-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdüsen eines Schmelzestrahls nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und ein Verfahren zum Verdüsen hochschmelzender
Metalle und Keramikschmelzen.
-
Solche
Verfahren und Vorrichtungen z.B. zur Herstellung von feinen Pulvern,
sind bekannt, wobei die Verdüsung
eines Schmelzestrahls durch begleitende Gasströme hoher Geschwindigkeiten
bis in den Überschallbereich
hinein geschieht.
-
In
der
DE 33 11 343 C2 wird
ein Verfahren dieser Art offenbart. Zur Aufrechterhaltung der Schmelzetemperatur über möglichst
lange Strecken nach dem Austritt aus einer Schmelzedüse wird
das Gas auf den Bereich der Erstarrungstemperatur des Metalls und
darüber hinaus
vorgeheizt. Dazu sind besondere Vorrichtungen und zusätzliche
Energie notwendig, denn die Massen der Gasströme liegen in der gleichen Größenordnung
wie die der Schmelzen, durchaus auch darüber.
-
In
der
DE 35 33 964 C1 wird
eine ergänzte Ausführung des
vorgenannten Verfahrens beschrieben, bei der der Schmelzestrahl
durch einen konzentrisch zu ihm angeordneten Strahlungsschirm aufgeheizt
werden kann. Bei einer solchen Vorrichtung ist es technisch schwer
durchzuführen,
den Schmelzestrom deutlich aufzuheizen, weil die in dem als Lavaldüse geformten
Strahlungsschirm beschleunigte Gasströmung entsprechend ihrer zunehmenden
Geschwindigkeit auf dem Weg zum Schmelzestrahl hin Wärme durch
Konvektion vom Strahlungsschirm aufnimmt, während der in Wärmeübertragungsrichtung dahinter
liegende Schmelzestrom deutlich weniger erhält, als an Wärmeenergie
zur Beheizung des Strahlungsschirmes eingesetzt wird.
-
Soll
nach der Lehre des Verfahrens der beiden genannten Patente besonders
feine Pulver erzeugt werden, so muss zum einen die Gasgeschwindigkeit
hoch sein, vorteilhafterweise aber auch die Gasdichte und damit
der Gasdruck, um über
einen entsprechend hohen Strömungsimpuls
des Gases zu verfügen
und durch Schubspannungen viel davon auf den Schmelzestrahl zu dessen
Verjüngung
zu übertragen.
Die Schallgeschwindigkeit der Gase setzt hier Grenzen, ebenso der
Gasdruck in der technischen Ausführung
der Vorrichtungen. Es gibt zwar Bereiche mit Überschallströmung (vorausgesetzt
das hierfür
maßgebliche
kritische Druckverhältnis
wird überschritten),
aber das Verziehen des Schmelzestrahls geschieht im Unterschall
und schallnahen Bereich bis etwas in den Überschallbereich hinein; danach
platzt der Schmelzestrahl in der Regel auf und es formen sich die
im allgemeinen Fall kugelförmigen
Einzelpartikel (vgl. L. Gerking "Powder
from Metal and Ceramic Melts by Laminar Gas Streams at Supersonic
Speeds", pmi 25
(1993) 59 – 65).
Es versteht sich, dass eine solche beschleunigte, zum Verhindern
vorzeitigen Aufplatzens möglichst
weitgehend laminar gehaltene Gasströmung nur ein bestimmtes Schmelzevolumen
verformen kann. Das bedeutet, dass der Schmelzezufuhrkanal, die
Bohrung im Schmelzenippel- einerlei welcher Querschnittsform, ob
rund oder schlitzförmig
-, verhältnismäßig dünn sein
muss. Damit entsteht aber die Gefahr des Einfrierens der Schmelze
im Nippel.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Verdüsen
eines Schmelzestrahls insbesondere für höher schmelzende Metalle und
Keramiken zu schaffen, die bei geringerem Energieaufwand als bei
der im Stand der Technik verwendeten Beheizung des Gases den flüssigen Zustand
der austretenden Schmelze bis weit in das Hochgeschwindigkeitsgebiet
der Gasströmung beibehält und feines
Pulver, wenn gewünscht,
mit enger Verteilung herstellen.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs und durch die Merkmale des Nebenanspruchs
gelöst.
