Устройство для грануляции металлических расплавов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнхСоцналнстнческнхРеспублик и 876307(22) Заявлено 21.02.80 (21) 2886729/22-02с присоединением заявки ле -(51)М. Кл. В 22 Р 9/08 Веударстмниый комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.762. .224(088,8) Дата опубликования описания 30.10,81 Г, С. Гузанров, А, М. Щуклин, А, А. Розловский,О. В. Савченко, В. Т. Шуваев и И, И. Митин(72) Авторы изобретения Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для литья гранул, и может быль использовано при грануляпии металличес-, ких расплавов с низкой теплопроводностью.Известно устройство для грануляции распла.5 вов, содержащее ванну, вибрирующую под действием электропривода, снабженного эксцентриковыми шкивами, Корпус ванны охлаждается водой, металл прогревается и гамогенизируется методом электронно-лучевой плавки и приемной1 О части ванны, где на поверхность расплава на.правляется поток электронов. В зоне, слива стенка ванны снабжена системой сливных желобов, что позволяет разбить выливаемый из ванны металл на отдельные пути, Порционная выда35 ча металла в сливные желоба, обусловленная вибрацией ванны, и последующее свободное падение металла в вакууме или нейтральной атмосфере разбивает каждую струю на отдельные капли, которые кристаллнэуются затем на по20 верхностн водоохлаждаемого вращающегося ба. рабана, расположенного под сливными желоба.ми ванны, Температура металла перед сливом мажет регулироваться с помощью системы электюнных пушек, установленных над поверхностью расплава. Границей между зонами приема и слива расплава служит полунагруженная в расплав водоохлаждаемая труба и интенсивно охлаждаемый порог в днище ванны 1.Известное устройство не может быль исполь. зована для грануляции расплавов металлов с низкой теплопроводностью, например сурьмы, так как во время свободного падения отдельные капли расплава не успевают затвердеть и при ударе о поверхность вращающегося -барабана разбиваются на части, что ухудшает качест во гранул и уменьшает выход годного грануля.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для грануляции металлических расллавов, содержащее разливочную емкость с отверстиями, вибрирующую под действием электропривода с эксцентриковым устройством, и бак для воды (21Однако это устройство непригодно для гра нуляции металлов с низкой теплопроводностью, например сурьмы, по следующим причинам: скорость охлаждения металла с низкой тепло5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 51 проводностью недостаточна, образующиеся,прижестком ударе тигля капли металла во времясвободного падения не успевают затвердеть и,ударяясь о поверхность воды, разрываютсяс образованием тонко дисперсной взвеси метал.,ла в воде, что значительно снижает выход годного гранулята.Цель изобретения - увеличение выхода годногО гранулята из металлов с низкой теплопроводно стью.Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для грануляции металлических расплавов, содержащее разливочную ем.алость с отверстиями, соединенньш с ней виб.ратор и бак для воды, снабжено охлаждаемойплитой и канавками в форме полуцилиндра,выполненными на ее поверхности соосно отверстиям разливочной емкости, причем охлаждаемая плита установлена под разливочной емкостью под углом 50 - 60 к горизонтали и жестко соединена с этой емкостью,Канавки выполнены диаметром, равным 3 - 4диаметрам отверстий разливочной емкости.Габариты устройства при высокой его производительности могут быль уменьшены при выполнении разливочной емкости в форме парал.лелепипеда, или полой призмы, или полого ци.линдра с отверстиями, расположенными по пе.риферии донной части емкости на расстоянии3,4 - 4,5 диаметров отверстий между их центрами,.Такая форма разливочной емкости обеспечивает возможность размещения максимальногоколичества отверстий, определяющих производительность устройства, при минимальной площади, занимаемой этим устройством. Расположение отверстий на расстоянии 3,4 - 4,5 диаметров между их центрами определяется необхо димостью совмещения этих отверстий с канавками охлаждаемой плитыНа фиг. 1 изображено устройство, частныйпоперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2;Устройство содержит разливочную емкость 1с отверстиями 2 диаметром 2 - 3,3 мм, соединенную с электромагнитным вибратором 3креплениями 4, бак 5 с водой,над которымна пружинных амортизаторах 6 крепится метал.лический каркас 7 разливочной емкости 1, подкоторой установлены под углом 50 - 60 к горизонтали две охлаждаемые плиты 8 с канавками 9 в форме полуцилиндра диаметром 610 мм, Охлаждаемые плиты 8 жестко соедине.