Установка для получения металлических гранул

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 020179 (21) 270491422-02 В 22 Р 23/08 с присоединением заяекн Н 9 Госуаарстееиный комитет СССР оо аедам изобретений н открытий(53) УДК б 21 775 ,21:621.74.042. ,002,5(088.8) Дате опублнковаиня описания 25,11 ДО В, М. Федоров, Ю. И. Пономарев, Н. В. Шепельский А, С, Соколов, В. И. Кондратьев, Ю. Н. Колосов,В. Г. Гопиеико, В. П. Черепанов, Н. Д. Науменко и А. Г. Зайграйкин(71 Заявитель т14) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ -" - ф Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для диспергирования расплавленных металлов, и может быть использовано вцветной металлургии,Известна установка для полученияметаллических гранул, содержащая емкость для металла с выпускной трубкой,обечайку с днищем и крьаакой, закреп-ленный на приводном валу распыпительный стакан с отверстиями и диск-актив атор 1,Однако эта установка не обеспечивает стабильного.".инимального расстоя зния от поверхности охлаждающей средыдо наружной стенки стакана и, соответственно, однородных условий кристаллизации отдельных гранул. Крометого, эта установка не обеспечивает 2 чполучения гранул диаметром менее2,0 мм, т. е, скорость охлажденияпри кристаллизации более 10 град/сне обеспечивает получение газосодержания на готовых гранулах меньше 7- ,2510 см/100 г металла, Кроме того,расстояние между поверхностью стакана и охлаждаеаей жидкостью изменяется по высоте стакана и при изменениидиаметра стакана, вследствие чего 30 также невозможно получить однородныеусловия кристаллизации гранул иэ-занедостаточной скорости охлажденияпри кристаллизации невозможно получитьоднородные по структуре и свойствамгранулы сплавов разных составов,формагранул при литье меняется в широкомдиапазоне, что снижает выход годного,вследствие отсутствия защитной средыокисление жидкого металла происходит на воздухе, после чего осуществляется кристаллизация гранул в охлждающей среде. При этом на поверхностигранул образуется грубая окиснаяпленка с сильно развитой пористой поверхностью, что в сильной мере затрудняет изготовление полуфабрикатовиз полученных гранул. Цель изобретения - разработка конструкции устройства для получения металлических гранул, обеспечивающего повышение однородности и качества гранул и выхода годного.Указанная цель достигается тем, что распылительный стакан дополнительно закреплен в крышке обечайки и снабжен ограничительной шайбой, установленной на расстоянии 0,2-3,0 его диаметраот диа, при этом срез выпускнойтрубки размещен между ограничительнойшайбой и дном стакана, нижняя часть,обечайки снабжена камерами переменного сечения, а обечайка и днище установлены с образованием кольцевой щели,составляющей 0,001-0,05 диаметра,обечайки.На фиг. 1 схематически изображенапредлагаемая установка на фнг. 2камеры переменного сечения для подачи охлаждающей среды.Корпусом установки является обечайка 1, которая имеет снизу днище 2,а сверху - крьмку 3. Распылительныйстакан 4 с отверстиями находитсявнутри установки и закреплен с двухсторон: сверку - через упорный под" 15шипник 5 с крышкой 3 обечайки, а.снизу - жестко соединен с полым валом 6, который в свою очередь такжезакреплен с двух сторон сверху -через подшипники 7 и днище 2, снизу - 20через втулку 8 и подшипники 9 с бло.ком 10 подачи пассивирующих добавок)На полам валу 6 закреплен диск-активатор 11. В месте крепления пОлоговала 6 и диска - активатора 11 в обоих конструктивных элементах имеютсясквозные отверстия 12. Внутри стакана 4 установлена ограничительная шайба 13, а над ним расположена емкость14 для металла с трубкой 15. Крометого, в верхней части установки выполнен кольцевой патрубок 16 с отверстиями и со штуцером 17. Непосредственно к крьыке обечайки прикрепленштуцер 18. В нижней части установки,под днищем 2 установлены камеры пере- З 5 "менйогосечения.Установка работает следующим обРаэбйеИз плавильной печи Расплав попадает в емкость 14, откуда по трубке 4015 поступает во вращающийся распылительный стакан 4 с отверстиями. Поддействием центробежных сил расплавРастекается по стенкам распылительно го стакана образуя воРонкУ При этом 4трубка 15 опущена ниже уровня расплава; а сверху расплав закрыт ограничительной шайбой 13, СистеМа накопитель - трубка - распылительный стакан и ограничительная шайба образуетгидрозамок, препятствующий окислениюжидкого металла.(что облеъМГаетусловия литья и позволяет значительно повысить однородность отливаемых гранул. Кроме того, наличие ограничительной шайбы 13 в распылительном ста Кане 4 позволяет значительно снизитьперепад температур расплава, находящфгося внутри стакана на его высоте,за счет увеличения"массы жидкого меТФлла и; соответственно, снижение щТепловых потерь, что повышает рдноРОдность и качество гранул.