-
Durch
die in den Unteransprüchen
angegebenen Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
-
Dadurch,
dass die Schmelzedüse
mit einer Wärmeisolierung
abgedeckt ist, die auch im unteren Bereich der Schmelzedüse vorgesehen
ist und nur die Austrittsöffnung
freilässt,
wird eine Art Schutzschild gegen Wärmeabfuhr durch die zugeführte Gasströmung gebildet,
so dass durch Aufrechterhalten des flüssigen Zustandes des aus der
Schmelzedüse
austretenden Schmelzestroms möglichst
weit in das Hochgeschwindigkeitsgebiet der begleitenden laminaren
Gasströmung
hinein hohe Schubspannungen zwischen Gas- und Schmelzestrom erzielt werden, wodurch
feine Pulver z.B. bis unter 10 μm
mittleren Durchmessers herstellbar sind.
-
Der
Schmelzenippel wird gegenüber
der Gasströmung
isoliert, vorteilhafterweise durch die Luftschichten zwischen Schmelzenippel
und den die Gasströmung
führenden
wärmeisolierenden
Leitwänden.
Zusätzlich
kann der Schmelzenippel beheizt werden, was insbesondere beim Anlauf
des Verfahrens, dem Anspinnen, und hohen Schmelzetemperaturen deutlich über 1000°C sinnvoll
ist. Der schockartigen Abschreckwirkung des Gases bei Beginn der Verdüsung – aus einem
Tiegel durch rasches Ziehen der als Verschluss dienenden Stopfenstange – wirkt die
gespeicherte Wärme
des vorhergehenden Aufheizens entgegen.
-
Durch
diese Kombination von passivem und aktivem Schutz der Wärmeabfuhr
von der Schmelze im Nippel und im laminaren Halten des Gasstromes gelingt
es, den Schmelzestrom auf wenigen mm Laufstrecke nach seinem Austritt
aus dem Nippel zu verziehen und ihn dabei hinreichend flüssig zuhalten, so
dass er durch den in seinem Inneren durch die Wirkung der Oberflächenspannung
anwachsenden Druck und den in der Gasströmung durch ihre Beschleunigung
in der Lavaldüse
abnehmenden Druck selbsttätig
in feine Teilchen zerplatzt. Bei Metallen gelingt es ohne besondere
Maß nahmen,
die Temperatur dieser Teilchen bis dahin soweit hoch zu halten, dass
sie wiederum durch Wirkung der Oberflächenspannung in Kugelform erstarren.
In einer Sonderausführung
des Verfahrens können
auch nichtkugelförmige
Teilchen erzeugt werden, indem im Bereich unterhalb des Aufplatzpunktes
ein kaltes Medium – Gas
oder Flüssigkeit – zur Abschreckung
eingeführt wird.
-
Das
Verfahren kann mit einem Gasdruck betrieben werden, indem gleicher
Druck über
dem Schmelzetiegel wie in der Gaszufuhr herrscht. Letzterer kann
auch separat geregelt werden, wozu beide Räume, Tiegel- und Gaszufuhrraum,
getrennt sein müssen,
Dieses hat den Vorteil, dass man durch die positive Druckdifferenz
zwischen beiden den Schmelzedurchsatz zusätzlich steuern kann. Kontinuierliche
Verfahren können
im niedrigeren Temperaturbereich auch mit Pumpen betrieben werden,
etwa bei Bleischmelzen, wobei von vornherein zwei Drucksysteme gegeben
sind.
