Устройство для охлаждения и гранулирования металла при разливке

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 531634 Со 1 оз СоветскихСоциалистических Респуолин(22) Заявлено 18.04,75 (21 с присосдипсш 23) Приоритет публиковаио 15.10 ата опублпковани Государстввннын комитет Совета Министров ССС по делам изобретений 45 (088.8) 76. Бюллетень) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И ГРАНУЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ РАЗЛИВКГ Изобретение относится к областям разливки и гранулирования металлов и их сплавов, а также может быть применено для охлаждения и гранулирования всевозможных расплавов в других областях техники,Известны установки для получения металлических гранул, содержащие неподвижную обечайку, вращающийся разливочный стакан с отверстиями, бак с охлаждающей средой, узел подачи охлаждающей среды, сливной патрубок и сборник гранул. При этом в установке воронка вращающейся жидкости создается с помощью вращающегося диска, и узел подачи охлаждающей среды может быть выполнен в виде кольцевой трубки, уложенной по внутреннему периметру обечайки в ее основании, причем трубка имеет щель, обращенную в сторону обечайки, и касательные патрубки-вводы, Однако в указанных установках не регулируется температура получаемых гранул, не происходит отделение гранул от охлаждающей среды, а полученный гранулят нуждается в удалении остатков последней, например, путем сушки.Изесо также устройство для охлакдсния разливаемого металла, содержащее корпус в виде двустороннего диффузора, снабженный приводом вращения относительно вертикальной оси, и узлы подачи и слива охлаждающей среды, омывающей внутреннюю поверхность корпуса, Преимуществом устройства является отсутствие контакта охлаждающей среды с мениском слитка илп заготовки, а также воз.можность регулирования степени охлаждения разливасмого металла. Однако наличие привода вращения придает устройству громоздкость и сложность, так как требует точной центровки корпуса и тщательного ухода за элементами передачи, которые довольно быст ро выход 51 т из стро 51,Целью изобретения является упрощениеконс 1 рукп 11 и устройства. Это достигается тем, что корпус 1 стро 11 ства выполнен неподвижным, а узел подачи охлаждающей среды - в 5 виде сопл, подведенных к верхнему диффузору под углом к его радиусу, составляющим в горизонтальной плоскости 60 - 90. На фпг. 1 показано предлагаемое устройст во, вертикальный разрез; на фиг, 2 - то же,сечение по А - А на фиг, 1 ( в плоскости подвода сопл).Корпус устройства состоит из верхнего диффузора 1, нижнего диффузора 2 и плавного 25 переходного участка 3, К верхнему диффузору 1 по внешне;,;у периметру подведены горизонтальные сопла 4 под углом ср к радиусу диффузора. Угол гр может быть изменен в пределах 60 - 90, Корпус установлен на сливном ЗО баке 5, имеющем сливной патрубок 6. В дни 3ще сливного бака вмонтирован сборник гранул 7,Устройство работает следующим образом,Через сопла 4 под определенным давлениемподают охлаждающую жидкость, которая образует вращающийся слой 8 на внутреннейповерхности корпуса, удерживаемый центробежными силами. Охлаждающая жидкостьпроходит переходный участок 3 и отбрасывается центробежными силами на перифериюнижнего диффузора 2, на поверхности которого она удерживается силами адгезии, а затемстекает в сливной бак 5, откуда удаляется через сливной патрубок 6,Внутрь корпуса во вращающийся слой 8охлаждающей жидкости подают струю 9 металлического расплава, которая дробится засчет кинетической энергии вращающегосяслоя жидкости на гранулы 10 определенныхразмеров, Гранулы также вовлекаются вовращательное движение вместе с охлаждающей жидкостью и проходят по спиралеобразной траектории внутри верхнего диффузора 1.