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procédé de préparation de poudres métalliques
L'invention est relative à la préparation de poudre métallique par pulvérisation de métaux ou d'alliages liquéfiés par fusion par exemple à l'aide de buses de pulvérisation. Dans la transformation de masses en fusion de métaux s'oxydant facile- ment, par exemple de métaux légers comme l'aluminium, le magné- sium et leurs alliages,en métaux ou alliages pulvérùlents, no- tamment sous forme de poudre fine, il se produit facilement des difficultés qui sont dues principalement à ce que le produit pul- vérulent formé par la pulvérisation des masses liquides tend à s'échauffer de lui-même et présente même, dans certains cas, des caractéristiques explosives.
Il s'ajoute a cela qu'il se produit dans certains cas une oxydation indésirable de la surface des particules formées, par suite de l'action de l'agent de pulvéri- sation. par exemple de la vapeur d'eau, mais surtout par l'ac- tion de l'air aux températures élevées* On évite ces/difficultés, d'après la présente invention, par le fait que, par l'injection à l'état de brouillard ou de jet d'eau de refroidissement dans le produite pulvérisé par exemple à l'aide de vapeur d'eau, on abaisse la température rapidement, et en quelque sorte d'un seul coup jusqu'à une va- leur inférieure a 100 et de préférence jusque une valeur de 60 à 25 environ,
à la suite de quoi on sépare d'avec le liqui- de la boue métallique ainsi formée qu'on sèche ensuite.
Pour la mise en oeuvre de la présente invention, on peut procéder par exemple de la manière, suivante :
On laisse un métal fondu,, par exemple de l'aluminium s'écouler à travers un tube d'écoulement sous la forme d'un jet.
Autour du tube d'écoulement est disposée une buse annulaire à travers laquelle on souffle de la vapeur d'eau, sous une pression de 3 à 16 atmosphère environ.: et de préférence de 8 à 12 atmosphè- res. à une grande vitesse et en forme de cône (sous un angle aigu) en direction vers le jet de métal. A cet effet, le tube dsortie du métal fondu a été de préférence avancé légèrement jusqu'au
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dessus du point de sortie de la vapeur hors de la buse annulaire* Par ce moyen, il devient possible d'éviter la formation de tour-
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billons nante à l'endroit où la vapeur vient frapper le jet de métal fondu, et par conséquent la projection de gouttelettes métalliques en arrière vers l'embouchure de la buse.
Par l'action de la vapeur d'eau qu'on souffle sur le métal fondu, de préférence en quantité considérable,, il se produit une pulvérisation du métel fondu, et en même temps un refroidissement avec formation d' un volume à peu près conique formé de poussière métallique et de vapeur d'eau* Dans la chambre de pulvérisation ou dans le cône
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de poussière métallique et de vapeur, Il est alors avantageux, conformément à la présente invention, d'injecter de l'eau à 1' état liquide sous la forme d'un brouillard et de préférence
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par tous les o2tés et suivant une répartition régulière et de condenser par ce moyen la vapeur d'eau* pour la pulvérisation de 800 kilo #un métal léger à l'heure, on peut utiliser par exemple 120 kg environ de vapeur d'eau à 10 atm.,
et 80 ma d'eau d'injection à l'heure environ* On règle l'opération, conformément à la présente invention, de façon que le mélange de poudre métal. lique et d'eau qui s'écoule hors de la chambre de condensation ne comporte pas de température supérieure à 100 0 et que sa
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température soit même située de préférence entre 50 et 35" envi- ron. Lorsque le refroidissement est insuffisant, il y a risque de formation d'hydrogène, accompagnée d'un dégagement intense de gaz* Quand on met en oeuvre du magnésium ou des alliages riches en magnésium, il est avantageux de procéder au refroidissement jusque des températures particulièrement basses.
La boue de poudre métallique qui s'écoule hors de la chambre de pulvérisation est ensuite débarrassée mécaniquement de la teneur principale d'eau. A cet effet, on peut utiliser des
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dispositifs de filtrage ordinaires, notamment des flltre&*-pre6se< la pression finale pouvant être par exemple de 5 atm. On peut procéder à une extraction d'eau plus prononcée d'une manière très
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simple en soufflant à travers les galettes de filtrage des gaz comprimés, par exemple de l'air comprimé 1 8 ou 7 atm. environ. ce qui permet d'abaisser le degré d'humidité de ces dernières par exemple 1 9% environ.
En vue de sécher le produit davantage, il est avantageux de procéder de la manière suivante : par compression sur un tamis d'environ 8 mm de largeur de maille, on divise le gâteau, éventuellement grumeleux, du filtre-presse, en vue de pousser davantage le séchage, par exemple en le faisant passer à travers un tamis ayant par exemple 8 mm d'ouverture de mailles, et en faisant sécher le produit divisé, sous la forme d'une couche meuble dont l'épaisseur peut être par exemple de 80 mm dans une chambre de séchage. Il est avantageux de procéder au séchage en utilisant un dispositif de séchage à circulation, par exemple de telle sorte que l'on commence un séchage préalable à 30 0 environ, à la suite de quoi on élève la température à une valeur de 40 a 45 , et finalement on sèche à 60 environ.
On a observé, par un fait surprenant, que la pous-
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dre d'un métal jéger qui a subi un échauffement final jusque des températures plus élevées par exemple jusqu'à 60 environ,, comporte une plus grande stabilité et est d'un maniement plus sur que la poudre du métal léger qui a été sechée a fond a une température plus basse, comprise par exemple entre 40 et 46 o 0 environ. on peut décomposer mécaniquement le produit séché par des mesures simples, par exemple par écrasement ou par tamisage, en même temps qu'on peut alors faire passer le produit à l'état de poudre fine désiré.