-
Es
hat sich gezeigt, dass insbesondere bei hohen Schmelzetemperaturen
Unterschiede zwischen Schmelze- und
Gastemperatur von bis zu 2000°C
mit der Vorrichtung nach der Erfindung aufrecht erhalten werden
können,
wenn die Verfahrensdaten und die geometrische Gestaltung von Schmelzenippel
und Lavaldüse
so aufeinander abgestimmt sind, dass die Verdüsung durch Aufplatzen des Schmelzestroms
(Nanoval-Effekt) innerhalb von weniger als 10 mm nach dem Schmelzeaustritt
geschieht.
-
Von
besonderer Bedeutung sind Verdüsungen über etwa
1000°C,
beginnend mit Aluminium- und Kupferlegierungen von etwas über 800°C, über Eisenlegierungen
(Stahl) mit über
1500°C und
Platin um und über 2000°C, jeweils
Schmelzetemperatur bei der Verdüsung.
Bei der Verdüsung
von Metallen deutlich unter 1000°C
und zu gröberen
Pulvern sind die besonderen Wärmeschutzmaßnahmen
am Schmelzenippel, auch eine Beheizung nur im Anlauf im Allgemeinen
nicht nötigt,
können
aber von Vorteil für
einen stetigen Betrieb sein. Bei der Verdüsung bei höheren Temperaturen, also um
etwa und über 1000°C, unter
der Wirkung des selbsttätigen
Aufplatzens nach wenigen Millimetern Laufstrecke wurde die Kombination
aus aktivem und passivem Wärmeschutz
als beste Möglichkeit
bei den gegebenen geringen Dimensionen der Verdüsungszone gefunden, will man
auf Gasheizung und externe Heizung des Schmelzestrahls verzichten.
-
Kennzeichnend
für die
Verhältnisse
ist das Beispiel in
DE 33 11
343 , wo eine Lötzinnschmelze von
T = 300°C
ins Vakuum verdüst
wird. Das Schmelzemonofil hat in diesem Fall deutlich über 10 mm,
je nach Ausflussquerschnitt auch über 25 mm Länge bevor es aufplatzt. Die
Gefahr des Einfrierens des Monofils über diese Länge ist dort wegen der verhältnismäßig geringen
Temperaturdifferenz zwischen Schmelzestrahl und Gasströmung nicht
groß,
insbesondere ist der Wärmeverlust
durch Strahlung proportional T
4 gering und
Maßnahmen
der vorliegenden Erfindung kamen nicht in Betracht.
-
Keramikschmelzen überstreichen
ein wesentlich breiteres Spektrum in der erzeugten Teilchenform
als Metalle und ihre Legierungen, denn sie können sowohl zu Kügelchen
zerstäubt
werden wie zu Fasern oder endlosen Fäden, oder Fasern mit Kugeln,
sog. Perlen, darin, je nachdem ob die Zähigkeitskräfte oder die Oberflächenspannungskräfte überwiegen.
Im letzteren Fall entstehen Einzelpartikel, so bei Metallen.
-
Auch
Kunststoff- und allgemein Schmelzen können durch das erfindungsgemäße Verfahren
zu Einzelpartikeln zerstäubt
werden, wenn die Oberflächenspannung
stärker
wirkt als die Faden bildende Zähigkeit.
-
Die
Ausflussquerschnitte der Schmelze aus den Schmelzenippeln haben
einen runden Querschnitt und es treten Monofile aus. Sie können (neben
denkbaren anderen irregulären
Formen) auch schlitzförmig
sein und es tritt ein Schmelzefilm aus. Dessen Zerstäubungsmechanismus
ist bei ebenfalls beschleunigender laminarer Gasströmung vielgestaltiger
als das geschilderte "reguläre" Zerplatzen eines Schmelzemonofils.
