Способ получения металлических гранул Советский патент 1978 года по МПК B22D23/08 

Изобретение относится к технике получения гранул КЗ металлов и может быть применено в машиностроительной отрасли промышленности.

Известен способ получения металлических гранул, заключающийся в дроблении струи металла водными струями над баком, заполненным водой, причем струи воды подают под давлением в верхней, средней и нижней части струн ij.

Недостатком этого способа является высокая газонасыщенность и окисленность получаемых гранул, а также трудоемкость получения их размером более 10 мм.

Наиболее близком к предлагаемому но технической сущности енособ получения металлических гранул, включающий нлавление исходного металла и разделение его на капли пропусканием импульеов электрического тока между электродами в жидкой среде .

Недостатком известного способа является певозможность получения неокнсленных рафинированных гранул размером 10 мм.

Цель изобретения - получение неокисленных гранул размером 5-25 мм.

Достигается это тем, что в процессе по предлагаемому способу, включающем плавление исходного металла пропусканием электрического тока и разделение его на капли в жидкой среде, в качестве жидкой среды непользуют рафинирующий шлак с т. нл. 400- 1200°С, т. кин. 1600-2000 0 и вязкостью, определяемой соотнощением

В

V-V, А +-),

01 I /Г т : I (Т- о;/

где УО - вязкость шлака

при температуре его плавления;

А, В - коэффициенты пропорциональности; Го - температура плавления металла; Т - температура шлака; п - показатель степени, 0,1 , причем темнература шлаковой ванны нри давлении 0,5-0,7 ее высоты 450-1250С.

Высоту шлаковой ванны поддерживают в пределах 50-200 диаметров кайли металла для обеспечения затвердевання жндкой канли металла в процессе ее падения.

Расплавленный шлак заливают в охлаждаемый кристаллизатор и в верхних слоях шлаковой ванны перенлавляют металл с помощью электрического тока. Оплавленный металл в внде канель нопадает в нижние слои шлака, находящиеся прн темперагуро плавления металла (450-125СС), где и кристаллизуются. Верхние горячие слои шлака не смешиваются с нижними, так как имеют меньщую нлотность. Траекторию движенп каждой последующей капли смещают OT);CIсительно предыдущей, что обеспечит попада

ние последующих капель в слои шлака, не разогретые предыдущей каплей металла.

Пример 1. Получение металлических гранул осуществляют на моделирующей установке. Электрод из сплава Вуда диаметром 20 мм переплавляют в кристаллизатор диаметром 40 мм. В качестве жидкости, имитирующей шлак, используют водный раствор хлористого цинка. Глубина шлаковой ванны - 100 мм. Поддерживание температуры верхних слоев шлаковой ванны, обеспечивающей формирование капли металла, осуществляют, путем направления тока по цепи электрод-шлак-стенка кристаллизатора.

При вводимой мощности 0,5 кВт получают сферические гранулы диаметром 2-3 мм.

Пример 2. Получение металлических гранул осуществляют на установке электрошлакового переплава. Переплавляют два стальных электрода сечением 80-320 мм в охлаждаемый кристаллизатор с размерами 500Х Х1250 мм, совершающего возвратно-поступательное перемещение. Переплав проводят под шлаком НАФ-25, высота шлака 500 мм.

Температуру шлаковой ванны поддерживают 600-1000°С по высоте от поддона до 0,5-0,55 общей высоты ванны, а слои шлака на высоте 0,7-1,0 при 1550-1600°С.

В процессе переплава мощность увеличивают от 100 до 200 кВт, благодаря этому получают неокисленные рафинированные гранулы диаметром 5-25 м.

Использование предлагаемого способа позволяет получить неокисленные гранулы размером 5-25 мм; заготовки для изготовления шарикоподшипников, модификаторы заданных размеров для измельчения структуры крупногабаритных слитков.

Технико-экономический эффект от использования способа составит 5-8 рублей на тонну переплавляемого металла.

Формула изобретения

1. Способ получения металлических гранул, включающий плавление исходного металла электрическим током и разделение его на капли в жидкой среде, отличающийся тем, что, с целью получения неокисленных рафинированных гранул размером 5-25 мм, в качестве л идкой среды используют рафинирующий шлак с т. пл. 400-1200°С, с т. кип. 1600-2000°С и вязкостью, определяемой соотношением

в

(Т - Го)

где УО - вязкость шлака при температуре

его плавления;

А, В - коэффициенты пропорциональности; Го - температура плавления шлака; Т - температура шлака; п--показатель степени, 0,, причем температура шлаковой ванны на уровне 0,5-0,7 ее высоты 450-1250°С.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что высоту шлаковой ванны поддерживают в пределах 50-200 диаметров капли.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что траекторию движения каждой последующей капли смещают относительно предыдущей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №436705, кл. В 22D 23/08, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР №417233, кл. В 22D 23/08, 1974.