SE412712B - Forfarande och anleggning for framstellning av pulver genom granulering av smelta - Google Patents

Description

15 v, zo 25 §0 55' veoaozs-0 2 a) Låg halt av föroreningar, främst låg syrehalt, är önskvärd. Ren gas med låg syrehalt eller låg halt av andra skadliga ämnen måste användas. Ren i Ren kvävgas eller ren ädelgas användes för framställning av snabbståls- pulver respektive superlegeringspulver. b) Sfärisk partikelfozm väsentligen utan blåsor eller håligheter. c) Medhänsyn till varmpressning lämplig storleksfördelning. a) Fin mikrostnmtur.

Granulering av metallsmälta är invee-terings- och energikrävande. De höga kostnaderna för framställning av pulver har hittills begränsat användningen av' varm isostatisk pressning av pulver för framställning av lcroppar med ut- gångspunkt från pulver, till dyrbara legeringar som endast med svårighet eller ej alls kunnat framställas genom konventionella. smältförfaranden. Genom upp- finningen har det blivit möjligt att granulera en metallsmälta med mindre energiåzhgång än tidigare genom effektivare gasstråleutfornming och att ut- föra granuleringen i en utrustning med mindre höjd som kräver mindre höjd på. omgivande byggnad, möjliggör enklare gaacirkulationssystem och enklaretrans- porter av smälta och som i många fall kan placeras i redan befintliga järn- verksbyggiader. Kostnadssëiflmingen för pulverframställningen utvidgar använd- ningsomrâdet för varm) iscstatisk pressning till enklare metallkvaliteter än tidigare. Redan allmänt använda legeringar kan med fördel isostatiskt varm- pressas och därigenom ges högre, jämnare kvalitet än tidigare.

Enligt uppfinningen ges en gasstråle eller flera gaestrálar, som med hög has- tighet träffar en, respektive var sin vertikal stråle av smält metall från sidan. slår sönder denna och kastar bildade droppar åt sidan i en i huvudsak kastparabelformad bana, rännform, med företrädesvis V-format tvärsnitt. Gas- strålen skär tappstrålen så. att dennas centrum ligger i eller nära gasstrå- lens symmetriplan. Vinkeln mellan metallstrâlen och gasstrålen kan variera.

Gasstrålen kan vara i huvudsak horisontell, dvs vinkeln mellan gasstrâlen och metallstrålen är 90°, men den kan variera inom vida gränser. Den kan vara mellan 45°ooh 135°, men företrädesvis mellan 60° och 100°. En andra gasstråle kan vara riktad snett ned mot den rännformade strålens botten och mot tappstråien avd metansmaita. straiarna har samma nuwai-iktning, avs ae är riktade mot samma sida av tappstrålen av smälta. Den andra. strålen är med fördel riktad mot skärningspmficten mellan tappstrålen och den rännfomade strålens botten eller så att den träffar tappstrålen strax före den träffas 10 15 20 25 50 7808028~0 Hål av gaeströmmen i den rannformade strdlen. Ehn viss tillplattning eller ut- bredning av strålen av metallsmälta kan då erhållas. Dennaftillplattning underlättar granuleringen så att mindre andel grova pulverpartiklar erhålles.

Munstyckena som bildar luftstrdlarna kan tillföras gas med olika tryck. Styr- ning av de bildade dropparnas och det bildade pulvrets kastbazxa kan ske igenom att variera trycket hos gasen till endera eller båda munstyckena så att strålarnas relativa styrka ändras.

Anläggningen för granuleringen innehåller en sluten behållare så. att luft- tillträde förhindras. På behållaren är en gjutlåda placerad; Smält metall i denna rirmer genom ett eller flera tapphål ned i en granuleringsdel i den nämnda behållaren. Ett munstycke som är så. utformat att det 'bildar en ränn- formad gasstrále är placerat i behåller-ens granuleringsdel så att gasstrålen skär tappstrålen. Munstyckets mynning är placerad så. nära tappstràlens fall- väg som möjligt. Bildade droppar och ev dessa bildat pulver kastas i en parabelformad bana och samlas i en till denna kastparabel lämpligt formad uppsamlingsdel i behållaren. Denna. är försedd med anordningar för uttagiing av pulvret. Vidare är anläggningen försedd med en gasförsörjningsanläggxing.

Denna innehåller gasrenare och kylare för cirkulerande gas som komprimeras och på nytt tillföras granuleringsmunstyckena. Utöver ett huvudmunstycke, som bildar en rännformad gasstrâle, innehåller anläggningen ett hjälpsam- stycke som åstadkommer en andra mot tappstrålen och den rärmformade gasstrd- lens botten riktad gasström. Flera parallella huvudmuzzstycken kan förekomma.