Der Film schnürt
sich von den Rändern
her ein, verdickt sich dort, bildet über seine Breite hinweg ebenfalls
strähnenförmige Verdickungen
und wieder überwiegen
durch diese Krümmungen
der Schmelzeoberflächen
die Oberflächenkräfte die
Zähigkeitskräfte und
der Film teilt sich in einem klar umgrenzten Bereich auf in einzelne
Teilchen, die wieder in guter Kugelform erstarren, wenn nicht besondere
Maßnahmen
der schlagartigen Abkühlung durch
ein drittes Medium erfolgen. Fehlt die begleitende Gasströmung, so
kommt es mehr zu einem Zerflattern als Zerstäuben. In jedem Fall ergibt
die Zerstäubung
eines Films eine breitere Verteilung der Teilchengrößen und
diese sind unter sonst gleichen Bedingungen für ein Material gröber als
es mit Rundstrahl-(Monofil-)Zerstäubung nach dem vorliegenden Verfahren
möglich
ist. Der Durchsatz kann bei Filmzerstäubung allerdings sehr viel
größer sein,
weil der Schlitzquerschnitt größer sein
kann und dennoch die Gaskräfte
seitlich an einem dünnen
Schmelzestrom angreifen.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Verdüsungsvorrichtung,
und
-
2a und 2b zueinander
senkrechte Schnitt durch den unteren Bereich einer Vorrichtung zum
Verdüsen
mit schlitzförmiger
Schmelzedüse.
-
1 zeigt
eine Einrichtung zur Verdüsung von
Metallschmelzen bestehend aus einem Tiegel 1, in der Regel
aus Keramik oder Grafit, mit einem unter einer Ausflussöffnung 3 des
Tiegels 1 angeordneten Schmelzenippel 2 bzw. einer
Schmelzedüse,
alles in der hier gezeigten Form in Rotationssymmetrischer Ausführung. Bei
diskontinuierlichem Betrieb befindet sich am oberen Ende der Ausflussöffnung 3 eine
hier nicht gezeichnete Stopfenstange, die den Tiegel 1 nach
unten verschließt
und zu Beginn des Anspinnens nach oben gezogen wird und den Ausfluss
freigibt. Der Schmelzenippel 2, ebenfalls aus Keramik oder
Grafit, hat am Ende seines Durchflusskanals 4 eine Ausflussbohrung 5 kleineren
Querschnitts, etwa zwischen 0,5 und 2,5 mm im Durchmesser, und ist über einer
Lavaldüseneinheit 6 mit
dem unterhalb des Schmelzeaustritts 5 konvergent und dann
divergent verlaufenden Durchtrittsquerschnitt angeordnet.
-
Eine
Gasströmung
strömt
gemäß den Pfeilen 7 von
der Seite hinzu zum engsten Querschnitt 8, wo sie sich
auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt, wenn das kritische Druckverhältnis erreicht
oder überschritten
wird. Die Gasströmung
kann "kalt" sein, d.h. sie kann
Umgebungstemperatur bzw. die Temperatur aus ihrer Verdichtung haben
und muss nicht aufgeheizt sein.
-
Die
Schmelzedüse 2 bzw.
der Schmelzenippel ist von einer Wärmeschutzanordnung umgeben, die
vorzugsweise einen aktiven und einen passiven Wärmeschutz aufweist. Der passive
Wärmeschutz besteht
aus mehreren Isolierstücken 10, 11, 13,
einem inneren Isolierstück 10,
das die Schmelzedüse bzw.
den Schmelzenippel 2 in unmittelbarer Nähe umgibt, einem äußeren Isolierstück 11,
das über
dem inneren Isolierstück 10 sitzt
und unteren Isolierstück 13,
das den unteren Teil des inneren Isolierstücks 10 und des Schmelzenippels 2 umgreift.
Dabei kommt dem unteren Isolierstück 13 besondere Bedeutung zu,
da es den Nippel 2 unter Bildung eines Luftspaltes 14 umgibt
und nahezu seine gesamte Stirnseite gegen die Gasströmung abschirmt,
so dass nur eine kleine Fläche
bei 15 für
den Schmelzedurchtritt frei bleibt.
