УСТАНОВКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ РАСПЛАВОВ АЛЮМИНИЯ, МАГНИЯ И ИХ СПЛАВОВ Российский патент 1997 года по МПК B22F9/08 

Изобретение относится к порошковой металлургии, конкретно к получению порошков алюминия, магния и их сплавов.

Известны установки для получения порошков методом распыления расплавов сжатым газом.

Установки включают в себя плавильную печь или миксер, форсунку и распылительную камеру. Плавильная печь и форсунка соединены металлопроводом.

Установки различаются способами подачи расплавов к форсункам.

Известны установки с подачей расплава в форсунки эжекционным способом, при котором расплав засасывается в сопло форсунки благодаря разрежению, образующемуся на выходе из форсунки при истечении сжатого газа [1]
Недостатками таких установок являются большие затраты газа на эжекцию расплава и жесткая связь между давлением распыливающего газа, его количеством и степенью диспергирования расплава.

Известны установки с подачей расплава в форсунку с помощью индукционных насосов [2]
Недостатками таких установок являются усложнение системы подачи расплава и сложность ее регулировки.

Известны установки, в которых подачи расплава осуществляется из герметичного тигля (котла) путем создания в нем избыточного давления [3] Приготовление расплава в таких установках осуществляется в отдельной печи, из которой расплав через стандартный желоб полностью сливается в специальный обогреваемый тигель. Тигель герметизируется и расплав под давлением поднимается по металлопроводу к форсунке. Распыление расплава производится газом под небольшим давлением. Недостатком такой установки является периодичность ее работы, т.к. после каждого процесса распыления необходима чистка тигля, заливка новой порции расплава. Чугунный тигель быстро выходит из строя и требует частой замены из-за недостаточной коррозионной стойкости. А химический состав получаемого порошка недостаточно однороден, т.к. в расплав попадают и нижние слои расплава печи, содержащие шлам.

Наиболее близкой к предлагаемой установке является эксплуатируемая на заводах России пульверизационная установка, выполненная в виде плавильной печи, футерованной огнеупорами [4] Плавильная печь имеет выносной карман, также футерованный огнеупорами. Печь и карман соединены между собой металлопроводом для перетекания расплава. В карман погружено колено форсунки, которая присоединена к распылительной камере. Подача расплава в форсунку осуществляется методом эжекции при истечении сжатого газа из газового сопла форсунки.

Недостатком установки является потеря энергии газа на эжекцию расплава, жесткая связь между давлением, расходом газа и степенью диспергирования расплава, что не позволяет получать на них крупные порошки.

Технической задачей изобретения является получение порошка укрупненного состава.

Задача решается путем создания пульверизационной установки, в которой выносной карман плавильной печи выполняют герметичным, на крышке кармана монтируют патрубок для подачи сжатого газа, а между карманом и плавильной печью устанавливают отсекающий затвор.

На чертеже показана схема установки.

Пульверизационная установка состоит из плавильной печи 1 и выносного кармана 2, соединенных металлопроводом 3, перекрываемым устройством в виде затвора 4. Выносной карман имеет герметичную крышку 5, на которой размещены патрубки для ввода сжатого газа 6 и металлопровода 7, соединяющего форсунку 8 с выносным карманом.

Установка работает следующим образом.

Наплавленный расплав из печи 1 перетекает в выносной карман 2, металопровод 3 перекрывают затвором 4. Затем через патрубок 6 в выносной карман подают давление газа и расплав по металлопроводу 7 под давлением поступает в форсунку 8, которой производится распыление расплава в пылеосадитель 9.

Крупность получаемого порошка определяется удельной кинетической энергией струи распыливающего газа, т.е. энергией, приходящейся на единицу распыливаемого металла, иначе говоря соотношением расхода газа и расплавленного металла, а также скоростью газового потока и углом встречи струи металла и газовой струи. В установке, использующей энергию струи для эжекции расплава, эти параметры жестко связаны таким образом, что получить укрупненные порошки на них невозможно. В предлагаемой установке металл подается в форсунку за счет давления сжатого газа в выносном кармане. Расход металла не зависит от расхода газа, подаваемого только на форсунку и может быть увеличен или уменьшен путем регулирования давления газа в выносном кармане. Это позволяет получить укрупненные порошки, содержащие менее 10 пылевых фракций порошка и имеющие средний размер зерна крупнее 100 мкм.

В таблице приведены характеристики порошков, получаемых на известной и предлагаемой установке.

Таким образом, установка позволяет увеличить крупность порошка в 2 3 раза и резко уменьшить в нем содержание пылевой взрывоопасной фракции.

Источники информации:
1. Производство и применение алюминиевых порошков и пудр. М. "Металлургия", 1980.

2. Патент России N 2040374, кл. B 22 F 9/08, 1991
3. Кишев Л.Я. Плинер Ю.А. Игнатенко Г.Ф. Лаппо С.Н. "Алюминотермия", М. "Металлургия", 1978.

4. Технологический регламент производства алюминиевых сферических дисперсных порошков марок АСД. ВАМИ, Санкт-Петербург, 1989.

Использование: в порошковой металлургии для получения порошков алюминия, магния и их сплавов. Сущность изобретения: расплав из печи перетекает в выносной карман 2, металлопровод 3 перекрывают затвором 4. Затем через патрубок 6 в выносной карман подают газ под давлением и расплав по металлопроводу 7 под давлением поступает в форсунку 8, в которой производится распыление расплава в пылеосадитель 9. 1 ил., 1 табл.

Установка для распыления расплавов алюминия, магния и их сплавов, включающая плавильную печь, соединенную с выносным карманом металлопроводом, распылительную камеру и форсунку с металлопроводом, соединяющим ее с выносным карманом, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для перекрытия металлопровода между печью и выносным карманом, при этом выносной карман выполнен герметичным и имеет патрубок для подвода сжатого газа.