Varje huvudmuxzstycke kan varatilldelat ett eller flera hjälpmunstycken. En gjutskärflc för uppsamling av material från tappstrdlen kan vara placerad i granuleringsdelen under gjutlådaai. I denna. uppsamlas metallsmälta vid even- tuella driftstörningar samt eventuellt vid start, för att det först passer- ande materialet, som kan innehålla. föroreningar, ej skall granuleras.

Anläggningen kan också. innehålla kylare och ledning för direkt dterföring av gas från behållarens uppsamlingsdel till granuleringsdelen enbart för kyl- ning av de bildade droppanxa och pulvret. Genom den förbättrade murxstycks- utformningen är gasmängden i granuleringsstrålarna ej alltid tillräcklig för kylning av bildade droppar och pulver till önskad temperatur. 10 15 20 25 50 35 7808028-0 Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade figurer. Fig 1 visar en sidovy av en granuleringsanläggïzing, fig 2 en sehematisk skiss av skänk och munstycksplacering i anläggningen, fig 3 en sektion vid A-A i fig 2 nära gasmurzstyckena som bildar gasstrålarna för sönderslsg-nixig av tappstrå- len, fig 4 en sektion genom huvudmunstycket vid C-C i fig 3, fig 5 en sek- tion genom ett munstycke med annan utformning och fig 6 en sektion genom den V-formade gasstrålen vid B-B i fig 2.

I fig 1 betecknar 1 en sluten behållare med en granuleringsdel 2 och en upp- samlingsdel 3 för framställt pulver med en till den bildade kastparabeln för bildade droppar och därav bildat pulver avpassad form. Behållarenuppbäres av ett stativ 4. Granuleringsdelsn 2 är försedd med en gjutlåda 5 och en skänk 6 under gjutlådan 5 för uppsamling av smälta vid driftstörning och eventuellt vid tappningens början för att då. uppsamle. smälta som kan inne- hålla särskilt' stor mängd föroreningar. Uppsamlingsdelens 3 undre vägg 7 lutar. Lutningsvixakeln är större än pulvrets naturliga rasvinkel. Framställt pulver uppsamlas i en behållare 8. Behållaren 1 är försedd* med inspektione- fönster 9 i granuleringsdelens 2 ena sidovägg mitt för tappstrålen och med inspektionsfönster 10 i uppsamlingsdelens Sena sidovägg. I uppsam- lingsdelens 5 övre vägg finns en uttagsöppning för borttransport av använd gas. Till denna är ansluten en kylare 11 för kylning av vid granulerings- processen upphettad gas. En del av gasen återföres via ledningarna 12, 13, 14, 15 och 16 till granuleringsdelen 2. En azman del av gasen sugas via reningen* filter till en kompressor som försörjer anläggningens granuleringsmmstycken. l fig 2 visas gjutlådan 5_ med smält metall. I gjutlådans botten finns en tapp- öppning 17. I denna bildas en vertikal tappstråle 18. Vid sidan om tappstrdlen 18 är ett huvudmunstycke 19 och ett hjälpmunstycke 20 placerade. Huvudmun- stycket 19 har en V-formad öppning 21 som bildar en V-formad gasstråle 22, som slår sönder tappstrålen 18 till droppar som snabbt kyles och bildar pulver 25 som kastas in i behållarens 1 uppsamlingsdel 3 i en parabelformad kastbana. spstsvmkeinqßji den v-fomae iuffistralen kan vara menas 15° och 6o°. En spetsig vinkel är i regel gynnsammast. Genom att gasstrålen 22 är V-formad erhålles två. ellipsformiga skärningsytor när gasstrålen 22 träffar tappstrå- len 18. Gasstrålen får då stor effektiv bredd och har därför god förmåga att slå sönder tappstrålen till små pulverkom. Mtmstycket 19 är på sin övre sida utformat med en ränna 25. Hjälpmuxistycket 20 så riktat att det blåser ner en strâle 26 i denna rärme. och i den* bildade gasstrålens 22 ränna. Det är ocksåså. riktat att hjälpgasstrålen 26 träffar tappstrålen 18. 10 15 20 25 50 55 7808028-0 Huvudmunstycket 19 som ger den V-formade gasstrålen 22 kan exempelvis vara sammansatt av en första del 19a med en tillförselkazxal 27 för gas och en andra del 19b som förenas med delen 19a med bultar 28. Delarna 19a och 19b är utformade så. att mellan väggarna 29 och 50 bildas en kanal 31 med utåt ökad vidd. Munstycket har således s'k De Laval-utformning, vilket innebär att energin i tryckgasen utnyttjas effektivt och ger gasstrålen en mycket hög hastighet och högt energiixmehåll. Delen 19b i munstycket 19 kan vara ver- tikalt förskjutbar i förhållande till delen 19a. så. att kanalens vidd kan varieras. Hjälpmunstycket 20 tillför gas till rännan 25 vid munstycksmwn- .ningenssiatt genounejetorverkanaâstadkommet undertilflflLfll-iminerefiøchmr ___, _ därmed indragning av smälta mot munstyoksmynningen förhindras. Härigenom hindrar man smälta från tappstrålen 18 att komma. i kontakt med munstycket och avsätta sig vid mmstycksöppningen och påverka. dess karakteristik ogynm- samt eller att helt sätta igen munstycket. Strålens 26 renhállningseffekt gör det möjligt att placera huvudmunstycket närmare tappstrålen 18. Mindre energi förloras dåi gasstrálen 22 innan den träffar tappstrålen 18 med smälta. Bättre sönderslagningseffekt kan därigenom uppnås och därmed ett bättre pulver med mindre andel grova pulver-kom som måste bortsiktas. Mot- svarande gastillförsel vid munstyokets övriga sidor kan också vara gynnsam.