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Un alliage d'aluminium à 98% de ce métal a fourni, par le traitement qui vient d'être décrit, une poudre qui passait à travers un tamis de le.900 mailles au centimètre carré jusqu'à concurrence de 88%.
Oe procédé peut être utilisé avec le même avantage pour transformer également des masses fondues d'autres métaux omy- dables en poudre, comme par exemple le zinc, l'antimoine, le fer., le cuivre. A cet effet, on peut systématiquement appliquer des conditions de travail identiques ou analogues à celles qui ont été décrites ci-dessus pour les métaux légers, mais par suite de leur moindre capacité d'oxydation, on peut adopter des conditions de fonctionnement plus atténuées, par exemple des conditions telles que le refroidissement du produit par de l'eau de refroi- dissement n'a pas besoin d'être abaissé jusqu'à une température inférieure a 50 0, qui est celle qu'il faut recommander avec les métaux légers.
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process for preparing metal powders
The invention relates to the preparation of metal powder by spraying metals or alloys liquefied by fusion, for example using spray nozzles. In the transformation of molten masses of easily oxidizing metals, for example light metals such as aluminum, magnesium and their alloys, into powdered metals or alloys, especially in the form of fine powder, it is Difficulties easily arise which are mainly due to the fact that the pulverulent product formed by the spraying of the liquid masses tends to heat up on its own and even in some cases has explosive characteristics.
In addition, in some cases undesirable oxidation of the surface of the particles formed occurs as a result of the action of the spraying agent. steam, for example, but above all by the action of air at high temperatures. These difficulties are avoided, according to the present invention, by the fact that by the injection into the state of fog or cooling water jet in the product sprayed, for example with water vapor, the temperature is lowered quickly, and in a way suddenly to a lower value to 100 and preferably up to a value of about 60 to 25,
after which the metallic sludge thus formed is separated from the liquid and subsequently dried.
For the implementation of the present invention, one can proceed for example in the following way:
A molten metal, eg aluminum, is allowed to flow through a flow tube in the form of a stream.
Around the flow tube is arranged an annular nozzle through which water vapor is blown at a pressure of approximately 3 to 16 atmospheres, and preferably 8 to 12 atmospheres. at high speed and cone-shaped (at an acute angle) towards the metal jet. For this purpose, the molten metal outlet tube has preferably been advanced slightly to
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above the point where the steam emerges from the ring nozzle * By this means it becomes possible to avoid the formation of
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ridges nante where the steam strikes the jet of molten metal, and consequently the projection of metal droplets back towards the mouth of the nozzle.
By the action of the water vapor which is blown on the molten metal, preferably in considerable quantity, there is a pulverization of the molten metal, and at the same time a cooling with the formation of a volume approximately. conical formed of metal dust and water vapor * In the spray chamber or in the cone
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metal dust and vapor. It is then advantageous, according to the present invention, to inject water in the liquid state in the form of a mist and preferably
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by all the o2tés and following a regular distribution and to condense by this means the water vapor * for the spraying of 800 kilograms # of a light metal per hour, one can use for example approximately 120 kg of water vapor to 10 atm.,
and 80 m of injection water per hour. The operation is adjusted, in accordance with the present invention, so that the mixture of metal powder. liquid and water flowing out of the condensation chamber does not contain a temperature greater than 100 0 and that its
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temperature is even preferably between 50 and 35 "approximately. When the cooling is insufficient, there is a risk of hydrogen formation, accompanied by an intense release of gas * When using magnesium or alloys rich in magnesium, it is advantageous to cool down to particularly low temperatures.
The metal powder slurry which flows out of the spray chamber is then mechanically freed of the main water content. For this purpose, we can use
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Ordinary filtering devices, in particular filters the final pressure may be for example 5 atm. A more pronounced water extraction can be carried out in a very
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simple by blowing through the filter wafers compressed gases, for example compressed air 1 8 or 7 atm. about. which makes it possible to lower the degree of humidity of the latter, for example about 1 9%.
In order to dry the product further, it is advantageous to proceed as follows: by compression on a sieve of approximately 8 mm mesh width, the cake, possibly lumpy, is divided from the filter press, in order to push further drying, for example by passing it through a sieve having, for example, 8 mm mesh opening, and drying the divided product, in the form of a loose layer, the thickness of which may for example be 80 mm in a drying chamber. It is advantageous to carry out the drying using a circulation drying device, for example in such a way that a preliminary drying is started at about 30 ° C., after which the temperature is raised to a value of 40 to 45. , and finally we dry at about 60.
It has been observed, surprisingly, that the push
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dre of a light metal which has undergone a final heating up to higher temperatures, for example up to about 60, has greater stability and is safer to handle than the powder of the light metal which has been dried at melts at a lower temperature, for example between 40 and 46 o 0 approximately. the dried product can be broken down mechanically by simple measures, for example by crushing or by sieving, at the same time that the product can then be brought to the desired fine powder state.
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A 98% aluminum alloy of this metal provided, by the treatment just described, a powder which passed through a sieve of 900 mesh per square centimeter up to 88%.
This process can be used with the same advantage to also convert melts of other omidable metals into powder, such as, for example, zinc, antimony, iron, copper. For this purpose, one can systematically apply working conditions identical or similar to those which have been described above for light metals, but due to their lower oxidation capacity, more attenuated operating conditions can be adopted, for example conditions such as cooling the product with cooling water does not need to be lowered to a temperature below 50 0, which is recommended with light metals .