Блок-распылитель для центробежного распыления металлического расплава

 

Сущностью изобретения является огнеупорный блок-распылитель, в теле которого по диаметру выполнен горизонтальный канал круглого или прямоугольного сечения. Распылитель приводят во вращение вокруг его вертикальной оси вращения. Подают поток расплава в вертикальный канал-стояк. Диск-распылитель вращают со скоростью от 75·2π рад/с до 300·2π рад/с. Дробление потока расплава происходит в канале, выполненном по горизонтальной оси симметрии диска-распылителя. Устройство отличается простотой и высокой производительностью. 2 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению быстроохлажденных металлических частиц и волокон как исходного сырья для изготовления прессованием, прокаткой и т.д. готовых машиностроительных деталей и полуфабрикатов.

В современном производстве металлических порошков, волокон, гранул часто применяют распыление струи расплава центробежными силами с помощью специальных центробежных дисков-распылителей (блоков-распылителей).

Известен диск-распылитель потока расплава (а.с. N 16503667, кл. B 22 F 9/08), в котором для распыления потока расплава применен ударно-центробежный распылитель в виде диска с закрепленными на нем огнеупорными лопатками. Для повышения стойкости лопаток они выполнены в виде конусов с углом при вершине от 60 до 120^о. Основания конусов крепятся на диске-распылителе.

Однако такой диск-распылитель обладает следующими недостатками: размывание лопаток при ударе о струю металла; колебание гранулометрического состава получаемой фракции при колебании технологических параметров литья.

Известно устройство диска-распылителя [1] в котором для дробления потока расплава применен распылительный диск, соединенный с приводным валом. Вал выполнен полым для подачи хладагента. Диск выполнен полым, рабочая поверхность диска выполнена перфорированной. Диск сообщен с полостью вала для подачи хладагента через приводной вал.

Однако данный гранулятор обладает следующими недостатками: зашлаковывание перфорационных отверстий, особенно при литье расплавов с температурой более 1000^оС; необходимость использования хладагента и высокая окисленность гранул.

Наиболее близким к предлагаемому является блок-распылитель [2] который выполняют пористым. Пористый блок-диск выполняют методами порошковой металлургии из глинозема, циркония, карбида кремния. Пористость блока-диска должна составлять >20% для исключения перекрытия каналов, но в то же время <70% для получения необходимой механической прочности материала блока. При работе устройства блок-диск крепят на платформу-держатель. Платформу вращают с высокой угловой скоростью. Струю расплава подают вертикально сверху на блок-диск. За счет кинетической энергии, создаваемой центробежным полем, металл диспергируется и разбрызгивается из пор блока.

Однако такой блок-распылитель имеет недостатки: сложность изготовления пористого блока; необходимость предварительного подогрева пористого блока-распылителя.

Цель изобретения упрощение технологического процесса дробления потока расплава и повышение производительности диска (блока)-распылителя.

Цель достигается тем, что впервые применен огнеупорный диск-распылитель, в теле которого по диаметру выполнен горизонтальный канал круглого или прямоугольного сечения.

На фиг. 1 показан горизонтальный канал круглого или прямоугольного сечения 2; на фиг. 2 то же, с постоянной или переменной площадью поперечного сечения.

Площадь поперечного сечения канала диска (блока)-распылителя на выходе должна быть не менее, чем в 5 раз больше площади поперечного сечения подаваемой струи расплава.

Работа предлагаемого центробежного диска (блока)-распылителя осуществляется следующим образом.

Распылитель 2 приводят во вращение вокруг его вертикальной оси вращения, совпадающей с его осью симметрии. Подают поток расплава в вертикальный канал-стояк 1. Диск-распылитель вращают со скорость от 75 2 π рад/с до 300 2 π рад/с по выбору. Мелкодисперсное дробление потока расплава происходит в канале 3, выполненном по горизонтальной оси симметрии диска-распылителя. Дробление потока расплава в этом канале происходит в результате турбулентного движения расплава. Турбулентное движение расплава в канале 3 возникает как из-за высокой скорости движения расплава по каналу, так и из-за того, что поток движется в неинерциальном поле сил, т.е. каждая элементарная масса расплава Δ m_i, находящаяся на расстоянии Δ R_i от вертикальной оси вращения диска, имеет свое ускорение a_i= ω²˙ΔR_i, где ω угловая частота вращения диска, 2 π рад/с.

Формула изобретения

БЛОК-РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО РАСПЫЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА, содержащий диск из огнеупорного материала, отличающийся тем, что в теле диска выполнены горизонтальный диаметральный канал круглого или прямоугольного сечения и сообщающийся с ним вертикальный канал для подачи расплава.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2