Gasstrålen 26 har även en anna viktig effekt. Genom ändring av trycket hos den tillförda gasen och därmed hastigheten och gasmäxzgden hos gasstralen 26 kan kastparabeln för det bildade pulvret påverkas så att kastbanan blir lämplig med hänsyn till uppsamlingslådans 3 form. Härigenom kan tidpunkten när bildat pulver när botten i viss utsträckning påverkas. Tillräcklig kyl- ning av bildade pulverkorn så att ingen sammanklibbning erhålles kan där- igenom lättare erhållas .

Munstyckena 19 och 20 kan utföras som en enhet som visas i fiS 5. Munstycket 20 bildas då. av en kanal i huvudmunstyckets 19 ena del 19a. vinkeln :X mellan huvudmunstycket 19 och tappstrålen 18 kan variera inom vida gränser. vinkeln oC kan ligga inom området 45°-1350 men företrädesvis bör vinkeln vara mellan 60° och 100°.

Gasstrâlens utformning möjliggör sönderslagxiixzg av tappstrålen med mindre gas- mängd än vid tidigare kända metoder och strålfomer. Detta innebär väsentlig minskning av energiåtgången för gaskomprimering och naturligtvis en väsentlig minskning av storleken på renare för gasen som uttages för detta ändamål från behållaren 1. Den för stelning av bildade droppar till fast pulver erforder-

Claims (14)

10 15 zo, '7808028-0 liga gasmängden är större än den gasmängd som förbrukas av munstyckena 19 och 20. En viss del av gasmängden som uttages ur uppsamlingsbehållaren 3 genom kylaren 11 áterföree utan rening via ledningarna 12, 13, 14, 15 och 16 till granuleringsdelen 2 i behållaren 1. Som framgår av fig 1 komer mun- styoket 19 att vara placerat i lcyllüftströmen. Med en lämplig placering av munstycket 19 i granuleringsdelen 2 och en länplig utformning av dess tvärsnitt kan en väsentlig drivkraft för kylluftströmen erhållas. Denna ejektorverkan ensam eller i kombination med en fläkt kan åstadkomma den för kylning av dropparna och pulvret erforderliga gascirlclilationen. Genom uppfinningen har det blivit möjligt att utföra granuleringsanläggrxingen med liten höjd. Detta har möjliggjorts genom att gasströmmen gjorts rännfor- mad så att man direkt kan slå. sönder en tappstråle till droppar som bildar pulver av användbar storlek utan brytning av droppstrålen av en korsande andra gasstråle. Tidigare använda effektiva granuleringsanläggningar med gas som granuleringsmedium har krävt kyltorn med en höjd av sex meter eller mer. Detta har medfört speciella höga byggnader och stora kostnader för dessa och dyrbara transportmedel för vertikal transport av råmaterial för smältugrmr eller för smält metall. Granuleringsanläggxiingen enligt uppfinningen kan ut- föras i 'behållare med endast tre meters höjd. Detta innebär stora besparingar vid nybygg-.rzader men ännu viktigare är att anläggningen i allmänhet kan place- ras i befintliga järnverksbyggriader och att i dessa befintliga smältanlägg- ningar och transporthjälpmedel kan utnyttjas. Detta medför väsentligt lägre I kostnader vid övergång till pulverfraxnställníng enligt uppfinningen. PATENTKIRAV

