Устройство для получения дисперсных порошков из расплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(5 В 22 Г 9/ООСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЯРДА фЪ,ЪТЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт металлургии Уральскогнаучного центра АН СССР(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ИЗ РАСПЛАВОВ,включающее металлоприемник с выпускным отверстием и форсуночный узел,выполненный в виде трубчатых камер,снабженных соплами, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства,эффективность диспергирования расплава, экономичности устройства за счетснижения удельного расхода.;газообразного энергоносителя, сопла выполнены криволинейными с косым срезом,.причем ширина сопел в центральном сечении превышает ширину сопел на концах в 4 раза.1163996 1Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков способом газовогораспыления расплавовЦель изобретения - повышение производительности устройства, эффективности диспергирования расплава, экономичности устройства эа счет снижения удельного расхода газообразногоэнергоносителя. 10На фиг.1 схематически представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 разрез А-А,на фиг. 1.Устройство содержит,металлоприемник 1, трубчатые камеры с криволинейными газовыми соплами 2.Устройство работает следующим образом,Жидкий металл 3, предназначенныйдля распыления, заливается в металлоприемник 1, Вытекая через калиброванное отверстие в металлоприемнике в видекруглой струи 4;определенного диаметра, диспергируемый расплав попадает в зону воздействия газовых потоков, сформированных криволинейными газовыми соплами, выполненными в трубчатых камерах. Под действием кинетической энергии газовыхпотоков происходит разрушение струирасплава с образованием металлогазового факела 5, где происходит окончательное формирование частицпорошка.П р и и е р ы. Предлагаемое устройство для получения дисперсныхпорошков из расплавов,было опробова- З 5но в полупромышленных условиях вэкспериментальном корпусе ИнститутаИеталлургии УНЦ АН СССР. Распылениюподвергались различные сплавы: низкоуглеродистая сталь, доменный ферРофосфор, передельный и синтетический чугун, а также латунь и бронза,Для сравнения характеристик прототипа и предлагаемого устройства вкачестве модельного металла использовался передельный чугун с содержанием углерода 4,3 Х, в качестве,.газа-энергоносителя использовалсявоздух. Использовались два типа форсуночных устройств: в соответствиис прототипом, в соответствии с предлагаемым устройством с криволинейными соплами с косым срезом.Параметры распыления в ходе сравнительных испытаний поддерживались 55идентичными и составляли. диаметрструи металла 9 мм, приведенный рас-ход газа 1,3 нм /кг расплава, угол3 соударения газовых потоков со струей расплава 30 , расстояние между соплами 70 мм.В ходе предварительных испытаний установлено, что для устройства-прототипа максимальный выход дисперсных фракций порошка размером менее 50 мкм равен 11,47. и достигается при ширине газовых сопел, равной 3,5 мм,. При меньшей ширине сопел выход дисперсных фракций снижается, при большей ширине - непроизводительно возрастает расход газа-энергоносителя без увеличения эффективности диспергирования. Площадь выходного сечения каждого сопла при этом составляет около 2,5 см.На первом этапе сравнительных испытаний для предлагаемого устройства были изготовлены несколько сопел с различными отношениями ширины сопла в центральной части к ширине сопла на концах, Все сопла, как и сопла в устройстве-прототипе, имелиобычную конфигурацию, т,е. перпендикулярный распространению газовогопотока срез. В ходе испытаний установлено, что наибольший выход дисперсных фракций достигается в томслучае, когда ширина сопла в центральном сечении в четыре раза превышает ширину сопел на концах. Приэтом определены оптимальные размерысопла: ширина центрального сечения6,0 мм; ширина сопла на краю 1,5 мм;длина сопла 70 мм, Результаты испытаний представлены в табл. 1. В дальнейшем были изготовлены несколько сопел, по всем размерным итехнологическим параметрам аналогичных ранее испытанным, но имеющих косой срез выходного сечения относительно направления распространенияпотока. Расчеты сопел с косым срезом производились таким образом, чтобы начальная характеристика срезапроходила через нижнюю кромку сопла, направляющие козырьки не устанавливались. Расчет параметров газовогопотока осуществлялся по известным Формулам.В ходе испытаний было установлено, что применение сопел с косым срезомпозволяет более чем на 403 дополнительно повысить выход дисперсныхфракций порошка в сравнении с соплом с перпендикулярным срезом. Полученные результаты представлены втабл. 2.3 1Было установлено, что в предлагаемом устройстве имеющем сопла с косым срезом,.диаметр струи распыляемого металла может быть увеличен до 12 мм лри сохранении достигнутого уровня эффективности диспергирования. Тем самым достигается значительное увеличение производительности устройства и снижение удельного расхода газообразного энергоносителяИз анализа полученных результатов видно, что предлагаемое устройст 1 б 3996 4во по сравнению с прототипом обеспечивает более чем в 7 раз увеличение выхода дисперсных фракций порошка менее 50 мкм) при одновременном 5увеличении производительности устройства на 37 Е и снижении относительно расхода газообразного энергоносителя более чем на 553. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения составляет более 810 тыс. руб/год.аэ Оа 11 1 1 1 1 1 а о а ц э Ф с дож ыХ е цемоваежж оф А3 оьц алло 11 ЦЖ 1 1 1 НЕО фиаэ ело и Н Ж Ж Ф Э 61 ождвоц Ф о Р ЭЖ1 1 1 14оШ1-( 1 1 1 ( Эи Жл 1 1 1 100 ое/таблица 2 Результаты испытаний предлагаемого устройства с обычными соплами и соплами с косым срезом Диаметрструи металла, мм тношение шириныцентрального сечения Устройство к ширине краевого сечения сопла ПрототипОбычные сопла 1,3 48,5 То же То же То же 23,1 2:1 51,9 3;1 64,2 4:1 58,6 51 51,2 6:1 Сопла с косымсрезом 34,2 2:1 74,1 3:1 89,4 4:1 85,3 5:1 78,9 6 е Сопло с оптимзльным соотношением 4:1 10 89,6 1,05 60 89,7 ширины 0,87 72 4:1 центральногосечения 86,4 0,73 4:1 89,9 12 к ширине крае-.вого сечения 4:1 101,4 0,62 86,5 сопла 117,6 83,4 0,53 14 4:1 Выход дисперсных фракций порошка менее 50 мкм мас.Ж ) Производительностьустройствакг/с) 10 Удельныи расход газа- энергоноситеЗг1163996 Составитель А.ХрамцовТехреж Т.Дубинчак . Ред Гор о ктор С.Черни аказ 431/ сное 4 5 лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 747 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, РаушПод тета ССС ткрытий ая наб.,