Устройство для гранулирования расплава

(56) Авторское свидетельство СССР й 716707,кп. Й 220 23/08, 1980.Авторское свидетельство СССР й 921501,кп. В 013 2/06, 1976:А торское свидетельство СССР й 398401,кл, 29 В 1/02, 1972,(54) СТРОИСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯРА АВА(57) зобретение отйосится к устройствам длягран ирования расплавов и может быть иоюльзован 6 в металлургической, химической промышСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДО(ЯСТВО СССР (ГОСПАТЕН пенности для гранулирования расплавов металлов, шлаков, солей, удобрений и пластмасс Цель изобретения - повышение качества гранулирования за счет получения однородных по массе гранул. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для гранулирования расплава, содержащем тигель с перфорированным днищем, прилегающий к днищу диск со сквозными каналами, расположенными по окружности того же диаметра, что и выходные отверстия каналов в днище, соединенный с приводом для вращения, патрубки подачи расплава и сжатого газа, холодильник-гранулятор, размещенный в кожухе, каналы для истечения расплава, обращенные к холодильнику-гранулятору, выполнены сужающимися и с капиллярным участком на выходе, а полость тигеля соединена каналом с полостью кожуха холодильника-гранулятора 4 ил,Изобретение относится к устройствам для гранулирования расплавов и может быть использовано в металлургической, химической промышленности для гранулирования расплавов металлов, шлаков, солей,удобрений и пластмасс. Известно устройство для получения гранул,Устройство содержит миксер с расплавом с незакрывающимся сливным отверстием, наклонно вращающийся делитель(стакан) с перфорацией в донной части, кристаллизатор (емкость с охлаждающей жидкостью),Недостатком данного устройства является то, что делитель выполнен необогреваемым, а при работе с расплавом металла это 10 имеет большое значение. Из-за большой разницы температур струи расплава, вытекающей из миксера, и стенок делителя на 20 них возможно образование настылей, Температура расплава в делителе постоянно меняется, отсюда неоднородность расплава по вязкости, что сказывается на однородности гранул по размерам, 25При истечении порций расплава черезотверстие дна делителя возможно появление "сосулек" и зарастание отверстий. В этом случае также затруднено получение гранул одинакового размера, а в конечном З 0 итоге возможно прекращение гранулирования вообще.Введение нагревателя для обогрева вращающегося делителя значительно усложняют конструкцию устройства, но ука- З 5 занные недостатки полностью не исключаются.Кроме того, для получения одинаковых по размерам гранул, необходимо четкое согласование скорости вращения делителя, 40 угла его наклона, количества находящегося в нем расплава и его температуры, что осуществить довольно сложно.Малейшее изменение хотя бы одного из перечисленных факторов существенно ска эывается на качестве получаемых гранул.По этим же причинам практически невозможно достичь какого-либо, даже незначительного, увеличения производительности устройства, Данное устройство 50 предназначено для получения гранул только крупного размера (1020 мм), получение более мелких гранул одинакового размера практически невозможно по вышеперечисленным причинам, 55. Известно устройство для производства зерновых продуктов, например, искры типа рыбной,Устройс.во содержит камеру со штуцером (трубой) для подачи под давлением в камеру растворов или суспенэий, рубашку для обогрева, плоское дно с отверстиями, Внутри камеры к ее дну прижат вращающийся диск, причем в дне камеры и в диске выполнены сквозные цилиндрические отверстия, расположенные на концентричной относительно оси вращения окружности и на равных расстояниях одно от другого. К внешней стороне дна камеры присоединена емкость для формующей жидкости, причем к каждому отверстию в дне камеры (соосно отверстиям), расположены форсунки с кольцевым зазором вокруг них для прохода формующей (охлаждающей) жидкости, которая ускоряет охлаждение зерен (гранул) и транспортировку их, тем самым предотвращает слипание "горячих" зерен.Недостатком данного устройства является то, что раствор находится в камере под давлением, а дозы - капли выдаются в формующую жидкость через сравнительно длинные цилиндрические отверстия. При гранулировании расплавов металлов температура в камере достигает значительной величины, около 1000 С. При внутреннем давлении - увеличивается вероятность ее разрушения,Применение жидкости для охлаждения доз расплава металла весьма нежелательно.