Жидкий металл за счет центробежНых сил, возникающих при вращенииРйспылительного стакана, разбрыэгивается через отверстия в стенках стакана.Крепление стакана с двух сторонпозволяет менять скорость оббротов с800 до 5000 об/мин и получать гранулы от 5 мм до 10 мкм. За счет уменьшения размера гранул скорость охлаждения при кристаллизации возрастаетдо 10- 10 фград/с, что повышает структурную однородность отливаемых гранул и позволяет получать сложнолегнрованные сплавы, получение которыхпри меньших скоростях охлажденияпри кристаллизации не представляетсявозможным,Образование капель металла израсплава гранулирование).осуществляется в газовой среде, такой каказот, аргон, кислород, смесь аргонас кислородом или другой контролируемой газовой атмосфере. Данная газоваяатмосфера сохраняется внутри установки благодаря наличию крьаакн 3. Подачу газовой смеси нли чистого газак установке осуществляют через штуцер 18.Охлаждающую жидкость вводят врабочую зону через камеры переменногосечения, основное назначение которыхсоздание направленного потокаохлаждающей жидкости с постояннымдавлением по всему периметру установки. Между днищем 2 и обечайкой 1имеется кольцевая щель, составляющая0,001-0,05 диаметра обечайки. За счетнеоправленного ввода охлаждающей жидкости в рабочую зону и за счет вращения ее диском-активатором 11 обеспечивается такое расположение воронки охлаждающей жидкости относительно стакана, при котором путь гранулв контролируемой газовой среде, образовавшихся из расплава, в верхнейи нижней частях стакана отличаетсяне более 10, а регулирование зазорамежду днищем и обечайкой позволяетизменять расстояние между стаканоми воронкой охлаждающей жидкости и,соответственно, путь гранул в газовойсреде.Такое положение воронки вращающейся охлаждающей жидкости относительно стенок распылительного стакана позволяет получать равномерныеусловия"кристаллизации отдельных гранул не в газовой среде, а в охлаждающей жидкости.Снизу через блок 10 подачи пассивирующих добавок, втулку 8, полый вал6 сквозные отверстия 12, диск-активатор 11 в охлаждающую жидкость вводятся жидкие пассивирующие добавки,такие как мочевина, растворы солейи другие, основная цель которых - защитить гранулы от окисления в охлаждающей жидкости и адсорбцни влаги наокисленной поверхности.Через кольцевой патрубок 16 сотверстиями и штуцер 17 вводят активные среды, такие как керосин, ьыльная эмульсия, пена - жидкость и др, Эта активная среда располагается на внутренней поверхности вращающейся воронки охлаждающей жидкости и не смешивается с основной охлаждающей жидкостью, так как имеет меньший удельный вес и центробежные силы отжимают ее на поверхности воронки. При этом образуется многослойная охлаждающая среда, в первом слое котброй происходит пассивацня поверхности гранул, во втором - защита от адсорбции влаги и окисления.Таким образом, образование гранул на стенках вращающегося распылитель- ного стакана осуществляется в контролируемой газовой среде, в которой происходит формирование состава и структуры поверхностной пленки гранул. После этого они кристаллиэуются в многослойной охлаждающей струе, а затем с охлаждающей жидкостью попадают в сито, где отделяются от жидкости.На предлагаемой установке удается повысить качество и однородность отливаемых гранул, а также за счет предотвращения окисления и стабилизации условиЯ кристаллизации повысить выход годного при литье гранул. формула изобретения1Установка для получения металлических гранул, содержащая емкостьдля металла с выпускной трубкой, обечайку с днищем и крышкой, закрепленный на приводном валу, распылительный стакан с отверстиями и диск-активатор, о т л и ч а ю щ "а я с ятем, что, с целью повыаения однородности и качества гранул и выходагодного,распылительный стакан дополнительно закреплен в кринке обечай 1 ки и снабжен ограничительной шайбой,установленной на расстоянии 0,2-3,0его диаметра от дна, при этом срезвыпускной трубки размещен между ограничительной щайбой и дном стакана,Щ нижняя часть обечайки снабжена камерами переменного сечения, а обечайкаи днище установлены с образованиемкольцевой щели, составляющей 0,0010,05 диаметра обечайки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 216932, кл. В 22 Р 23/08, 1961, 780954780954 Фиг,1 Составитель Г. КибовскийМаковская Техред И.Асталош Корректор И, Мусод е т аз 8034 7 Тираж 889 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., писно 5 ород, ул. Проектная, 4 филиал ППП Патент",