Устройство для получения металлических гранул

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения металлических гранул . Цель изобретения - повышение качества гранул и увеличение их выхода заданного размера. Для этого расплав из металлоприемника 1 подают струей на основную форсунку 2 с Г-образным соплом. Металл растекается по наклонной поверхности водяного потока и гранулируется. Окончательное охлаждение гранул проводят потоком воды от охлаждающей форсунки 3 с прямоугольным или дуговым соплом, установленной соосно с основной форсункой. В результате исключения прямого удара струи металла о водяной поток происходит контролируемое гранулирование материала , обеспечивается округлая форма частиц, выход годного повышен на 15- 20%. 1 табл., 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s В 22 F 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4621331/02 (22) 19.12,88 (46) 30.05.91. Бюл, М 20 (71) Институт проблем материаловедения

AHYCCP (72) Ю.И,Найда, Э,Я.Попиченко, В.Л.Рупчев, А.И,Карасев, П.M.Êoïåðøåâè÷, M.È.Милославский, Б.П,Титомир, Г,И.Силаков, А.И.Еременко и Г.Г.Осауленко (53) 621.762.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 511139, кл. В 22 F 9/08, 1976.

Авторское свидетельства СССР

N. 625839, кл. В 22 F 9/08, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устИзобретение относится к металлургическому производству, в частности к гранулированию металлических расплавов.

Цель изобретения — повышение качества гранул за счет улучшения их сферичности и увеличение выхода гранул заданного размера.

На фиг. 1 и 2 изображено устройство для получения металлических гранул (показано расположение основной и охлаждающей форсунок, форма и расположение сопл по отношению к оси сливного устройства металлоп риемника).

Устройство состоит из металлоприемника 1 с отверстием для слива металла, основной форсунки-гранулятора 2 с Г-образным соплом и охлаждающей форсунки 3 с прямоугольным или дуговым соплом.

„„!Ж„„1652030 А1 ройствам для получения металлических гранул, Цель изобретения - повышение качества гранул и увеличение их выхода заданного размера. Для этого расплав иэ металлоприемника 1 подают струей на основную форсунку 2 с Г-образным соплом. Металл растекается по наклонной поверхности водяного потока и гранулируется. Окончательное охлаждение гранул проводят потоком воды от охлаждающей форсунки 3 с прямоугольным или дуговым соплом, установленной соосно с основной форсункой.

В результате исключения прямого удара струи металла о водяной поток происходит контролируемое гранулирование материала, обеспечивается округлая форма частиц, выход годного повышен на 15—

20;,, 1 табл., 3 ил.

На фиг. 3 изображена схема взаимодей- ствия струи металла с водяным гранулирующим потокам.

Устройство работает следующим образом, Струя металла падает из металлоприемника на водяной поток, истекающий из основного сопла, и гранулируется с образованием гранул металла.

Для окончательного охлаждения гранул подается дополнительный поток воды, формируемый охлаждающей форсун кой на

700 — 900 мм ниже зоны дробления. Количество воды при этом рассчитывается для полного охлаждения гранул до 40-50 С по известной методике. С учетом гранулирующего потока воды массовое соотношение металл-вода должно быть не ниже 1:10.

Угол наклона охлаждающего сопла к горизонту выбирается таким образом, чтобы

1652030

55 встреча водяного потока с распыленными гранулами металла произошла на расстоянии 2,0 — 2,5 м от зоны дробления основной форсункой.

Дробление струи металла осуществляют плоским Г-образным потоком воды, общее направление которого по оси форсунки составляет 0 — 45 к горизонту (фиг, 1). Бывшая сторона потока наклонена к струе металла подуглом 45-30 (фиг. 3). В результате, при контакте струи металла с водой, металл растекается по наклонной поверхности водяного потока, а не пробивает ее, что наблюдается при его ударе о поток воды,, расположенный под углом 90 к струе.

Это обеспечивает возможность увеличения выхода гранул заданного размера.

Такая схема дробления особенно эффективна при производстве крупных гранул, размером 5 — 10 мм, так как требуемая скорость распыливающего потока воды при этом очень невелика — 7-11 м/с.