Жидкость испаряется или горит, Необходим отвод пара, дыма, Кроме того, жидкость может загрязнять поверхность гранул металла, На них появляются окислы или другие соединения. Резкое охлаждение доз расплава приводит даже к разрушению гранул, Появляется брак, снижается производительность устройства. При перегреве расплавы металлов могут обладать высокой жидкотекучестью из-за этого, используя давление в камере для выдачи доз через цилиндрические отверстия, весьма сложно обеспечить точное доэирование массы гранул. На точность дозирования массы гранул влияют температура, однородность расплава, его физико-химические характеристики, давление, периодичность перекрытия входа отверстия,Непостоянствоизменяемость любого иэ перечисленных параметров влияют на процесс гранулирования, производительность, на однородность массы гранул,Более того, при остановке вращающегося диска раствор (расплав) под давлением из камеры через цилиндрические отверстия выталкивается без гранулирования в охлаждающую жидкость в виде струи или вязкого цилиндра. В результате этого появляется брак, уменьшая производительность гранулятора.Для оптимизации всех параметров потребуется очень сложная система автоматизации, Известен гранулятор для расплава, Гранулятор, содержит корпус с каналами для расплава и отверстиями в днище, вращающийся диск с отверстиями для истечения расплава, имеющий возможность их сормещения с отверстиями корпуса, причем в корпусе выполнены каналы, соединенные с источником сжатого газа и отверстиями для истечения расплава. Ниже корпуса размещена ванна с охлаждающей жидкостью, являющаяся холодильником - гранулятором, Этот гранулятор принят в качестве прототипа.Работает гранулятор следующим обра- зоМ: при подаче расплава и газа под давлением и вращении диска иэ него вылетают капли расплава, выталкиваемые газом, которые, попадая в ванну с жидкостью, застывайт в виде шариков одинакового размера.Недостатки данного гранулятора заключаются в следующем.При высокой температуре расплава металла и давлении в корпусе увеличивается вероятность его разрушения. ГранулированиЬ расплава в жидкость загрязняет поверхностный слой гранул металла за счет об(аэования пленки окислов или других соедйнений, вызывает разрушение гранул за счет термического удара, При замедлении или остановке вращающегося диска изменятся масса гранул или процесс гранулироваия нарушается, появляется брак, Вместо гр 4 нул появляются бесформенные образова ия застывшего расплава. Гранулятор не об спечивает стабильного получения грану одинаковой массы и формы.Целью настоящего изобретения является повышение качества гранулирования за счет получения однородных по массе гранул, Одновременно повышается производительность, надежность и экономичность устройства для гранулирования расплава.Поставленная цель достигается следую- щиМ.В известном устройстве для гранулироваия расплава, содержащем тигель с перфорированным днищем, прилегающий к днищу диск со сквозными каналами, располоненными по окружности того же диаметра, что и выходные отверстия каналов в днище, соединенный с приводом для вращения, патрубки подачи расплава и сжатого газ, холодильник-гранулятор, .размещенны в кожухе, новым является то, что каналы для истечения расплава, обращенные к холодильнику-гранулятору, выполнены сужабщимися и с капиллярным участком на выходе, причем полостьтигля соединена каналом с полостью кожуха холодильника-гранул я тора.Достижению поставленной цели спо 5 собствует также исполнение холодильника-регулятора в виде полото диска,охлаждаемого изнутри жидкостью, а такжеподведение сжатого газа для выталкиваниядоэ расплава непосредственно к сужаю 10 щимся каналам для истечения расплава,Предлагаемое устройство для гранулирования расплава показано на чертежах,где на фиг,1 показан разрез устройства свращающимся диском, расположенным15 внутри тигля (сужающиеся каналы с капиллярным участком на выходе выполнены вднище тигля); на фиг.2 показан разрез устройства с вращающимся диском, расположенным снаружи тигля (сужающиеся20 каналы с капиллярным участком на выходевыполнены в диске); на фиг.З показанвидсверху на днище тигля с одним каналом дляотсекания доэ расплава и одним для их выдачи; на фиг,4 показан вариант исполнения25 днища с несколькими каналами для отсекания доэ расплава и несколькими для их выдачи.Устройство для гранулирования расплава (фиг,1) содержит тигель 1 с перфориро-.30 ванным днищем, Внутри тигля 1 размещенвращающийся диск 2 с одним (фиг.