Устройство для грануляции металлических расплавов

 

О П И С А Н И Е (и)876307

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

С оцналнстнческнх республик

1 »

2 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.02.80 (21) 2886729/22-02 с присоединением заявки ле— (23) Приоритет — (51)М. Кл.

В 22 F 9/08

3Ьеударстмниый комитет

СССР по делам иэо4ретеиий и открытий

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень .Эй 40

{53) УДК 621.762. .224 (088.8) Дата опубликования описания 30.10,81

Г. С. Гузаиров, А. М. Щуклин, А. А. Розловский, О. В. Савченко, В. Т. Шуваев и И. И. Митин (72) Автори изобретения

Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для литья гранул, и может быль использовано при грануляции металличес-. ких расплавов с низкой теплопроводностью.

Известно устройство для грануляции распла5 вов, содержащее ванну, вибрирующую под действием электропривода, снабженного эксцентриковыми шкивами. Корпус ванны охлаждается водой, металл прогревается и гомогенизируется методом электронно-лучевой плавки и приемной

1О части ванны, где на поверхность расплава направляется поток электронов. В зоне, слива стенка выны снабжена системой сливных желобов, что позволяет разбить выливаемый из ванны металл на отдельные пути. Порционная вида.

15 ча металла в сливные желоба, обусловленная вибрацией ванны, и последующее свободное падение металла в вакууме или нейтральной атмосфере разбивает каждую струю на отдельные капли, которые крнсталлиэуются затем на по.

20 верхности водоохлаждаемого вращающегося барабана, расположенного под сливными желобами ванны. Температура металла перед сливом может регулироваться с помощью системы элект юнных пушек, установленных над поверхностью расплава. Границей между зонами приема и слива расплава служит полупогруженная в расплав водоохлаждаемая труба и интенсивно охлаждаемый порог в днище ванны (1).

Известное устройство не может быль использовано для грануляции расплавов металлов с низкой теплопроводностью, например сурьмы, так как во время свободного падения отдельные капли расплава не успевают затвердеть и при ударе о поверхность вращающегося -барабана разбиваются на части, что ухудшает качест во гранул и уменьшает выход годного грануляНаиболее близким к предлагаемому является устройство для грануляцин металлических рве ланов, содержащее разливочную емкость с отверстиями, вибрирующую под действием электропривода с эксцентриковым устройством, и бак для воды (2l.

Однако это устройство непригодно для грануляции металлов с низкой теплопроводностью, например сурьмы, по следующим причинам: скорость охлаждения металла с низкой тепло876307

30

5f проводностью недостаточна, образующиеся,при жестком ударе тигля капли металла во время свободного падения не успевают затвердеть и, ударяясь о поверхность воды, разрываются с образованием тонко дисперсной взвеси метал-, ла в воде, что значительно снижает выход годного гранулята.

Цель изобретения — увеличение выхода roAного гранулята из металлов с низкой теплопро водно стью.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для грануляции металличес

-б ких расплавов, содержащее разливочную емкость с отверстиями, соединенньш с ней вибратор и бак для воды, снабжено охлаждаемой плитой и канавками в форме полуцилиндра, выполненными на ее поверхности соосно отверстиям разливочной емкости, причем охлажда емая плита установлена под разливочной емкостью под углом 50 — 60 к горизонтали и жест ко соединена с этой емкостью.

Канавки выполнены диаметром, равным 3 — 4 диаметрам отверстий разливочной емкости.

Габариты устройства при высокой его производительности могут быль уменьшены при выполнении разливочной емкости в форме параллелепипеда, или полой призмы, или полого цилиндра с отверстиями, расположенными по периферии донной части емкости на расстоянии

3,4 — 4,5 диаметров отверстий между их центрами..

Такая форма разливочной емкости обеспечивает возможность размещения максимального количества отверстий, определяющих производительность устройства, при минимальной площади, занимаемой этим устройством. Расположение отверстий на расстоянии 3, -4,5 диаметров между их центрами определяется необхо димостью совмещения этих отверстий с канавками охлаждаемой плиты

На фиг. 1 изображено устройство, часпиный поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2;

Устройство содержит разливочную емкость 1 с отверстиями 2 диаметром 2 — 3,3 мм, соединенную с электромагнитным вибратором 3 креплениями 4, бак 5 с водой,над которым на пружинных амортизаторах 6 крепится металлический каркас 7 разливочной емкости 1, под которой установлены под углом 50 — 60 к горизонтали две охлаждаемые плиты 8 с канавками 9 в форме полуцилиндра диаметром 610 мм. Охлаждаемые плиты 8 жестко соединены с разливочной емкостью 1, причем канавки 9 расположены соосно отверстиям 2. Для поддержания необходимой температуры расплава разливочная емкость снабжена электронагревателями 10, закрыта сверху крышкой и тепло изолирована пеношамотом 11. В крьппке выполнено отверстие 12, в котором установлен желоб 13 для заливки металла. Охлаждаемые плиты 8 могут быть выполнены из материала, обладающего хорошей теплопроводностью и не смачиваемого расплавом металла, например, из графита или силицированного графита.

