя воРонкУ При этом 4 трубка 15 опущена ниже уровня рас-плава; а сверху расплав закрыт ограничительной шайбой 13. Система накопитель — трубка — распылительный стакан и ограничительная шайба образует гидрозамок, препятствующий окислению жидкого металла.(что обле МГает условия литья и позволяет значительно повысить однородность отливаемых гранул . Кроме того, наличие ограничительной шайбы 13 в распылительном ста-55

Кане 4 позволяет значительно снизить перепад температур расплава, находящФгося внутри стакана на его высоте, За счет увеличения массы жидкого металла и; соответственно, снижение бп

Тепловых потерь, что повышает одноРОЯность и качество гранул.

Жидкий металл за счет центробежйых сил, возникающих при вращении

Распылительного стакана, разбрыэгивается через отверстия в стенках стакана.

Крепление стакана с двух сторон позволяет менять скорость оббротов с

800 до 5000 об/мин и получать гранулы от 5 мм до 10 мкм. За счет уменьшения размера гранул скорость охлаждения при кристаллизации возрастает до 10 - 10 град/с, что повышает структурную однородность отливаемых гранул и позволяет получать сложнолегнрованные сплавы, получение которых при меньших скоростях охлаждения при кристаллизации не представляется возможным, Образование капель металла из расплава (гранулирование) осуществляется в газовой среде, такой как азот, аргон, кислород, смесь аргона с кислородом или другой контролируемой газовой атмосфере. Данная газовая атмосфера сохраняется внутри установки благодаря наличию крьюкн 3. Подачу газовой смеси нли чистого газа к установке осуществляют через штуцер 18.

Охлаждающую жидкость вводят в рабочую зону через камеры переменного сечения, основное назначение которых создание направленного потока охлаждающей жидкости с постоянным давлением по всему периметру установки. Между днищем 2 и обечайкой 1 имеется кольцевая щель, составляющая

0,001-0,05 диаметра обечайки. 3а счет и@правленного ввода охлаждающей жидкости в рабочую зону и за счет вращения ее диском-активатором 11 обеспечивается такое расположение воронки охлаждающей жидкости относительно стакана, при котором путь гранул в контролируемой газовой среде, образовавшихся из расплава, в верхней и нижней частях стакана отличается не более 104, а регулирование зазора между днищем и обечайкой позволяет изменять расстояние между стаканом и воронкой охлаждающей жидкости и, соответственно, путь гранул в газовой среде.

Такое положение воронки вращающейся охлаждающей жидкости относительно стенок распылительного стакана позволяет получать равномерные условия"кристаллизации отдельных гранул не в газовой среде, а в охлаждающей жидкости.

Снизу через блок 10 подачи пассивирующих добавок, втулку 8, полый вал

6 сквозные отверстия 12, диск-активатор 11 в охлаждающую жидкость вводятся жидкие пассивирующие добавки, такие как мочевина, растворы солей и другие, основная цель которых - защитить гранулы от окисления в охлаждающей жидкости и адсорбцни влаги на окисленной поверхности.

Через кольцевой патрубок 16 с отверстиями и штуцер 17 вводят ак780954 тивные среды, такие как керосин, ьыльная эмульсия, пена — жидкость и др.

Эта активная среда располагается на внутренней поверхности вращающейся воронки охлаждающей жидкости и не смешивается с основной охлажцающей жидкостью, так как имеет меньший удельный вес и центробежные силы отжимают ее на поверхности воронки.

При этом образуется многослойная охлаждающая среда, в первом слое котброй происходит пассивацня поверхности гранул, во втором — защита от адсорбции влаги и окисления.

Таким образом, образование гранул на стенках вращающегося распылительного стакана осуществляется в контролируемой газовой среде, в которой происходит формирование состава и структуры поверхностной пленки гранул. После этого они кристаллиэуются в многослойной охлаждающей струе, а затем с охлаждающей жидкостью попадают в сито, где отделяются от жидкости.

На предлагаемой установке удается повысить качество и однородность отливаемых гранул, а также за счет предотвращения окисления и стабилизации условий кристаллизации повысить выход годного при литье гранул.

Формула изобретения

Установка для получения металлических гранул, содержащая емкость для металла с выпускной трубкой, обечайку с днищем и крышкой, закрепленный на приводном валу, распылительный стакан с отверстиями и диск-активатор, о т .л и ч а ю щ "а я с я тем, что, с целью повыаения однородности и качества гранул и выхода годного,распылительный стакан дополнительно закреплен в кринке обечай15 ки и снабжен ограничительной шайбой, установленной на расстоянии 0,2-3,0 его диаметра от дна, при этом срез выпускной трубки размещен между ограничительной шайбой и дном стакана, Щ нижняя часть обечайки снабжена камерами переменного сечения, а обечайка и днище установлены с образованием кольцевой щели, составляющей 0,0010,05 диаметра обечайки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 216932, кл. В 22 Р 23/08, 196 l.

780954

Фиг.2

Составитель Г. Кибовский

Редактор А. Маковская Техред И. Асталош Корректор И. Муска

Заказ 8034 7 Тираж 889 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5 .

Филиал ППП Патент", г.- Ужгород, ул. Проектная, 4