Сущность технического решeíèÿ и достижение цели изобретения иллюстрируются примерами, Гранулировали расплав стали с содержанием углерода 1,5% при 1540 С, слив металла выполняли через отверстие в днище металлоприемника, На расстоянии 300 мм от днища располагалась гранулирующая форсунка, общий угол наклона оси которой к горизонту составляет 25О, Сопло форсунки

Г-образной формы находилось на расстоянии 50 мм от оси отверстия для слива металла. В процессе экспериментов изменяли угол поворота большей стороны сопла а (фиг, 3), ширину щели сопла, длину короткой стороны сопла (при неизменной длине большей стороны сопла 120 мм), диаметр отверстия для слива металла. Давление воды в камере форсунки выдерживали постоянно в пределах 1,2 ат, Пример 1. Угол поворота большей стороны сопла 70, ширина щели сопла д=

= 1,5 мм, диаметр отверстия для слива металла d = 9 мм, отношение д /d = 1/6, длина меньшей стороны сопла 24 мм, соотношение сторон 1/5 (табл. п, 1), Пример 2. Угол поворота большей стороны сопла 45О, ширина щели сопла

2,5 мм, диаметр отверстия для слива металла 12,5 мм, отношение д /d = 1/5, длина меньшей стороны сопла 30 мм, соотношение сторон 1/4 (табл. и. 2).

Пример 3. Угол поворота большей стороны сопла 35О, ширина щели сопла д =

=4,0 мм, диаметр отверстия для слива металла б = 12;5 мм, отношение д /d = 1/3, 5

35 длина меньшей стороны сопла 40 мм, соотношение сторон 1/3 (табл, п, 3).

Пример 4, Угол поворота большей стороны сопла 30-, ширина щели сопла д=

=4,5 мм, диаметр отверстия для слива металла d = 17,5 мм, отношение д /d =- 1/4, длина меньшей стороны сопла 40 мм, соотношение сторон 1/3 (табл. п. 4).

Пример 5. Угол поворота большей стороны сопла 20, ширина щели сопла д =

=8 мм, диаметр отверстия для слива металла

d = 17,5 мм, отношение д /d = 1/2, длина меньшей стороны сопла 60 мм, соотношение сторон 1/2 (табл. п. 5).

Г1 р и м е р 6 (по прототипу), Гранулирование стали выполнялось воздухом с помощью основного и дополнительного сопла. Диаметр отверстия для слива металла составлял 12 мм, температура нагрева стали 1550 С. Давление дутья в основном и дополнительном сопле составляло

1,5 атм, Дополнительное сопла располагалось на расстоянии 35,0 мм от струи металла под углом к ней 75, а основное на расстоянии

50 мм под углом 90 . Размеры дополнительного сопла (1,5 х 70 ) мм, основного (3,0 х 90) мм, отношение д /d = 1/4. Результаты гранулирования представлены в таблице (и, 6).

Результаты серии таких экспериментов с изменением диаметра струи металла от 9 до 21 мм и шириной сопла от 1,5 до 10 мм представлены в таблице. Видно., что выход гранул размером 10 — 5 или 5 — 1,6 мм на 15—

20% выше, чем по прототипу и достигает

60%. Все гранулы имеют сферическую форму, Формула изобретения

Устройство для получения металлических гранул распылением струи расплава, содержащее металлоприемник с отверстием для слива металла, основное и дополнительное сопла, расположенные вертикально друг над другом по одну сторону от оси струи металла, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода гранул заданного размера и улучшения их сферичности, основное сопла выполнено

Г-образным с соотношением меньшей и большей сторон, равным (1:3) — (1:4), шириной, соСтавляющей 1/3 — 1/5 диаметра отверстия для слива металла, и наклонено под углом 30 — 45 к вертикальной оси, а дополнительное сопло имеет прямоугольную или дугообразную форму и установлено под основным соплом соосно ему.

1652030

Составитель Ю. Коц

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор А, Осауленко

Редактор М. Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1735 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5