Устройство для получения металлических гранул

Союз Советских Соцнаяистнческик Реслублик(51)М, Кл,с присоединением заявки йо(23) Приоритет В 22 Г 9/10 Государственный квинтет СССР ио дедки изобретений и открытийОпубликовано 15,09,81 Бюллетень ЙЯ 34 Дата опубликования описания 15. 09. 81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРА 2 я м Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления гранул и порошков иэ расплава стали и других металлов и сплавов.Известно устройство с вращающейс оплавляемой заготовкой и охлаждение порошковых частиц в газовой среде, Это устройство применяют для изготовления гранул и порошков повышенной чистоты из сплавов на основе никеля, титана, молибдена и др (.1(.Недостатком этого устройства явля ется низкая производительность (до 1 кг гранул в минуту).Известно также устройство для получения металлических гранул, включающее герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель с приводомФи емкость для охлаждающей жидкости и сбора гранул с приводом 21 .Недостатками этого устройства являются неэффективное охлаждение капель расплава, кроме того, конструкция камеры устройства не является достаточно герметичной для предотвращения окисления химически активных металлов и сплавов в процессе их распыления. Созданию необходимой герметичности препятствует наличие ввода в камеру для передачи вращенияот приводов. Отмеченные конструктивные недостатки сужают номенклатурураспыляемых в устройстве металлови сплавов,Цель изобретения - расширениеноменклатуры получаемых гранул путемповышения эффективности их охлаждения и предотвращения окисления.О Укаэанная цель достигается тем,что в устройстве, включающем камеру,воронку, стакан-распылитель и сборник гранул, сборник гранул установлен с возможностью вращения вокруг5 стакана-распылителя и выполнен в видедвух соосных цилиндров разной высоты, соединенных общим основанием,причем отношение высоты наружногоцилиндра к ширине основания сос 20 тавляет 1,3-1,5, а высоты внутреннего цилиндра к ширине основания0,9-1,0. Отмеченные конструктивныеособенности позволяют получить оптимальный по толщине и высоте слой5 охлаждающей жидкости, что обеспечивает эффективное охлаждение гранул.Окисление гранул предотвращаетсяповышением герметичности установкиэа счет того, что электроприводыО стакана-распылителя и бака с охлаждающей жидкостью и емкостью для сбора гранул смонтированы во внутреннейполости герметичной камеры. Кроме того, для проведения процесса распыления в вакууме в заливочной воронкеустанавливается герметизирующая легкоплавкая прокладка,На фиг. 1 изображена установка,рбщий вид; на фиг. 2 - емкость длясбора грайул с охлаждающей жидкостьюв стационарном состоянии, на фиг.3то же, в процессе распыления.Устройство состоит иэ вакуумнойкамеры, нижняя часть 1 которой имеетпрямоугольную форму, а верхняя часть2 выполнена в форме цилиндра, В верхней части камеры размещен стаканраспылитель 3 с электроприводом 4,бак5 с емкостью б для сбора гранул,вкоторый залита охлаждающая жидкость.Емкость 6 выполнена из двух соосныхцилиндрических обечаек разной высоты: наружной обечайки 7 и внутреннейобечайки 8, имеющих общее основание9. В верхней части емкость эакрынается крышкой 10. В нижней части камерысмонтирован центробежный стол 11 сэлектроприводом 12, с помощью которого передается вращение баку с емкостьк 10 через обрезиненные катки13. Нижняя часть камеры снабжена патрубксм для подсоединения к вакуумнойсистеме. Заливочная воронка 14 установлена на верхней части камеры. Вее донную часть вставляется металлопровод 15, на нижнем срезе которогоустановлена легкоплавкая герметизирующая прокладка 16.Устройство работает следующим образом.В емкость б заливается охлаждающая жидкость до уровня на 10-15 ммниже верхнего среза внутренней обечайки. Далее устройство герметизируется, причем со стороны металлопровода герметизация обеспечиваетсяпрокладкой легкоплавкой шайбы иэфольги или тонкой жести. Затем в устройстве с помощью вакуумной системы создают разрежение порядка10:1 Ю 1 мм рт.ст, Одновременно производится подогрев заливочной воронки14 с помощью электронагревателя сопротивления (на чертеже не показан),Непосредственно перед заливкой металла включают привод вращения стаканараспылителя 3 и привод вращения бака 5; Жидкий металл в разливочномковше подают к устройству и заливают: н воронку 14. После расплавления герметиэирующей прокладки 16струя металла поступает в стаканраспылитель 3. Нод действием центробежных сил жидкий металл поднимается по стенкам стакана и срывается сего торца н виде мелких капель.Капли жидкого металла через окно сборника гранул, образующееся в результате обнижения внутреннего цилиндраемкости, попадают н вертикальный слой охлаждающей жидкости и кристал-)лизуются в ней. Толщина и высотаслоя охлаждающей жидкости регулируется геометрическим соотношением высоты наружного и внутреннего цилиндра к ширине основания 9 сборникагранул.Отношение высоты наружного цилиндра к ширине основания определяет высоту вертикального слоя жидкости и положение по высоте гори 10 зонтальной плоскости, в которойосуществляется распыление жидкогометалла. При отношении, большем,чем 1,5, высота слоя жидкости более,чем в два раза превышает толщину1 слоя, что приводит, как уже отмечалось, к неэффективному использованию жидкости. При отношении, меньшем,чем 1,3, крышка сборника гранул оказывается в непосредственной близости от плоскости распыления, что может привести к выходу ее из строя врезультате интенсивного нагрева ипопадания на ее поверхность брызгметалла.Отношение высоты внутреннего цилиндра к ширине основания определяет.объем охлаждающей жидкости.Приотношении, меньшем, чем 0,9, объемжидкости может оказаться недостаточным для создания слоя жидкости необ 30 ходимой толщины. При отношении, большем, чем 1, О, сократится высота окна сборника, через которое пролетаюткапли жидкого металла, что можетнарушить процесс распыления.35 Предлагаемое устройство н комплексе с накуумной печью может бытьиспользовано для литья гранул иэ химически активных и тугоплавких металлов (титан, молибден и др.).Экономический эффект от внедренияизобретения может быть определен иэсопоставления себестоимости гранул,изготовленных в установках с вращающейся оплавляемой заготовкой ицентробежным литьем, Величина эф 45 фекта складывается из экономии трудозатрат при металлургичЕском переделе,а также экономии металла, и, н большей степени, зависит от стоимостиисходных материалов. Например, для50 никелевых сплавов экономия составляет, н среднем, 2000 р. иэ расчетана 1 т гранул,Формула изобретения551. Устройство для получения металлических гранул, включающее герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель с приводом и емкость для охлаждающей жидкости и сбо ра гранул с приводом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения номенклатуры получаемых гранул путем повышения эффективности их охлаждения и предотвращения окисле863190 10 Хаю атосу НИНП Заказ 7651/17 Тираж 872 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ния, емкость для охлаждающей жидкости и сбора гранул установлена с возможностью вращения вокруг стакана- распылителя, и выполнена в виде двух соОсных цилиндров разной высоты, соединенных общим основанием, причем отношение высоты наружного цилиндра к ширине, основания составляет 1,3-1,5, а отношение высоты внутреннего цилиндра к ширине основания 0,9- 1,0.2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что приводы емкости для охлаждающей среды и сбора гранул и стакана-распылителя смонтированы в герметичной камере, а заливочная воронка снабжена легкоплавкой герметизирующей прокладкой. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРФ 497097, кл. В 22 О 23/08, 1976.2. Авторское свидетельство СССРМ 216932, кл. В 22 О 23/08, 1967.1