З) илинесколькими (фиг.4) сквозными каналами 3,служащими для заполнения расплавом каналов 4, выполненных сужающимися, с ка 35 пиллярным участком на выходе кхолодильнику - гранулятору 5. Во вращающемся диске 2 выполнен патрубок 6, соединяющий при помощи патрубка 7, муфты 8 иканала 9 источник сжатого газа (не показан)40 с каналами 4 для истечения расплава,Сквозные каналы 3, сужающиеся каналы 4 ивыход патрубка 6 для сжатого газа расположены по окружности одного и того жедиаметра. Холодильник-гранулятор 5 рас 45 положен под каналами 4,На холодильнике-грануляторе 5 установлен один или несколько скребков 12 дляудаления гранул. Диск 2 вращается от привода 10 через шестерню 11, Тигель 1 герме 50 тично присоединен к кожуху 13, Тигельимеет патрубок 14 для подачи в него жидкого расплава и канал 15 для выравниваниядавления в тигле 1 и кожухе 13.Для поддержания необходимой темпе 55 ратуры расплава снаружи тигля 1 установлен нагреватель 16 с теплоиэоляцией 17,Вариант устройства для гранулирования расплава.(фиг.2) выполнен с вращающимся диском 2 установленным снаружитигля 1, а сужающиеся каналы 4 в диске 21803998 на холодильнике-грануляторе 5 и зубчатым венцом 20, выполненным на самом 10 дильник-гранулятор, размещенный в кожухе, отличающееся тем, что, с целью 45 повышения качества гранулирования эасчет получения однородных по массе гранул, каналы для истечения расплава, обращенные к холодильнику-гранулятору, выполнены сужающимися и с капиллярным участком на выходе, причем полость тигля соединена каналом с полостью кожуха холодильника-гранулятора,выполнены иной, цилиндрической формы, с капиллярным участком на выходе. Сквозные каналы 3 для заполнения расплавом сужающихся каналов 4 выполнены в днище тигля 1. Патрубок 6 для сжатого газа выполнен в теле тигля 1. Диск 2 поджимается к днищу тигля 1 опорой 18, Во вращение диск 2 приводится шестерней 19, установленной диске 2.Работает устройство следующим образом: через патрубок 14 в тигель 1 заливается порция расплава, затем, при гранулировании, поддерживается постоянный уровень расплава при заданной температуре. При вращении диска 2 происходит совмещение каналов 3 с сужающимися каналами 4 с капиллярным участком на выходе, происходит самопроизвольное (самотеком) заполнение их расплавом, Столб расплава в тигле 1 удерживается от вытекания через канал 4 силами поверхностного натяжения, возникающими в капиллярном участке канала 4, При дальнейшем вращении диска 2 сужающиеся каналы 4, заполненные расплавом, совмещаются с патрубком 6 сжатого газа. Газ из патрубка 6 преодолевает силы поверхностного натяжения капиллярного участка канала 4 и выдавливает дозу расплава на холодильник-гранулятор 5 и одновременно прочищает капиллярное отверстие. Доза расплава падает на поверхность холодильника-гранулятора 5, охлаждаясь, превращается в гранулу и удаляется с гранулятора 5 скребком 12 в накойитель (не показан),Гранулирование расплава продолжается в вышеописанной последовательности до тех пор, пока происходит вращение диска 2, в патрубке 6 имеется минимальная Формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВА, содержащее тигель с перфорированным днищем, прилегающий к днищу диск со сквозными каналами, расположенными по окружности того же диаметра, что и выходные отверстия каналов в днище, соединенный с приводом для вращения, патрубком подачи расплава и сжатого газа, холо 20 25 30 35 40 разность давления, необходимая для выталкивания расплава из сужающихся каналов4, в тигле 1 имеется расплав,Предложенное устройство для гранулирования расплава в сравнении с прототипомобладает следующими преимуществами:1. Повышение качества гранулированияза счет получения однородных по массе гра- .нул, что улучшает качество восстановленияс их помощью чистых металлов.2, Исключение влияния на процесс заполнения каналов в диске и днище изменений перепада давления в полос тяг тигля икожуха гранулятора, за счет соединения каналом полости тигля с полостью кожуха холодильника-гранулятора3. Повышение надежности работы устройства за счет разгрузки тигля от внутреннего давления,4, Повышение экономичности устройства за счет ликвидации условий получениябракованных гранул и за счет упрощенияобслуживания. Это достигается возможностью прекращения процесса гранулирования в любой необходимый момент путемпрекращения вращения диска или прекращения подачи сжатого газа, самопроизвольное статическое истечение расплава в этихслучаях абсолютно исключено. При этомрасплав в тигле может поддерживаться призаданной температуре и устройство длягранулирования может быть моментальнопущено в работу беэ каких-либо дополнительных приемов,5. Воэможность получения набора однородных гранул разного размера за счет выполнения сужающих каналов разнойемкости или за счет использования комплекта сменных наружных дисков, все зтоувеличивает универсальность установки.1803998 авитель Ю,8 олковед М,Моргентал Редактор Н,Козлова Корректор М.Самборска Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб Подписн Зака зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10