Установка для получения гранул центробежным распылением расплава

Изобретение относится к получению гранул цветных металлов, в том числе химически активных кальция или магния и их сплавов, центробежным распылением. Установка содержит плавильную печь, герметичную камеру грануляции с крышкой, электрообогреваемый металлопровод, диспергатор, выполненный в виде перфорированной емкости с приводом вращения, контейнер сбора гранул, компрессор и теплообменник. Металлопровод выполнен в виде сифона, один конец которого размещен в плавильной печи с образованием жидкостного затвора из расплава гранулируемого металла, а другой конец - в камере грануляции. Привод вращения диспергатора выполнен в виде газотурбинного двигателя с замкнутой системой газопроводов циркуляции инертного газа из двигателя в герметичную емкость и далее в теплообменник и компрессор. Двигатель установлен на герметичной емкости, расположенной в камере грануляции по ее центру соосно с металлопроводом и диспергатором, а диспергатор - на оси газотурбинного двигателя. Изобретение позволит повысить производительность по выпуску гранул и выход металла в годный продукт любого заданного гранулометрического состава, а также снизить расход инертного газа. 1 ил.

 

Изобретение относится к получению гранул цветных металлов, в том числе химически активных кальция или магния и их сплавов, центробежным распылением.

Известна, и является наиболее близкой к предлагаемой, установка для изготовления металлических гранул распылением расплава металла, содержащая плавильную печь, герметичную камеру грануляции с крышкой, электрообогреваемый металлопровод, выполненный в виде сифона, один конец которого размещен в плавильной печи с образованием жидкостного затвора из расплава гранулируемого металла, а другой конец - в камере грануляции, диспергатор выполнен в виде перфорированной емкости, прикрепленной к приводному валу вращаемого электродвигателя через зубчатую передачу с сальниковым уплотнением, контейнер сбора гранул (патент РФ №2038924, кл. B22F 9/10, приоритет от 03.08.92).

К недостаткам данной установки можно отнести: при наличии магнитных полей, возникающих при нагреве металлопровода эл. током и струи жидкого металла, происходит "заброс" расплава в промежуток между приводным валом и металлопроводом, что приводит к остановке вращения привода вала и диспергатора и прекращению процесса грануляции. Исполнение конструкции привода диспергатора с помощью шестерен громоздко и не позволяет достигать вращения вала более 1000 об/мин, тем самым исключается получение более мелких гранул, менее 1 мм.

Низкая эффективность охлаждения инертного газа в грануляторе в процессе его работы. Охлаждение осуществляется только путем теплопередачи через внешнюю стенку, что приводит к низкому выходу годных гранул за счет налипания капель неохлажденного металла к внутренней стенке гранулятора.

Тепловой поток от диспергатора приводит к спеканию готовых гранул в контейнере-сборнике и снижает выход годного.

Заявляемая установка решает техническую задачу повышения производительности по выпуску гранул, повышает выход в годный гранул любого заданного гранулометрического состава, снижает расход инертного газа.

Отличием заявляемой установки является то, что привод вращения диспергатора осуществляется газотурбинным двигателем с замкнутой системой газопроводов циркуляции инертного газа, снабженной теплообменником и компрессором, газотурбинный двигатель установлен на герметичной емкости, расположенной в камере грануляции по центру гранулятора соосно с металлопроводом и диспергатором, установленным на валу газотурбинного двигателя.

Использование привода вращения диспергатора газотурбинным двигателем с замкнутой системой газопроводов циркуляции инертного рабочего газа, снабженной теплообменником и компрессором, позволяет увеличить скорость вращения диспергатора свыше 1000 об/мин до 10000 об/мин, что обеспечивает получение гранул любого заданного гранулометрического состава, обеспечивает надежность работы привода диспергатора, при этом упрощается его конструкция (отсутствует сальниковое уплотнение, шестерни и др.)

Циркуляция рабочего инертного газа привода вращения диспергатора в замкнутом цикле - компрессор - газотурбинный двигатель - герметичная емкость - теплообменник - компрессор - позволяет интенсифицировать процесс охлаждения газа в самом грануляторе в процессе его работы за счет увеличения поверхности охлаждения герметичной емкости и тем самым увеличить производительность установки, увеличить выход годных гранул и исключить их налипание на внутреннюю поверхность гранулятора.

