Устройство для получения металлических порошков распылением расплава Советский патент 1993 года по МПК B22F9/10 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению необходимых для безотходного изготовления изделий электротехнического назначения из металлических порошков (чешуек, волокон, гранул и т.п.) путем механического распыления струи расплава различных материалов, и может быть использовано при переработке отходов производства в указанные порошки на металлургических, электротехнических и других предприятиях.

Целью изобретения является улучше; ние фракционного состава получения чешуек и гранул из расплава при увеличении производительности.

На фиг.1 представлено устройство с кристаллизатором по варианту 1 (разрез); на

фиг.2 - устройство с кристаллизатором по варианту II (разрез).

Устройство содержит металлопривмник 1, в который заливают из ковша 2 расппав 3. Металлоприемник 1 имеет в нижней части отверстие, через которое расплав 3 поступает на дополнительные кристаллизаторы, выполненные в виде цилиндрических валиков 4,а и 4,6. Валики распылмтели установлены на своих осях 5,а и 5.6 и частично погружены в охладитель, находящийся в емкости 7; заполнение емкости 7 охладителем б осуществляют через трубопроводы 8,а и 8,6.

В стенках валиков 4.а и 4.6 на наружной поверхности выполнены дозированные углубления 9. форма и размеры которых опре00

о

о о

Јь

СО

делены заданным фракционным составом чешуек и гранул 10,а и 10,6.

Справа и слева над валиками 4,а и 4,6 расположены кристаллизаторы 11, которые по варианту выполнены на основе встречено вращающихся и интенсивно охлаждаемых турбинных цилиндрических колес барабанного типа с рабочими лопастями 12 с дуговым профилем (система охлаждения колес условно на фиг.1 не показана), а по варианту I (фиг.20) кристаллизаторы выполнены в виде емкостей с охладителем 13, у которых боковые стенки установлены под углом к горизонтальной плоскости расположения валиков 4,а и 4,6.

Для сбора измельченного материала выполнены наклонные лотки 14 и емкости 15. Лотки соединены с емкостью 7 и пропущены наружу из корпуса 12 устройства через окна 16.

Валики 4,а и 4,6 распылителя приводятся во вращение электродвигателем (не показано)..

Устройство работает следующим образом..

Вначале в сосуд 7 подают через патрубки 8,а и 8,6 охлаждающую жидкость (напри- гмер, вода Nc поверхностно-активными веществами в соотношении 1:0,01), включают по варианту охлаждение кристаллиза- торов 11, например, путем продувки их холодным воздухом в осевом направлении (на-фиг,1 условно не показана система продувки) или по варианту II подают воду в емкость 13 (фиг.2), затем включают привод валикоа распылителя 4,а и 4,6 (направление встречного вращения валиков показано на фиг.1 стрелками), после чего при помощи, например, ковша 2 расплав металла (это может быть и другое вещество, подлежащее дроблению) подают в графитовый метал- лоприемник 1, откуда металл через отверстие в виде струи поступает в створ валиков 4,а и 4,6 распылителя. Последние, вращаясь в противоположных направлениях, подхватывают имеющимися на поверхностях дозирующими углублениями 9 частички расплава (металла) и в виде отдельных капель сбрасывают их на охлажденные лопасти кристаллизаторов 11 (или на охлажденные боковые стенки кристаллизатора 11 по варианту II фиг.2), где во время контакта происходит направленная деформация капель в чешуйки (или гранулы) и их кристаллизация, после чего они поступают на наклонные лотки 14 и сборные емко- сти 15.

Под действием динамических сил, создаваемых каплями 10,а при попадании на лопасти 12, турбинное колесо 11 вращается,

обеспечивая направленное формование чешуек и их кристаллизацию.

Предложенное устройство позволяет реализовать стабильный высокопроизводительный процесс производства чешуек или гранул из капель расплавленных отходов различных материалов при значительном снижении энергозатрат по сравнению с прототипом и базовым объектом, что обеспечивает большой экономэффект (по экспертным оценкам 250-300 руб. на 1 т перерабатываемого материала).

