Устройство для получения металлических гранул

Авторы патента:

Оттен Алексей Борисович (RU)

Юрочкин Николай Петрович (RU)

Загребин Сергей Анатольевич (RU)

Низов Василий Александрович (RU)

B22F9/10 - с применением центробежной силы

Владельцы патента RU 2558804:

ОАО "НЕКК" (RU)

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.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению медных гранул определенной величины из расплавов, преимущественно для производства медного купороса.

Известно получение медных гранул путем диспергирования меди как в жидком, так и в твердом состоянии. Устройство для получения гранул по этому способу содержит плавильную печь, лоток для транспортировки расплавленной меди и емкость с охлаждающей жидкостью, установленной под лотком. Для диспергирования меди в расплав вводится сера [Козлов И.А. и др. Рафинирование меди. - М.: Металлургия, 1992, с. 198-199]. Существенным недостатком является невозможность получения гранул определенной величины, потому что диспергирование осуществляется за счет силы тяжести жидкого металла во время падения потока из лотка в воду. Поэтому гранулы получаются значительной величины, разной фракции и формы. При дальнейшем использовании этих гранул при производстве медного купороса требуется их сортировка, что очень трудоемко. Кроме того, при получении медного купороса высокого качества требуются очень мелкие гранулы, что невозможно получить на существующем оборудовании.

В качестве близкого аналога заявленного устройства может быть принято устройство, раскрытое в SU 644599 A1, B22F 9/08, 30.01.1979, содержащее средство для подачи расплавленного металла, емкость с охлаждающей жидкостью, в которой под действием центробежных сил образуется вращающийся столб жидкости, и три излучателя ультразвука с излучающими плоскостями параллельно касательным к поверхности, образованной вращающейся водой.

Известно также устройство для получения металлических гранул [пат. РФ №2113317, B22F9/08, приоритет от 01.04.1996], содержащее плавильную печь, лоток для подачи расплавленного металла на дробление и емкость с охлаждающей жидкостью, установленной под лотком, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено эжектором под водовоздушную смесь, размещенным под лотком и съемным контейнером, установленным в емкости с охлаждающей жидкостью, при этом выход эжектора направлен в сторону истечения расплавленного металла, а проходное сечение выхода эжектора выполнено уменьшающимся от центра к краям со сквозным односторонним пазом в верхней части выхода эжектора.

Последнее признано за прототип. К достоинствам прототипа следует отнести возможность получения гранул в заданном диапазоне размеров регулировкой расхода воды на эжектор. В то же время удельная поверхность гранул, которая определяется в большей степени не размером, а толщиной стенки полой гранулы, остается недостаточной развитой, что сказывается на кинетике растворения гранул и чрезмерной избыточной кислотности.

Технической задачей заявляемого изобретения является получение гранул с более высокой удельной поверхностью.

Указанная цель достигается тем, что устройство для получения медных гранул, содержащее лоток для подачи расплавленного металла, емкость с охлаждающей жидкостью и съемным контейнером, установленным в емкости, отличается тем, что оно снабжено съемным контейнером, выполненным в виде установленной в емкости конической корзины с сетчатым днищем и замкнутым циркуляционным контуром охлаждающей жидкости, включающим 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.

При этом ультразвуковой центробежный диспергатор снабжен эжектором для подачи воздуха в поток охлаждающей жидкости, в частности в поток воды.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что для интенсификации скорости теплосъема циркулирующая вода подвергается обработке в энергетическом поле звуковой частоты (близкой к 20 кГц), что приводит к утончению стенки полой гранулы. Расположение сопел, подающих воду на циркуляцию, обеспечивает более равномерное и интенсивное перемешивание на поверхности контакта расплавленного металла, что также способствует получению гранул с более высокой развитой поверхностью. Диспергирующая способность устройства может варьироваться в широких пределах при использовании эжектора воздуха. Центробежные скоростные машины, к которым относятся ультразвуковые диспергатеры, типа «сирена гидродинамическая» характеризуются отрицательным давлением на всасе по отношению к нагнетанию. Это и используется для эжекции воздуха в поток с возможностью регулировки.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства в разрезе.