ны с разливочной емкостью 1, причем канавки 9 расположены соосно отверстиям 2, Дляподдержания необходимой температуры расплава разливочная емкость снабжена электронагревателями 10, закрыта сверху крышкой и теплоизолирована пеношамотом 11. В крьппке выполнено отверстие 12, в котором установленжелоб 13 для заливки металла. Охлаждаемыеплиты 8 могут быть выполнены из материала,обладающего хорошей теплопроводностью и несмачиваемого расплавом металла, например, изграфита или силицированного графита.Для охлаждения плиты 8 внутри ее.выпол.иены каналы 14, соединенные в нижней частиобщим коллектором 15 (на фи 1. 1 и 2 стрелками показана оды из возможных схем тжркуляции охлаждающего агента, например воды).Разливочная емкость 1 и охлаждаемые плиты 8 могут быть разделены прокладкой 16 изтеплоизоляционнога материала, например изасбоцемента, для уменьшения теплообмена меж.ду ними, причем конструктивное выполнениепрокладки предусматривает сохранение жесткого соединения разливочной емкости и охлажда.емых плит,Устройство работает следующим образом.Расплав металла с низкой теплопроводностью,например сурьмы, по желобу 13 подают в разливочную емкость 1, нагретую до заданной температуры с помощью электронагревателей 10(для получения плотных гранул температурарасплава не должна превышать температуруплавления металла более, чем на 150 - 200 С,т.е. при грануляции сурьмы температура распла-ва составляет 780 - 830 С),Поскольку разливочная емкость 1 совершает колебательные движения (частота 50 - 100, Гц, амплитуда - 5 мм), расплав вытекает через отверстия 2 тонкими струйками с неравномерным расходом металла (верхнее положение разливочной емкости соответствует минимальному расходу металла через отверстия, нижнее - макеимальному), Жесткое соединение охлаждаемых плит 8 с разливочной емкостью 1 обеспечивает синхронность колебаний этих элементовблагодаря чемуструйки металла не разбиваются на мелкие частицы при падении на поверхность плиты. Размещение канавок 9 на поверхности охлаждаемых плит 8 соосно отверстиям 2 разливочной емкости 1 предотвращает объединение соседних струек и капель металла,а полуцилиндрическая форма канавок способствует обра. зованию сферических капель и интенсификации их охлаждения за счет увеличения площади кой. такта этих капель с поверхностью плит, При движении по канавкам 9 наклонной поверхнос. ти охлаждаемых плит 8 струйки металла под действием гравитационных снл, поверхностного натяжения и колебаний плит разрываются на отдельные капли, которые в результате интенсивного охлаждения плит частично кристалли. зуются (по поверхности) до контакта с водой, Окончательная закалка частично закристаллизо. вавшихся гранул происходит при их попадании в воду.876307 5В ходе разработки конструкции устройства для грануляции расплава металлической сурьмы было установлено, что высокий выход гранулята (99% и более), годного для дальнейшей переработки по целевому назначению (гранулы диаметром 1 - 20 мм), обеспечивается при розливе металла через отверстия диаметром 2 - 3,2 мм. Основные параметры предлагаемого устройства отрабатывались в указанном диапа-. зоне размеров отверстий разливочной емкости. 10Предлагаемое устройство бьщо опробовано на полупромыщленной установке при грануля цвй расплава металлической сурьмы. Производительность устройства с разливочной емкостью в форме параллелепипеда, имеющей по 38 от.верстий диаметром 2,5 мм с каждой из боковых сторон, составила 1,2 т/час по граиуляту.Устройство обеспечивает получение плотных гранул округлой формы с выходом фракций 1-10 мм более 99%.Внедрение предлагаемого устройства позволиг механизировать трудоемкий процесс загрузки метала в конвертер при производстве трех- .окиси сурьмы, осуществляемой вручную, и старовать показатели конвертерной технологии. 6-Формула изобретения 1. Устройство для грануляции металлических расплавов, содержащее соединенную с вибратором разливочную емкость с отверстиями, и бак дпя воды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода годного гранулятаиз металлов с низкой теплопроводностью, оно снабжено охлаждаемой плитой, установленной под разливочной емкостью под углом 50 - 60 к горизонтали и жестко соединенной с ней, при зтом на поверхности плиты соосно отверстиям разливочной емкости выполнены канавки в фор. ме полуцилиндра.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что канавки выполнены диаметром равным 3 - 4 диаметрам отверстий разливочной, емкости. Источники информацщ,принятые во внимание при зкспертизе1. Патент ФРГ У 2109209, кл. В 22 О 23/08,1973,2. Колпашников А. И. и щ. Гранутщрованные материалы. М., "Металлургия", 1977,;"с.25-26.876307 Редактор А. Власенко 2 Тираж 87ВНИИПИ Государственног . по делам изобретений113035, Москва, Ж.З 5, Ра Подлкомитета СССРоткрытийушская наб., д, 4/5 но каз 9449