Герметичная емкость уменьшает рабочий объем гранулятора, при этом снижается удельный расход инертного газа, она экранирует тепловой поток от диспергатора к контейнеру сбора гранул, тем самым исключает спекание гранул.

Совокупность существенных признаков заявляемой установки при анализе научно-технической и патентной литературы не выявлена, что подтверждает изобретательский уровень заявляемого технического решения.

На чертеже изображена заявляемая установка для получения гранул центробежным распылением.

Она состоит из печи сопротивления 1 с герметичным плавильником 2, в крышке которого находится загрузочный люк 3 и патрубок ввода металлопровода 4. Электрообогреваемый металлопровод выполнен в виде сифона, один конец которого через герметизирующее уплотнение 5 погружен в жидкостный затвор из металла 6, а второй через герметизирующее электроизоляционное уплотнение 7 введен в крышку камеры грануляции 8.

Внутри камеры грануляции установлена герметичная емкость 9, на которой установлен газотурбинный двигатель 10 с установленным на его валу диспергатором 11 соосно с металлопроводом 4.

Установка снабжена компрессором 12 с нагнетательным трубопроводом 13, соединенным с газотурбинным двигателем 10 и всасывающим трубопроводом 14, соединенным с теплообменником 15, гранулоприемником 16.

Прогрев металлопровода 4 осуществляется от внешнего источника тока.

Установка работает следующим образом.

В плавильнике 2 после загрузки исходного продукта закрывается крышка люка 3, и в установке создается инертная атмосфера путем последовательного вакуумирования до остаточного давления 0,5 мм рт.ст. и заполнения инертным газом до избыточного давления 0,05 атм.

Металл нагревается до температуры, превышающей температуру плавления металла на 10-40°С, а затем по металлопроводу 4, предварительно нагретому до такой же температуры, подается в камеру грануляции путем создания в плавильнике давления 0,3-0,7 атм.

Струя расплавленного металла попадает во вращающийся перфорированный диспергатор 10, из которого под действием центробежной силы выбрасывается в объем камеры грануляции с образованием гранул сферической формы. Полученные гранулы перемещаются в гранулоприемник 16. После грануляции большей части загружаемого металла процесс прекращается путем стравливания избыточного давления инертного газа в плавильнике. Плавильная печь охлаждается до кристаллизации жидкого затвора, вскрывается люк, производится новая загрузка исходного металла и, после создания в плавильнике инертной атмосферы и нагрева металла, производится повторный цикл грануляции.

Установка для получения гранул центробежным распылением расплава, содержащая плавильную печь, герметичную камеру грануляции с крышкой, электрообогреваемый металлопровод, выполненный в виде сифона, один конец которого размещен в плавильной печи с образованием жидкостного затвора из расплава гранулируемого металла, а другой конец - в камере грануляции, диспергатор, выполненный в виде перфорированной емкости с приводом вращения, и контейнер сбора гранул, отличающаяся тем, что она снабжена герметичной емкостью, расположенной в камере грануляции по ее центру соосно с металлопроводом и диспергатором, теплообменником и компрессором, а привод вращения диспергатора выполнен в виде газотурбинного двигателя с замкнутой системой газопроводов циркуляции инертного газа из двигателя в герметичную емкость и далее в теплообменник и компрессор, при этом двигатель установлен на герметичной емкости, а диспергатор - на оси газотурбинного двигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению изделий из жаропрочных никелевых сплавов, использующихся для авиационного и энерготехнического назначения.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения металлических порошков распылением расплава. .

Изобретение относится к производству износостойких материалов, карбидов, нитридов используемых в композитных наплавочных покрытиях в качестве материала, препятствующего абразивному и ударному износу, например для наплавки на буровой инструмент - шарошки буровых долот, муфты обсадных труб и т.д.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения гранул магния или его сплавов. .

Изобретение относится к металлургии, к изготовлению металлического волокна, фибры, шерсти. .