-
Der
aktive Wärmeschutz
besteht aus einer elektrischen Heizung 12 mit einem Stromanschluss 16,
die zwischen Schmelzedüse 2 und
innerem Isolierstück
angeordnet ist, wobei sie direkt auf dem Innenumfang und der oberen
Stirnfläche
des Isolierstücks 10 aufgebracht
sein kann. Der Stromanschluss 16 ist mit der Heizung 12 an
der Stirnfläche
elektrisch verbunden und nach außen geführt. Die Heizung 12 kann
eine käfigförmige Heizung
aus Grafit, mäanderförmig geschnitten
sein.
-
Bei
der elektrischen Spannungsversorgung der Heizung 12 ist
es oft nötig,
je nach Material des Schmelzenippels 2, sie gegen diesen
mit einem ebenfalls rotationssymmetrischen Isolierteil elektrisch
zu isolieren. Bei nicht zu hohen Temperaturen im Bereich um 1000°C genügt anstelle
der Heizung 12 auch ein enger Luftspalt zur besonderen
Verhinderung des Wärmeab flusses,
stärker
als mit für
diese Temperaturen geeigneten Isoliermaterialien.
-
Der
ganze Aufbau wird getragen durch einen Trennflansch 18,
der die darunter liegende Zerstäubungskammer 19,
in dem das Pulver nach dem Aufplatzen des Schmelzemonofils etwa
im engsten Bereich 8 der Lavaldüse 6 aufgefangen und
weiter transportiert wird, von dem oberhalb liegenden Druckraum 20 trennt.
Wegen der hohen Temperaturen ist sowohl die Lavaldüse 6 als
auch das Gehäuse des
die Zerstäubungskammer 19 bildenden
Behälters
gekühlt,
z.B. indem es doppelwandig für
die Durchströmung
von Kühlwasser
ausgeführt
ist.
-
In
dem Druckraum 20 wird das Gas von außen zugeführt, und die Schmelze wird
durch eine induktive Heizung in Spulenform um den Tiegel 1 herum,
zweckmäßigerweise
isoliert gegen den Tiegel 1 aufgeheizt, wobei durch die
Spule Kühlwasser strömt. Widerstandsheizungen
finden auch Anwendung, allerdings weniger.
-
Im
Raum 20 um und über
dem Tiegel 1 und darunter auf Höhe des Schmelznippels 2 befindet sich
der gleiche hohe Gasdruck, der sich aufgrund der durch die Druckdifferenz
entstehenden Gasströmung
gemäß den Pfeilen 7 langsam
verringert.
-
Die
Ausführung
der Räume
20 und
19 in
1 ist ähnlich der
in
DE 33 11 343 , nur
handelt es sich im Raum
20 oberhalb des Trennflansches
18 um ein
Druckgefäß für Drücke von
20,
30 bar Überdruck und
mehr, im Zerstäubungsraum
19 darunter
um ein Gefäß für Drücke etwas über dem
Atmosphärendruck,
um folgende Abscheidevorrichtungen wie Zyklone, Sichter und Filter überwinden
zu können.
Der Raum
19 kann aber auch als Druckgefäß ausgeführt werden. Dies hat Vorteile
bei der Erzeugung feinster Pulver, bei denen die mittlere Dichte
im Zerstäubungsbereich
des engsten Querschnitts
8 größer ist, als wenn auf etwa
Atmosphärendruck
entspannt wird.
-
Um
die von den Werkstoffen der Isolierstücke 10, 11,
größtmögliche Abschirmwirkung
gegen Wärmeverluste
des Nippels zu erhalten, sind diese durch entsprechende Passungen
zueinander auszuführen,
damit keine Gasströmung
von oben aus dem Raum 20 zum Bereich des geringeren Drucks
beim Querschnitt 8 konzentrisch zum Nippel 2 nach
unten strömt.