Предлагаемое устройство содержит плавильную печь 1, лоток с желобом 2, по которому истекает расплав меди. Под лотком 2 установлена емкость 3 с встроенной съемной корзиной 4. Циркуляционный контур представлен центробежным диспергатором 6 с одновременной функцией насоса, соплами 5 и воздушным эжектором 7 в виде игольчатого вентиля.

На фиг. 2 представлен вид устройства в плане, нумерация обозначений сохранена. Устройство работает следующим образом. Перед запуском слива металла из печи включается циркуляционный контур и обеспечивается заданный уровень воды в емкости 3. Регулировка эжекции воздуха в циркулирующем контуре осуществляется игольчатым вентилем 7. Данный процесс ведется непрерывно до тех пор, пока подается расплав меди.

Технический результат использования изобретения заключается в том, что оно позволяет получить медные гранулы с более высокой удельной поверхностью.

1. Устройство для получения медных гранул, содержащее лоток для подачи расплавленного металла, емкость с охлаждающей жидкостью и съемным контейнером, установленным в емкости, отличающееся тем, что оно снабжено съемным контейнером, выполненным в виде установленной в емкости конической корзины с сетчатым днищем, и замкнутым циркуляционным контуром охлаждающей жидкости, включающим 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.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ультразвуковой центробежный диспергатор снабжен эжектором для подачи воздуха в поток охлаждающей жидкости, в частности в поток воды.

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.

Способ получения микрослитков из расплава методом центробежного распыления // 2536122

Изобретение относится к металлургии, к области производства слитков, предназначенных для последующей переработки методом горячего изостатического прессования (ГИП).

Способ получения гранул магния или магниевых сплавов // 2489229

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению гранул магния и магниевых сплавов путем литья. .

Способ получения металлического порошка методом центробежного распыления // 2475336

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам непрерывного получения металлического порошка. .

Устройство для получения порошка методом центробежного распыления // 2467835

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

Способ получения порошка тугоплавкого материала и устройство для его осуществления // 2446915

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.

Катодная мишень для распыления и способ ее изготовления // 2405062

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.

Способ получения сферических порошков и гранул // 2361698

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошковой металлургии и способам получения металлических порошков, главным образом, из жаропрочных никелевых сплавов.

Установка для получения металлического порошка // 2356696

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

Установка для получения гранул центробежным распылением расплава // 2314179

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

Способ получения титановой дроби и устройство для его осуществления // 2564768

Группа изобретений относится к получению титановой дроби. Оплавляют торец вращающейся вокруг горизонтальной оси цилиндрической титановой заготовки плазменной струей плазмотрона с обеспечением центробежного распыления расплавленных частиц дроби в камере распыления и затвердевания их в среде рабочих газов, проводят сбор дроби из камеры распыления через приемную трубу в приемный бункер. Горячую смесь рабочих газов из камеры распыления направляют в теплообменник, далее в фильтр, затем в компрессор, после чего в ресивер и в охладитель с получением охлажденной смеси рабочих газов, которую подают в приемный бункер и через приемную трубу подают в виде восходящего потока навстречу движению расплавленных частиц титановой дроби в камеру распыления и обеспечивают охлаждение полученной титановой дроби. Предложено устройство для реализации упомянутого способа получения титановой дроби. Обеспечивается снижение температуры в камере распыления, увеличение скорости охлаждения дроби в процессе распыления и ссыпания ее в приемный бункер, улучшение теплоотвода с внутренних поверхностей приемной трубы и приемного бункера. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для получения титановых гранул // 2574906

Изобретение относится к получению титановых гранул. Устройство содержит рабочую камеру, выполненную с возможностью заполнения ее инертным рабочим газом, плазмотрон для плавления вращающейся заготовки с обеспечением центробежного распыления капель расплавленного материала, компрессор с трубопроводами для непрерывной откачки инертного рабочего газа из рабочей камеры и соединенный с рабочей камерой приемный бункер для сбора гранул. При этом рабочая камера выполнена с возможностью подачи откаченного инертного рабочего газа в плазмотрон. Устройство содержит последовательно соединенные фильтр первичной очистки, фильтр сверхтонкой очистки, холодильную установку и компрессор, выполненные с возможностью охлаждения и очистки откаченного из камеры распыления инертного рабочего газа, а также формирователь охлаждающего газового потока, выполненный с возможностью подачи в камеру распыления навстречу распыленным каплям расплавленного материала заготовки потока охлажденного и очищенного инертного рабочего газа, откаченного из камеры распыления. Обеспечиваются снижение температуры в камере распыления, увеличение скорости охлаждения гранул и ссыпания их в приемный бункер. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлических сплавов // 2588931