Применение в устройстве кристаллизатора обеспечивают процесс кристалли1

В зации при постоянной (заданной) температуре, при этом полностью исключена возможность коагуляции капель на кристаллизаторе, а получаемые чешуйки (или гранулы) обладают ультрамелкой или мелко0 кристаллической структурой, что снижает электромагнитные потери и повышает прочность изделий.

. К достоинствам предложенного устройства по сравнению с прототипом и базовым

5 объектом относится также высокая добротность в дозировании расплава при получении чешуек или гранул с наперед заданными свойствами - размерами и массой. При этом эти-чешуйки и гранулы могут

0 быть получены из различных материалов, что открывает возможность изготовления е. том числе методами порошковой металлургии принципиально новых изделий, например, инструментов из твердых сплавов и,

5 магнитопроводов электротехнических изделий, Эти новые технологии являются безотходными и высокоэкономичными, так как основаны главным образом на переработке отходов производства в качественные и зде0 лия.

Пример. Изготовление указанных материалов на макете предложенного устройства проводилось при получении металлических чешуек из. расплавленных

5 штамповочных отходов электротехнической стали марки 2013. В качестве хладагента использовались техническая вода с добавкой повехностно-активных веществ в соотношении 1:0,01.

0 Валики распылителя имели диаметр 130 мм, длину 1ВО мм, углубления в виде шах- матнорасположенных ячеек на наружной поверхности валиков имели диаметр 6 мм и глубину 2,5-3 мм; частота вращения в раз5 ных направлениях 2840 об/мин, мощность двигателя 3 кВт.

Кристаллизаторы выполнены из турбинных колес с лопастями из алюминия. Испытания при указанных условиях показали достижение поставленных целей:

производительность устройства составила 28,6 кг/мин при высоком качестве чешуек с размерами 8x3x0,5, т.е. производительность выше, чем у прототипа, на 28,6-21,7 6,9 кг/мин.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Устройство для получения металлических порошков распылением расплава, содержащее металлоприемник, герметичную камеру, кристаллизаторы, выполненные в виде наклонных водоохлаждаемых стенок верхней части камеры, и расположенные симметрично вертикальной оси камеры, распиливающее устройство, установленное по оси камеры, систему подачи хладагента, транспортер и сборник порошка, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительными кристаллизаторами; вы-, помненными в виде двух водоохлаждаемых цилиндрических валиков, выполненных с дозироввочными углублениями, одиннако- выми по форме и размеру на их наружных

поверхностях, и установленных симметрично относительно вертикальной оси камеры с возможностью встречного вращения и соприкосновения валиков по их образующим

в горизонтальной плоскости, проходящей через их оси, при этом левый валик выполнен с возможностью вращения против часовой стрелки, а правый - по часовой стрелке. .

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что кристаллизаторы выполнены в виде цилиндрических турбинных колес барабанного типа с рабочими лопастями, установленных с возможностью их вращения в

том же направлении, что и соответствующие им дополнительные кристаллизаторы, причем оси вращения всех кристаллизаторов параллельны.

3, Устройство по п.2, отличающеес я тем, что кристаллизаторы выполнены в виде водоохлаждаемых камер, боковые стенки которых установлены под углом к горизонтали.

Сущность изобретения: устройство снабжено дополнительными кристаллизаторами, выполненными в виде двух водоох- лаждаемых цилиндрических валиков, выполненных с дозировочными углублениями, одинаковыми по форме и размеры на их наружных поверхностях, и установленных симметрично относительно вертикальной оси камеры с возможностью встречного вращения и соприкосновения валиков по их образующим в горизонтальной плоскости, проходящей через их оси. при этом левый валик выполнен с возможностью вращения против часовой стрелки, а правый - по часовой стрелке. По другим вариантам устройство отличается тем, что а) кристаллизаторы выполнены в виде цилиндрических турбинных колес барабанного типа с рабочими лопатками, установленными с возможностью их вращения в том же направлении, что соответствующие им дополнительные кристаллизатор, при их параллельных осях; б) кристаллизаторы выполнены в виде водоох- лаждаемых камер, боковые стенки которых установлены под углом к горизонтали. 2 з.п.ф-лы 2 ил. (Л С

&/Ј./

$/e.Ј