Diese Forderung gilt gleichzeitig für die Heizung 12 und
die elektrische Isolierung und ist durch die Fertigungsgenauigkeit
bei heutigen Isolierwerkstoffen gut zu erfüllen. Die Isolierstücke 10, 11 bestehen
aus unterschiedlichen Materialien, wodurch sie besser an die Temperaturgegebenheiten
angepasst werden können.
Sie können
aber auch aus denselben Materialien und aus einem Stück bestehen.
-
In 2 ist mit den senkrecht zueinander vorgesehenen
Schnitten a) und b) mit Schmelzdüse oder
Schmelzenippel 24, Lavaldüse 27 und Gaszufuhr 35 über einen
gekapselten Raum 34 eine Einheit für die Verdüsung aus einem Schlitz dargestellt.
Die Schmelzedüse
kann, wie im Ausführungsbeispiel nach 1,
mit einem Tiegel verbunden sein, sie kann aber auch an eine Zufuhrpumpe
oder allgemein an eine Schmelzezufuhrleitung angeschlossen sein.
-
Durch
Vorsehen des gekapselten Raums 34 verläuft eine Verdüsung unter
zwei Drucksystemen, in der Kapsel 34 herrscht der Druck
p2 und über
der Schmelzedüse 24 ein
höherer
Druck p1, nämlich der Druck des Tiegels
oder der Zufuhrleitung. Die Druckdifferenz p1 – p2 regelt den Durchsatz überlagernd zur Schwerkraft
der Schmelzesäule.
-
Die
Schmelzedüse 24,
die in ihrem oberen Bereich rotationssymmetrisch ist und ein unteres keilförmiges Ende 25 aufweist,
ist in einem Isolierstück 21 aufgenommen,
das zusammen mit dem die Lavaldüse 27 aufnehmenden
Konstruktionsteil 22 und für die Gaszufuhr 35 durchlässigen Seitenwänden die
Kapsel 34 bilden.
-
Das
Isolierstück 21 umfasst
im Bereich des unteren keilförmigen
Schmelzenippels 24 einen Schirm 29 aus möglichst
gut wärmeisolierendem
Material, das der Temperatur aber Stand hält, zur Verminderung der Wärmeabfuhr
zu beiden Seiten des unteren keilförmigen Schmelzenippels 24.
Zur weiteren Wärmeisolierung
ist zwischen Schirm 29 und Schmelzenippel 24 im
unteren Bereich ein Luftspalt 30 vorgesehen.
-
Der
Schmelzenippel 24 weist einen Durchflusskanal 31 auf,
der in einen schlitzförmigen,
im Querschnitt bogenförmigen
Raum 32 (s. 2b) mit einer Schlitzlänge und
entsprechenden schlitzförmigen
Austrittsöffnung 26 übergeht.
Der Schmelzedurchflusskanal 31 kann in Vorbereitung auf
die spätere
Erweiterung zum Schlitz bereits oval ausgeführt sein, wie in 2b bei 33 gezeigt.
Der wärmeisolierende
Schirm 29 wird dicht an die schlitzförmige Austrittsöffnung 26 herangeführt und
nur ein kleiner Teil des Schmelzenippels 24 um sie herum
freigegeben.
-
Das
untere keilförmige
Ende 25 des Schmelzenippels 24 mit der schlitzförmigen Austrittsöffnung 26 ist über der
ebenfalls schlitzförmigen
Lavaldüse 27,
die in einen nicht weiter dargestellten Zerstäubungsraum mit dem Druck p3 mündet.
-
Der
Schmelzenippel 24 ist in seinem oberen Teil, hier nicht
näher gezeigt,
durch z.B. rotationssymmetrische Teile gegen Wärmeabfuhr isoliert und kann
zusätzlich,
wie in 1 gezeigt, aktiv durch Heizung hierbei unterstützt werden.
