Диспергирующее устройство для распыления расплавленного металла Советский патент 1993 года по МПК B22F9/10 

Изобретение относится к порошковой металлургии и наиболее эффективно может быть использовано для получения распыленных частиц методом центробежного распыления расплавов.

Известно диспергирующее устройство для распыления расплавленного металла (авт.св. СССР Ns 825277), принятое за прототип, содержащее вращающийся охлаждаемый диск с внутренней полостью в форме усеченного конуса, которая образует рабочую поверхность и днище диспергирующего устройства, а в центре днища выполнено коническое углубление, в которое подается расплав металла.

Недостатком этого диспергирующего устройства является увеличение влияния на дисперсность получаемых распыленных частиц отскока струи жидкого металла от диска, который зависит от энергетического состояния диспергирующего расплава. Это расстояние определяется высотой слива жидкого металла и массовым расходом струи с ненарушенной сплошностью. Это увеличивает влияние на распыленный мате- риал отскока струи жидкого металла от диска, что снижает дисперсность распыленных частиц.

Гладкая нешероховатая рабочая поверхность охлаждаемого диска усложняет про- цесс формирования на диске гарниссажа из распыляемого расплава, который формируется от периферии конического углубления в днище к оси вращения диска, а затем от периферии внутренней полости диска к пе- риферии конического углубления в днище, Это снижает качество его поверхности, контактирующей с жидким металлом, что не способствует образованию тонкой пленки расплава и повышению, за счет этого, дис- персности распыленных частиц.

Целью изобретения является повышение-дисперсности распыленных частиц.

Поставленная цель достигается созданием диспергирующего устройства для рас- пыления расплавленного металла, содержащего вращающийся охлаждаемый диск с внутренней рабочей полостью в форме усеченного конуса. При этом диспергирующее устройство снабжено приводными обогреваемыми валками, для диспергирова- ния струи расплава, расположенными над диском с равномерным удалением от оси слива жидкого металла, при этом внутренняя рабочая поверхность выполнена в виде чередующихся кольцевых выступов и впадин. Диспергирующее устройство может быть снабжено нагревательным устройством для разогрева валков. В качестве нагре- вательногоустройства могут

использоваться электронные пушки или плазмотроны.

Такое конструктивное выполнение диспергирующего устройства уменьшает влияние на дисперсность получаемых распыленных частиц отскока струи жидкого металла от диска, который зависит от энергетического состояния диспергируемого расплава. Это состояние определяется высотой слива жидкого металла и дисперсной массой отдельных частиц потока струи с нарушенной сплошностью. Поскольку масса отдельной частицы значительно меньше массы потока в целом, то и энергетическое состояние отдельной частиц значительно меньше энергетического состояния потока в целом при одинаковой высоте слива расплава. Это уменьшает влияние на распылен- ный материал отскока струи жидкого металла от диска, что повышает дисперсность распыленных частиц.

Негладкая шероховатая рабочая поверхность охлаждаемого диска, выполненная в виде чередующихся кольцевых выступов и впадин облегчает процесс формирования на диске гарниссажа из распыляемого расплава, который формируется в этом случае, от оси вращения диска к периферии его внутренней расточки. Это повышает качество его поверхности контактирующей с жидким металлом, что способствует образованию тонкой пленки расплава и повышению за счет этого дисперсности распыленных частиц.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что позволило сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На чертеже приведена схема устройства.

Диспергирующее устройство содержит диск 1 с внутренней шероховатой в виде чередующихся кольцевых выступов 2 и впадин 3 расточкой 4 в форме усеченного конуса. Охлаждаемый диск 1 имеет ось 5 и кольцевой борт 6. Над диском 1 расположены валки 7, которые равномерно удалены от оси 5, являющейся также осью слива жидкого металла. Для разогрева валков 7 используется нагревательное устройство 8, выполненное либо в виде электронных пушек, либо в виде плазмотронов. Охлаждаемый диск 1 и валки 7 имеют общий привод вращения 9.

Процесс распыления расплава диспергирующим устройством разграничивается

на два этапа. На первом этапе сплошная струя жидкого металла попадает между валками 7, вращающимися навстречу друг другу с некоторой угловой скоростью от привода 9. Валки 7 предварительно разо- греты до температуры расплава и поддерживаются в таком состоянии в процессе диспергирования нагревательным устройством 8. Проходя между валками 7, струя расплава диспергируется, теряя сплош- ность. Диспергированная струя жидкого металла поступает на охлаждаемый диск 1, вращающийся с большой угловой скоростью от привода 9. При контакте с внутренней расточкой 4 диска 1 расплав кристаллизуется, образуя гарниссаж, При шероховатой поверхности внутренней расточки 4 охлаждаемого диска 1 формирова- ние гарниссажа при распылении происходит от оси 5 охлаждаемого диска к периферии его внутренней расточки 4. Это вызывается тем, что струя расплава при контакте с охлаждаемым диском 1, отдавая ему теплоту перегрева и кристаллизации, затвердевает и в виде пластин уносится цент- робежными силами, Пластины, двигаясь от оси 5 охлаждаемого диска 1 к периферии его внутренней расточки 4 при центральном сливе расплава, задерживаются кольцевыми выступами 2 внутренней расточки 4, об- разуя гарниссаж в центральной зоне охлаждаемого диска 1. Последующие порции расплава, растекаясь по гарниссажу центральной зоны, кристаллизуются на свободной от него поверхности охлаждаемого диска 1 и в виде пластин задерживаются последующими кольцевыми выступами 2 внутренней расточки 4, пока гарниссаж не достигнет кольцевого борта 6. После формирования гарниссажа начинается второй этап распыления. Непрерывно поступающий расплав, диспергированный вращающимися разогреваемыми валками 7, растекается тонкой пленкой уже по поверхности гарниссажа, не контактирует с охлаждаемым диском 1 в виде капель срывается с его кольцевого борта 6.

Диспергирование жидкого металла устройством, выполненном в виде диска с внутренней рабочей полостью чередующихся кольцевых выступов и впадин, и снабжение его приводными обогреваемыми валками повышает на 5-10% качество получаемых распыленных частиц.

Формула изобретения

1. Диспергирующее устройство для распыления расплавленного металла, содержащее вращающийся охлаждаемый диск с внутренней рабочей полостью в форме усеченного конуса, отличающееся тем, что, с целью повышения дисперсности распыленных частиц, оно снабжено приводными обогреваемыми валками для диспергирования струи расплава, расположенными над диском с равномерным удалением от оси слива жидкого металла, при этом внутренняя рабочая полость выполнена в виде чередующихся кольцевых выступов и впадин.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено нагревательным устройством для разогрева валков.

3. Устройство по п.2, оличающее- с я тем, что в качестве нагревательного устройства используют электронные пушки или плазмотроны.

Использование: в порошковой металлургии для получения металлических порошков. Сущность изобретения: устройство содержит охлаждаемый диск 1 с внутренней шероховатой в виде чередующихся кольцевых выступов 2 и впадин 3 расточкой 4 в форме усеченного конуса, Над диском 1 расположены валки 7, которые равномерно удалены от оси 5, являющейся также осью слива жидкого металла. Для разогрева валков используется нагревательное устройство, выполненное либо в виде электронных пушек, либо в виде плазмотронов. 1 ил.