Для охлаждения плиты 8 внутри ее.выполнены каналы 14, соединенные в нижней части общим коллектором 15 (на фи1. 1 и 2 стрелками показана оши из возможных схем тщркуляции охлаждающего агента, например воды).

Разливочная емкость 1 и охлаждаемые плиты 8 могут быть разделены прокладкой 16 из теплоизоляционнога материала, например из асбоцемента, для уменьшения теплообмена между ними, причем конструктивное выполнение прокладки предусматривает сохранение жесткого соединения разливочной емкости и охлаждаемых плит.

Устройство работает следующим образом.

Расплав металла с низкой теплопроводностью, например сурьмы, по желобу 13 подают в разливочную емкость 1, нагретую до заданной температуры с помощью электронагревателей 10 (для получения плотных гранул температура расплава не должна превышать температуру плавления металла более, чем на 150 — 200 С, т.е. при грануляции сурьмы температура распла- . ва составляет 780 — 830 С).

Поскольку разливочная емкость 1 совершает колебательные движения (частота 50 — 100, Гц, амплитуда — 5 мм), расплав вытекает через отверстия 2 тонкими струйками с неравномерным расходом металла (верхнее положение разливочной емкости соответствует минимальному расходу металла через отверстия, нижнее — макеимальному). Жесткое соединение охлаждаемых плит 8 с разливочной емкостью 1 обеспечивает синхронность колебаний этих элементов„благодаря чему струйки металла не разбиваются на мелкие частицы при падении на поверхность плиты. Размещение канавок 9 на поверхности охлаждаемых плит 8 соосно отверстиям 2 разливочной емкости 1 предотвращает объединение соседних струек и капель металла, а полуцилиндрическая форма канавок способствует образованию сферических капель и интенсификации их охлаждения за счет увеличения площади койтакта этих капель с поверхностью плит. При движении по канавкам 9 наклонной поверхносm охлаждаемых плит 8 струйки металла под действием гравитационных снл, поверхностного натяжения и колебаний плит разрываются на отдельные капли, которые в результате интенсивного охлаждения плит частично кристаллизуются (по поверхности) до контакта с водой.

Окончательная закалка частично закристаллизовавшихся гранул происходит при их попадании в воду.

876307

В ходе разработки конструкции устройства для грануляции расплава металлической сурьмы было установлено, что высокий выход гранулята (99% и более), годного для дальнейшей переработки по целевому назначению (гранулы диаметром 1 — 20 мм), обеспечивается при розливе металла через отверстия диаметром 2—

3,2 мм. Основные параметры предлагаемого устройства отрабатывались в указанном диапа-. зоне размеров отверстий разливочной емкости. to

Предлагаемое устройство было опробовано на полупромьппленной установке при грануляцвй расплава металлической сурьмы. Производительность устройства с разливочной емкостью в форме параллелепипеда, имеющей по 38 отверстий диаметром 2,5 мм с каждой из боковых сторон, составила 1,2 т/час по граиуляту.

Устройство обеспечивает получение плотных гранул округлой формы с выходом фракций .,1-10 мм более 99%.

Внедрение предлагаемого устройства позво лиг механизировать трудоемкий процесс загрузки метала в конвертер при производстве трех. окиси сурьмы, осуществляемой вручную, и старовать показатели конвертерной технологии., 6

-Формула изобретения

1. Устройство для грануляции металлических расплавов, содержащее соединенную с вибратором разливочную емкость с отверстиями, и бак дпя воды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода годного гранулята из металлов с низкой теплопроводностью, оно снабжено охлаждаемой плитой, установленной под разливочной емкостью под углом 50 — 60 к горизонтали и жестко соединенной с ней, при этом на поверхности плиты соосно отверстиям разливочной емкости выполнены канавки в форме полуцилиндра.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что канавки выполнены диаметром равным 3 — 4 диаметрам отверстий разливочной, емкости.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ N 2109209, кл. В 22 D 23/08, 1973.

2. Колпашников А. И. и щ . Гранутгированные материалы. М., "Металлургия", 1977,;" с.25-26.

876307

Составитель Г. Лебедев

Техред Ж.Кастелевич

Корректор С.Шекмар

Редактор А. Власенко

Заказ 9449/12 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4