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения ультрадисперсного металлического порошка с размерами частиц 10-2000 мкм включает подачу металлического стержня в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока с плазмообразующим газом аргоном, обработку его в потоке плазмы с последующим охлаждением и конденсацией порошка в приемном бункере. Размеры частиц получаемого порошка регулируют путем изменения силы постоянного тока плазмотрона в диапазоне 100-500 А и расстояния между концом стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона в диапазоне 30-120 мм. Металлический стержень может быть выполнен из титана, кремния, молибдена, меди, титанового сплава, никелевого сплава, кобальтового сплава или инструментального сплава А6. Обеспечивается получение порошка с максимальным выходом заданной фракции. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 48 пр.

Способ получения изделий из порошков жаропрочных никелевых сплавов // 2602311

Изобретение относится к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов и используется при производстве изделий, работающих при высоких температурах с повышенным ресурсом в газотурбинных двигателях летательных аппаратов и газоперекачивающих станциях. В предложенном способе получают порошки кристаллизацией частиц порошка из расплава заданного сплава, осуществляют сепарацию порошка от посторонних металлических и неметаллических частиц, помещают порошок в стальную капсулу, вакуумируют капсулы с порошком и осуществляют горячее изостатическое прессование. Далее удаляют материал капсулы с поверхности изделия и осуществляют термическую обработку для достижения оптимальных заданных механических свойств. Причем кристаллизацию частиц порошка осуществляют со скоростью не менее 50000 градусов Кельвина в секунду с получением частиц, размер которых не превышает в диаметре 50 микрометров, а газовая среда при получении частиц порошка имеет точку росы не более, чем минус 52 градуса по Цельсию, соответствующую не более 0,0012% объемной доли водяного пара. Обеспечивается повышение экономичности производства и качества изделий. 1 табл., 1 пр.

Способ производства заготовок (полуфабрикатов) из быстрозакристаллизованных алюминиевых сплавов // 2604284

Изобретение относится к порошковой металлургии с использованием технологии быстрой кристаллизации, в частности к получению заготовок из алюминиевых сплавов. Предложенный способ включает приготовление алюминиевого расплава, центробежное литье гранул, их охлаждение и последующую ступенчатую вакуумную дегазацию в герметичных технологических капсулах, затем ведут компактирование гранул в герметичных технологических капсулах без дополнительного нагрева в контейнере пресса, нагретом до температуры не менее 400°C, и механическую обточку скомпактированных брикетов с получением компактных заготовок. При этом центробежное литье гранул и охлаждение полученных гранул ведут в среде жидкого азота при постоянной его температуре минус 196°C, при этом скорость охлаждения при кристаллизации гранул составляет от 1,05×10000 до 100000 Кельвина в секунду. Обеспечивается снижение содержания водорода и кислорода в металле заготовок, увеличение механических свойств заготовок, уменьшение себестоимости продукции. 1 табл., 1 пр.

Способ получения гранул магниевых сплавов // 2612869

Изобретение относится к получению гранул магниевых сплавов. Способ включает распыление жидкого расплава магниевого сплава в защитной газовой среде с помощью вращающегося стакана-распылителя. Распыление ведут в защитной газовой среде, расположенной между поверхностью стакана-распылителя и охлаждающей средой. В качестве защитной среды используют газообразный азот с точкой росы не более минус 50 °C, а в качестве охлаждающей среды используют 4-6-процентный щелочной водный раствор КОН. Обеспечивается повышение механических свойств магниевых сплавов. 1 табл., 1 пр.