На выходе из переходного участка 3 гранулывыпадают из слоя охлаждающей жидкостии направляются в сборник гранул 7,Выпадание гранул из охлаждающей средына выходе из переходного участка корпусапроисходит вследствие одновременного действия сил тяжести и инерции. Под действиемцентробежной силы гранулы катятся по криволинейной образующей переходного участка3, при этом силы инерции гранул направленыпо касательной к образующей вниз. В резуьтате совместного действия сил тяжести иинерции происходит выпадание гранул из охлаждающей жидкости, поскольку металлические гранулы обладают значительно более высокой плотностью по сравнению с жидкостью,Наиболее оптимальным для создания вращающегося слоя жидкости внутри корпуса является тангенциальный подвод сопл к образующей верхнего диффузора 1 ср=90"), таккак в этом случае поток жидкости уже на выходе из сопла направлен по касательной квнутренней поверхности корпуса.Изменением угла наклонна сопл к радиусудиффузора можно регулировать степень дробления струи расплава и размер получаемыхгранул, так как при неизменном расходе охлаждающей жидкости изменяется скоростьвращающегося слоя. Наибольшую скоростьвращения слой жидкости получает при тангенциальном подводе сопл (ср=90), так какв указанном случае направления подачи жидкости и вращения ее слоя совпадают. Прирасположении сопл под углом к касательной диффузора (ср(90) направление подачижидкости не совпадает с направлением вращения ее слоя, и происходит взаимное тормо 531634 50 55 бО 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 жение слоя и струй, Некоторая потеря скорости струями имеет место также при полете их по хорде и в момент встречи с внутренней поверхностью диффузора под острым углом к его касательной (до 30 при ср=60), Располагать сопла под углом (60 нецелесообразно, так как при этом возрастает путь полета струй до встречи с корпусом и нарушается устойчивость вращающегося слоя жидкости.Регулировать дробление струи и скорость вращения жидкости в корпусе можно также, если располагать сопла не горизонтально, а под определенным углом к горизонту,Температуру выделяемых гранул регулируют так, чтобы они успели высохнуть при падении в сборник гранул, т, е. они не должны охлаждаться в жидкости ниже температуры кипения последней. Зтого можно добиться, именяя длину пробега гранул в охлаждающей жидкости высотой корпуса или подачей струи расплава в разные точки образующей верхнего диффузора, а также регулируя расход охлаждающей жидкости, причем оперируют давлением на соплах или их количеством,Преимуществом описываемого устройства является отсутствие вращающихся деталей, что значительно упрощает его конструкцию, облегчает обслуживание и создает условия для повышения производительности устройства за счет снижения простоев на ремонт и наладку узлов, Кроме того, расположение подающих сопл под определенным углом к радиусу диффузора позволяет создавать внутри корпуса циркулирующий слой охлаждающей жидкости переменной толщины, удерживаемый центробежными силами. Изменением угла наклона сопл к радиусу диффузора можно регулировать дробление струи расплава и размер получаемых гранул.Устройство позволяет получать готовые гранулы с заданной температурой, которые, минуя операцию сушки, могут быть сразу направлены для дальнейшего использования. Прп этом отпадает необходимость в сушилах, высвобождается обслуживающий персонал, уменьшаются затраты труда на производство единицы продукции,Формула изобретенияУстройство для охлаждения и гранулирования металла при разливке, содержащее корпус в виде двустороннего диффузора, узлы подачи и слива охлаждающей среды, омывающей внутреннюю поверхность корпуса, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, корпус выполнен неподвижным, а узел подачи охлаждающей среды - в виде сопл, подведенных к верхней части диффузора тангенциально под углом 60 - 90, 531634С оста в итель А. Ко ндра тле вРедактор Н. Корченко Текред А, Кал 1 ышникова Корректоры: Л. Брахнинаи И. ПозняковскаяЗаказ 2363/9 Изд. 1742 Тираж 1003 Подписное ЦНИИПИ Государственного коптета Совета Мшшстров СССР по дслаги изобрстеций и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д, 4,5 Типография, пр. Сапунова, 2