1. Förfarande för granulering av en smälta, företrädesvis en metallsmälta, genom sönderslagnizzg av en vertikal tappstråle av smältan med hjälp av en stråle av gas, som under högt tryck strömmar ut genom ett munstycke och med mig hastighet träffar tappstråien från sidan, slår sönder denna nu droppar och kastar dropparna åt sidan i en huvudsakligen parabelformad bana. och kyler dropparna till pulver med företrädesvis sfärisk form, k ä n n e t e c k n a. t därav, att gasstrålen (22) formas som en uppåt öppen ränna med företrädesvis V-format tvärsnitt, som skär tappstrålen (18) av smälta på så sätt att tapp- strågns centrum ligger i eller nära gasstrdlens (22) v_e_rtikala__zz__ymmetriplan___y_ och att en andra gasstråle (26) med samma huvudriktnixxg som, den rännfomade gasstrålen (22) är riktad snett ned mot den rännformade gaestrålens (22) botten och mot tappstrålen (18). 7808028-0

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a t därav, att gasstrålen (22) är riktad i huvudsak horisontellt.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a t därav, att gaestrålen (22) är riktad så. att vinkeln (nå) mellan denna och tappstrålen (18) är mellan 45° och 135° och förefräaeevls mellan 6o° och 1oo°.

4. Förfarande enligt patentkrav k ä-n n e t e c k n a. t därav, att den andra gasstrålen (26) är riktad så, att den träffar tappstrålen (18) inom den rännfonnade g-asstrålen (22).

5. Förfarande enligt patentkrav 3., k ä. n n e t e c k n a t därav, att den andra gaestrålen (26) är riktad i huvudsak mot ekërningspuxflden mellan tappstrålen (18) och den rännformade gaseträlens (22) botten.

6.2 För-farande enligt patentkrav 3, k ä. n n e t e c k n a t därav, att munstycken (19, 20) som bildar den rännformade gasetrålen (22) och den andra gasstrålen (26) tillföras gas av olika tryck.

7. Förfarande enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a. t därav, att formen på kaetparabeln för bildade droppar och pulverpaztiklar (25) påverkas genom reglering av trycket hos gaeetrålarna (22, 26).

8. Förfarazlde enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att gasen återanvändas och att en del av gasen kyles, renas, komprime- rae och tillförs munetyckena (19, 20) och en del kyles och enbart oirkulerae för borttraneport av värme.

9. Anläggning för granulerizlg av smälta genom sönderslagrling av en tapp- stråle medelst en gaestråle eller flera gaestrålar, som med hög' hastighet från 'sidan träffar tappstrålen, k ä. n n e t e c k n a d därav, att anlägg- ningen innehåller en sluten behållare (1), en gjutlåda (5) med en i behålla- rene (1) granuleringedel (2) mynnande öppning (17) för aetadkommande av en tappstråle (18), ett munstycke (19) som är utformat att bilda en rännfomad gasstråle (22) och riktad att skära tappstrålen (18), en till kastparabel- banan för droppar och pulver av-paesad avlqrlningsdel (3) samt anordningar (8) för uttagning av framställt pulver och hjälpmedel för anläggningens gaeför- sörjning och att denjrmehåller ettøandramlmstycke (20_) .utformat att bilda en gaestråle (26) som är riktad snett mot den rännformade gasetrålens (22) botten mot tappstrålen (18) av smälta. 7808028-0

10. Anläggning enligt patentkrav 9, k ä. n n e t e c k n a. d därav, att i behållarens (1) granuleringsdel (2) är anordnad en skänk (6) för uppsamlixxg av smälta vid tappningens början och vid avbrott i gastillförseln till de strålbilaanae gasmunstyokena (19, 20).

11. Anläggning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att mellan behållarens (1) kyldel (5) och dess granuleringsdel (2) där mmetyokena. (19, 20) är placerade finns en áterföringelednixag (12, 13, 14, 15, 16) för 88-3-

12. Anläggning enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a d därav, att 'behållarane (1) del (2) är utformad så. att gasstrålen (22) ästadkonmer en ejektorverkan som åstadkommer gascirkulation.

13. 15. Anläggning enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a d därav, att en kylare (11) är anordnad att kyla den genom behållaren (1) och ledningen (12, 13, 14, 15, 16) cirkuleranae gasen.

14. Anläggning enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att gjutlådan (5) är försedd med två. eller flera öppningar och att i anläggzingens granuleringsdel finnes munstycken (19) som åstadkommer en rännformad.gasstrâle (22) för var och en av gjutlådazxs (S) tappetrâlar (18)