Способ получения сферического порошка из интерметаллидного сплава // 2614319

Изобретение относится к получению сферического порошка из интерметаллидного сплава. Способ включает оплавление торца вращающейся вокруг горизонтальной оси цилиндрической заготовки из интерметаллидного сплава в камере распыления плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением центробежного распыления расплавленных частиц и их затвердевания при полете в среде рабочих газов, при этом производят забор горячей смеси рабочих газов из камеры распыления, охлаждают ее и подают охлажденную смесь рабочих газов в камеру распыления с обеспечением охлаждения расплавленных частиц, причем затвердевшие частицы собирают в приемном бункере. Охлажденную смесь рабочих газов подают в камеру распыления с регулируемой интенсивностью и направленностью посредством формирователей охлаждающих потоков, выполненных в виде по меньшей мере двух осевых спрейеров разного диаметра, обеспечивающих перехлестывание исходящих из спрейеров охлаждающих потоков с образованием зоны охлаждения расплавленных частиц с регулируемым температурным градиентом. Обеспечивается снижение температуры в камере распыления до необходимых нам значений, увеличение эффективности регулирования скорости охлаждения гранул. 1 ил.

Способ получения порошков из жаропрочных никелевых сплавов // 2627137

Изобретение относится к получению порошков жаропрочных никелевых сплавов. Способ включает плавление торца вращающейся цилиндрической литой заготовки потоком плазмы с обеспечением центробежного распыления расплава и образованием частиц затвердевающих в микрослитки при полете в атмосфере холодной плазмообразующей смеси газов, содержащей инертные газы и водород. В плазмообразующую смесь газов дополнительно вводят азот и поддерживают его концентрацию в смеси на уровне, обеспечивающем путем ионизации газов в потоке плазмы и взаимодействия ионов с расплавом насыщение расплава азотом до уровня, превышающего предельную растворимость его в твердом растворе, характерную для жаропрочных сплавов на никелевой основе. Охлаждают микрослитки в холодной плазмообразующей смеси газов со скоростью не менее 103 °C/с. Обеспечивается повышение прочностных характеристик жаропрочных никелевых сплавов. 1 табл., 1 ил.

Способ измерения зазора в плазменной струе в производстве металлических порошков и гранул // 2633158

Изобретение относится к области плазменной техники. Предложен способ измерения зазора в плазменной струе между плазмотроном и заготовкой в производстве металлических порошков и гранул. В заявленном способе измерения зазора в плазменной струе между плазмотроном и заготовкой в производстве металлических порошков и гранул производят видеосъемку процесса плавления заготовки цифровой цветной FHD-видеокамерой с черным светофильтром высокой плотности, передачу изображения на ЭВМ. Полученное цифровое изображение подвергается операциям исключения засветок, бликов и избыточности посредством цифрового кадрирования, фильтрации синего и интерактивного формирования полихромного цветового профиля, последующего преобразования в изображение в градациях серого, бинаризации с заданным порогом, выделения информативной области черно-белого изображения по максимуму плотности пиксельного горизонтального заполнения в продольно-вертикальной плоскости. Полученное изображение сравнивают со шкалой измерительной калиброванной размерной сетки и получают результат однократного измерения зазора. Производят накопление выборки измерений и их статистическую обработку с последующей оценкой среднего значения величины зазора и дисперсии. Технический результат - повышение производительности технологического процесса центробежного распыления заготовки. 1 ил.

Способ получения металлического порошка методом центробежного распыления, устройство для осуществления способа // 2645169

Изобретение относится к получению металлического порошка центробежным распылением заготовки. Способ включает подачу заготовки во вращающийся распылительный узел и в зону плавления, плавку заготовки плазменной струей, направленной на ее торец, с обеспечением центробежного распыления посредством вращения распылительного узла и получения частиц, их охлаждение и затвердевание при полете в газе. Используют узел распыления, выполненный в виде полого цилиндра для подачи через него заготовки и состоящий из двух участков из различных материалов, первый из которых является рабочим участком и выполнен из материала заготовки, а второй выполнен охлаждаемым из материала с более высокими теплопроводящими свойствами, чем материал первого участка. Подачу заготовки в распылительный узел ведут с обеспечением совмещения в вертикальной плоскости торца заготовки и торца рабочего участка распылительного узла, причем сначала плазменной струей совместно нагревают и оплавляют торцы заготовки и рабочей части распылительного узла с обеспечением формирования на торце рабочей части распылительного узла устойчивого профиля и стационарной пленки расплава. Обеспечивается повышение качества порошка и увеличение ресурса используемого оборудования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.