Устройство для диспергирования расплавов

(5 ПВ 220 1 АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУАВТО 25Б,С. Митин,ло, Е.Г.Жуковсильев твенное объековский авиациинститут . 56) 1.,Патент кл. 164-87 оп2. Патент С кл, 164-130, о США 9 41702 блик. 1979. ША Р 4154284 ублик. 1979Ф Ыиюрсгтсщею ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГПРОВАНИЯ РАСППАВОВ, содержащее кристаллизатор с приводом, ванну с расплавленным материалом, систему перемещения и нагреватель, о т л и ч а -ю щ е е с я тем. что, с цельюповышения производительности и снижения энергоемкости, устройствоснабжено вытеснителема ванна выполнена в виде двух сообщающихсяемкостей большего и меньшего объемовпричем над емкостью большего объемарасположен вытеснитель. соединенныйс системой перемещения, а над емкостью меньшего объема " кристаллизатор с приводом, связанным черезрасходомер с системой перемещенияИзобретение относится к порошкОвой металлургии, а именно к получению высокодисерсных порошков в процессе диспергирования и быстрой закалки расплава со скоростями охлаждения выше 10 К/с. 5Известно устройство для диспергирования материалов из расплава, содержащее цилиндрический кристаллиэатор с приводом, ванну для расплава материала. систему перемещения 10 ванны с исполнительным механизмом и индукционную печь, а также систему подцува для обеспечения постоянного контакта "расплав - кристаллизатор" эа счет образования поверхностного гребня 1) .Недостатки этого устройства заключаются в наличии системы перемещения ванны с расплавом относительно кристаллиэатора для поддержания неизменного уровня поверхности расплава, а также в срыве контакта из за подвижности поверхности гребня под влиянием газовой струи.Наиболее близким по технической суцности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для диспергирования расплавов, содержащее цилиндрический кристаллизатор с приводом, ванну расплава материала, систему вертикального30 перемецения кристаллизатора с исполнительным механизмом, нагреватель и приемный бункер 21 .Однако величина перемещения кристаллизатора ограничена габарита" 35 ми его ванны, а также углом вылета материала, Это приводит к ограничению объема ванны, использованию ваНн с большой плоцадью для увеличения производительности и к знергети О ческим потерям для поддержания стабильной температуры расплава. Цель изобретения - повышение производительности устройства, снижение энергоемкости.Укаэанная цель достигается тем, что устройство для диспергирования расплавов, содержащее кристаллиэатор с приводом, ванну с расплавленным материалом, систему переглецения и нагреватель, снабжено вытеснителем, а ванна выполнена в виде двух сообщаюцихся емкостей большего и меньшего объемов, причем над емкосТью большего объема расположен вытеснитель, соединенный с системой перемещения, а над емкостью меньшего объема - кристаллиэатор с приводом, связанным через расходомер с системой перемецения. 60На фиг. 1 представлена схема получения тонкодисперсного материала, на фиг. 2 - схема предлагаемого устройСтва, на фиг. 3 - ванна, вид сверху. 65 Устройство содержит ванну 1 срасплавом 2, подогреваемую с помощью нагревателя 3, кристаллизатор4 с приводом 5, ключ б, расходомер7, соединенный через систему 8 перемещения с вытеснителем 9. Ванна 1выполнена ступенчатой: в виде двухемкостей большего и меньшего объемов,причем площадь 10 расположена подвытеснителем 9, плоцадь 11 - подкристаллизатором 4. Ширина площади 11 не менее 1 см, При большихразмерах плоцади 11 увеличиваютсятепловые потери и появляется неиспользованный объем расплава. Приширине площади 11 менее 1 см поверхность мениска эа счет сил адгеэиик стенкам ванны становится волнистой, что приводит к проскальзываниюкристаллиэатора, т.е. к срывам работы устройства. Кроме того, притолщине мениска менее 1 см происходит выбивание отрыв) всего мениска из ванны без намерзания его накромки кристаллизатора.Устройство работает следующимобразом.В ванну 1 заливают готовый расплав 2 исходного материала или спомощью нагревателя 3 плавят материал. При вращении кристаллизатора4 тонкий слой расплава 2 намерэаетна кромках кристаллиэатора 4, запускаемого приводом 5 при замыканииключа 6, Одновременно включаетсярасходомер 7 и система 8 перемещения вытеснителя 9,При вращении кристаллиэатора 4намерзший материал вытягивается иэобщей массы расплава 2 и охлаждается на кристаллиэаторе 4 с высокойскоростью охлаждения 10 К/с за счетпередачи тепла теплопроводностью.Для регулирования скорости охлаждения применяют водоохлаждаемый кристаллизатор 4 и внешнюю системуохлаждения кристаллиэатора 4 газоохлаждением (на Фиг, 2 не показана),Слой намерзшего материала удерживается на кристаллизаторе 4 за счетсил адгезии. По мере остыванияслоя адгезионная прочность уменьшается и в определенный момент центробежная сила становится больше адгезионной прочности. Происходит отрыв охлажденного материала от кромки кристаллиэатора 4 и отбрасываниеего в сторону (бункер, конвейер),Уровень расплавленного материалаподдерживается постоянным эа счетцепи: расходомер 7, система 8 перемецения вытеснителя 9, Расходомер7 - таймерное устройство, подающееимпульсы на систему перемещения 8,так как расход материала от времениможно представить в виде:- =1 яЯ 31026938 ставитель Г, хред С. Мигун ов орректор А.Повх едактор И. Касарда а Тираж 813 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, РаушПодписноеитета СССРкрытийкая наб., д каэ 4630/14 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,где Ч - объем материала, уходящегоиз расплава;1 - время,Ы - скорость вращения кристаллизатора,- радиус кристаллизатора; 5б - площадь смачивания,коэффициент пропорциональности, постоянный для данного устройства.Таким образом, вытеснитель 9, 30погружаясь в расплав 2 поддерживаетуровень расплава постоянным. Выполне-,ние устройства с вытеснителем 9 иступенчатой ванной 1 позволяетустранить возникновение поверхностных колебаний, так как зеркало подкристаллиэатором 4 имеет малую поверхность лишь для обеспечения контакта кристаллизатор - расплав, а вытеснитель 9 несет функцию демпфера. Базовый объект имеет производительность до 200 кг/ч и открытую поверхность ванны площадью 700 см , Таким образом, тепловые потери составляют 70 кВт/ч, так как с 1 см эа счет конвекции теря 2ется энергия в 100 Вт. Предлагаемое устройство обеспечивает уровень расплава в течениенепрерывной трехсменной работы установки, что повышает производительность в 2,Ш раза, при общем снижении энергоемкости системы за счетзамкнутого объема ванны. В качествеисходных материалов используют цинк,свинец и алюминий,