-
Die
Schmelze wird zum Verdüsen
dem Durchflusskanal 31 zugeführt und der aus der schlitzförmigen Austrittsöffnung austretende
Schmelzefilm wird durch die Gasströmung beschleunigt, die seitlich in
die Kapsel 34 entlang den Pfeilen strömt und sich auf dem Weg zum
engsten Querschnitt 28 der Lavaldüse 27 beschleunigt.
Kurz unterhalb der Lavaldüse zerschlägt sich
der Film wie weiter oben beschrieben wurde.
-
Die
folgenden Beispiele zeigen Zerstäubungsergebnisse
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und seiner Vorrichtungen. Sie zeigen feine Pulver in enger Verteilung
mit verhältnismäßig wenig Aufwand
an Gas und bei immer noch mäßigen Drücken.
-
Beispiel 1
-
Edelstahl
der Type X2CrNiMo 17-12-2 entsprechend 316L wurde aus einem Tiegel 1 und
dem Nippel 2 mit einem Ausflussdurchmesser von 1,5 mm,
beide aus Aluminiumoxyd, bei einer Schmelzetemperatur von 1680°C verdüst. Der
Durchmesser der Lavaldüse 6 betrug
4 mm.
-
Im
Falle eines Druckes über
dem Tiegel von 20 barÜ (2
Mpa über
Atmosphäre)
ergab sich ein mittlerer Durchmesser d50=23 μm in einer
Verteilung d84/d50=1,85
und bei 25 bar (2,5 Mpa) d50=17 μm und d84/d50 von 1,72.
Die Durchsätze
betrugen in beiden Fällen
etwa 1,5 kg/min. Der Gasverbrauch betrug im ersten Fall 2,5 und
im zweiten 3,4 kg Argon/kg Metall. Um der Wärme abfuhr vom Schmelzenippel
trotz sorgfältiger
Isolierung durch die Isolierstücke 10 und 11 entgegenzuwirken,
wurde die Heizung 12 mit einer Leistung von 1,5 kW geheizt.
-
Beispiel 2
-
Eine
Silber-Kupferlegierung (AgCu 27 Zn25 Su2) wie sie für Hartlote
verwendet wird, wurde bei 850°C
Schmelzetemperatur mit 2 barÜ verdüst und ergab:
d50=42 μm,
d84/d50=1,55 bei
einem Durchsatz von 1,4 kg/min. Der Gasverbrauch betrug 0,33 kgN2/kg Metall.
-
Beispiel 3
-
Aus
einer Verdüsungseinheit
mit einem Schlitz 26 gemäß 2 von
20 mm Länge
und 0,7 mm Breite wurde eine Kupfer-Zinnlegierung (CuSn 10) bei
einer Schmelzetemperatur von 1200°C
bei 12,6 barÜ verdüst und es
ergab sich d50=22 μm, d84/d50 = 2,2 bei einem Durchsatz von 8,4 kg/min
und einem Gasverbrauch von 0,35 kgN2/kg
Metall.
-
Beispiel 4
-
Eine
Messingschmelze mit einer Temperatur von 950°C wurde aus einer Vorrichtung
gemäß 1 mit
Stickstoff (N2) von 2 barÜ verdüst, und
direkt unterhalb des engsten Querschnitts 8 wurde seitlich durch
2 Bohrungen von 1,5 mm Durchmesser Wasser eingeblasen. Der Schmelzedurchsatz
betrug 1,3 kg/min, die Menge des eingesprühten Wassers zur möglichst
raschen Abkühlung
der Metallteilchen, ohne dass sich durch die Oberflächenspannung
runde Teilchen ergeben, betrug etwa 1,5 kg/min. Die Teilchen hatten
stark irreguläre
Form von Ellipsoiden zu knochen- und wurzelförmigen, aber auch feinere runde
Teilchen ergaben sich. Die Größenverteilung zeigte
etwa
76 % unter 200 μm
15
% 200 bis 300 μm
9
% über
300 μm.
-
Die
mittlere Teilchengröße, bezogen
auf Kugelform, errechnete sich für
den ersten Anteil von 76% zu 91 μm.