Изобретение относится к металлургии, к устройствам для изготовления металлических порошков. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, к получению частиц радиоактивных металлов или сплавов металлов. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению гранул и порошков диоксида урана. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению гранул из расплавов методом ударного центробежного распыления. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству ферритов. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к установкам для получения металлических порошков

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошковой металлургии и способам получения металлических порошков, главным образом, из жаропрочных никелевых сплавов
Изобретение относится к способам изготовления катодных мишеней, используемых, в частности, при получении жаростойких покрытий для защиты жаропрочных сплавов на основе никеля или кобальта, устанавливаемых в установках для распыления

Изобретение относится к получению порошков тугоплавких металлов, их сплавов, карбидов, боридов, нитридов, карбонитридов и т.д., которые могут использоваться в дальнейшем для получения порошковых твердосплавных изделий, износостойких композиционных покрытий

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических порошков

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам непрерывного получения металлического порошка
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению гранул магния и магниевых сплавов путем литья

Изобретение относится к металлургии, к области производства слитков, предназначенных для последующей переработки методом горячего изостатического прессования (ГИП). Способ получения микрослитков из расплава методом центробежного распыления включает плавление литой заготовки плазменной струей, формируемой из плазмообразующего газа, подаваемой на торец быстровращающейся заготовки с образованием частиц расплава, затвердевающих при полете в атмосфере холодного плазмообразуюшего газа в микрослитки. При плавлении литой заготовки в плазменную струю вводят водород, обеспечивают его ионизацию и взаимодействие ионов водорода с окислами на поверхности расплава и микрослитков, и кислородом плазмообразующего газа, с выводом образовавшейся в результате взаимодействия влаги из холодного плазмообразующего газа методом вымораживания. При этом водород вводят в плазменную струю в количестве, обеспечивающем поддержание остаточной концентрации водорода в холодном плазмообразующем газе на уровне, не превышающем 10 ppm. Обеспечивается повышение качества получаемых микрослитков за счет снижения в них содержания кислорода, повышаются механические свойства компактного материала изделий. 1 табл.

Изобретение относится к получению металлических порошков. Установка содержит камеру с накопителем заготовок и устройством их поштучной подачи на распыление, камеру с механизмом вращения заготовки в виде двух приводных опорных барабанов с нажимным роликом и механизмом продольной подачи заготовки с толкателем, камеру плавления с плазмотроном, направленным на торец распыляемой заготовки. Камера с накопителем заготовок снабжена шлюзовым затвором, отделяющим ее от камеры с механизмами вращения и продольной подачи заготовки. Камера плавления снабжена блоком рециркуляции газа, включающим вентилятор, холодильник и ловушки для вымораживания влаги. Плазмотрон снабжен механизмом перемещения в продольном и поперечном направлениях относительно заготовки, а также устройством контроля промежутка между торцом заготовки и плазмотроном. Опорные барабаны механизма вращения заготовки снабжены вибропоглощающими кольцами, контактирующими с заготовкой, а толкатель механизма продольной подачи выполнен в виде нажимного ролика с ребордой. Обеспечивается повышение надежности работы установки за счет снижения уровня виброколебаний в быстроходных механизмах, а также обеспечивается повышение качества и выхода порошка. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии. Устройство для получения медных гранул содержит лоток для подачи расплавленного металла, емкость с охлаждающей жидкостью, съемный контейнер, выполненный в виде установленной в емкости конической корзины с сетчатым днищем, и замкнутый циркуляционный контур охлаждающей жидкости, включающий ультразвуковой центробежный диспергатор, соединенный с сопловыми насадками, установленными в емкости над уровнем охлаждающей жидкости под углом 2-5° к горизонту диаметрально и тангенциально внутренней боковой поверхности корзины с обеспечением кругового движения охлаждающей жидкости в корзине. Ультразвуковой центробежный диспергатор может быть дополнительно снабжен эжектором для подачи воздуха в поток охлаждающей жидкости, в частности в поток воды. Обеспечивается увеличение удельной поверхности получаемых металлических гранул. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх