DE1262520B - Vorrichtung zum Verspruehen bzw. Zerstaeuben von Schmelzen, insbesondere fluessigen Metallen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Versprühen bzw. Zerstäuben von Schmelzen, insbesondere flüssigen Metallen Es ist bekannt, flüssige Stoffe, wie wässerige Emulsionen, geschmolzene Kunststoffe oder Metalle, zu zerstäuben bzw. zu versprühen. Die Stoffe werden hierbei entweder zur Bildung einer lückenlosen Beschichtung auf die Oberfläche von festen Körpern aufgetragen oder zur pulverförmigen Gewinnung des Feststoffes in einem Gasraum versprüht. Die letztgenannten Granulierverfahren sind für Metalle und Kunststoffe besonders bei deren speziellen Weiterverarbeitung üblich. Das entstehende pulverförmige Granulat dient z. B. als Ausgangsstoff oder Hilfsprodukt für die Herstellung von Sinterkörpern, Katalysatorenmasse oder von Brennstoffen mit hoher Verbrennungswärme. Man ist bestrebt, dafür Korngrößen von nicht mehr als 100 #t, vorzugsweise von weniger als 60 g, einzusetzen.
• Bei bekannten Metallspritzverfahren wird das geschmolzene Metall auf die zu behandelnde bzw. zu beschichtende Oberfläche aufgespritzt. Hierzu wird das der Spritzvorrichtung meist in Form eines Drahtes zugeführte Metall durch einen heißen Gasstrahl verflüssigt und zusammen mit dem Gas auf den zu beschichtenden Körper geblasen. Zur Herstellung von feinen Metallpulvern sind diese Verfahren nicht geeignet, da sich dabei die physikalischen und technologischen Eigenschaften des Metalls gegenüber den ursprünglichen in den meisten Fällen infolge einer Umsetzung der geschmolzenen Teilchen mit dem Gas vollständig verändern. Die nach dem Spritzverfahren entstehenden Metallpulverteilchen sind im allgemeinen hart, spröde und verhältnismäßig grob.
• In diesem Zusammenhang ist auch bereits ein Verfahren zum Herstellen von feinen Pulvern aus metallischen Schmelzen bekannt, bei dem das gas- oder dampfförmige Zerstäubungsmittel durch eine Ringdüse mit großer Geschwindigkeit kegelförmig auf den schmelzflüssigen Strahl des zu Pulver zu verarbeitenden Stoffes geblasen wird. Der schmelzflüssige Strahl tritt unmittelbar aus der Bodenöffnung des Schmelzkessels im freien Fall aus und wird zentral durch die Ringdüse geführt. Durch Abbiegen des Innenrandes des Düsenmundstückes aus der durch den Kegelwinkel bedingten Schrägrichtung in die streng axiale Richtung ist bei diesem Verfahren dafür gesorgt, daß ein Rückschleudern von erstarrten Metallteilchen auf die Austrittsöffnung der Ringdüse verhindert wird. Nach diesem bekannten Metallzerstäub:ungsverfahren erhält man zwar ein Metallpulver, dessen technologische Eigenschaften gegenüber dem Ausgangsstoff nur unwesentlich verändert sind, jedoch besitzt das erhaltene Metallpulver eine sehr ungleichmäßige Körnung bei nur geringen Anteilen einer Korngröße unter 120 Es ist ferner eine nicht zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung zum Versprühen von Stoffen, insbesondere zum Zerstäuben flüssiger Metalle, für die Herstelung von Metallpulvern vorgeschlagen worden, bei der ein inertes gas- oder dampfförmiges Druckmittel durch eine sich kegelförmig verjüngende Kammer tangential mit Drall auf den senkrecht nach unten durch eine Düse ablaufenden Strahl des flüssigen Stoffes geführt wird. Diese mit gewissem Abstand unterhalb des Schmelzbehälters angeordnete Düse ist zusätzlich beheizt, und ihre Öffnung mündet in einen freien kegeligen Raum, durch den noch vor dem Angriffsort des Druckmittels an der Mündung der Zerstäubungsdüse Außenluft als Zweitluft angesaugt wird. Die eigentliche Zerstäubungsdüse ist nicht beheizt, und ihre Mündung wird vom gas- oder dampfförmigen Druckmittel gekühlt. Mit der Vorrichtung nach dem älteren Vorschlag wird zwar eine sehr hohe Ausbeute an Pulver unter 60 #t Korngröße erhalten. Auf Grund der nicht genügend erwärmten, die Zerstäubung bewirkenden Düse ist jedoch ein störungsfreier Dauerbetrieb mit dieser Vorrichtung für gewisse Metalle nicht möglich. Die nach dem älteren Vorschlag aufgebaute Düse muß vielmehr in gewissen Zeitabständen von Metallspritzern und Metallansätzen gereinigt werden. Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, die Zerstäubungsdüse derart in den umgebenden Körper der Vorrichtung einzufügen, daß sie durch das gas- oder dampfförmige Zerstäubungsmittel nicht gekühlt wird.
• Es wurde nun gefunden, daß man eine für den Dauerbetrieb geeignete Vorrichtung zum Versprühen bzw. Zerstäuben von Schmelzen, insbesondere flüssigen Metallen, erhält, die ein pulverförmiges Granulat mit einem hohen Anteil der Korngröße unter 60 p, liefert, wenn der im Ablaufweg des verflüssigten Stoffes angeordnete Düsenkörper gegenüber der umgebenden Düsenhalterung punkt- oder linienförmig abgestützt ist.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das die punkt- oder linienförmige Abstützung des Düsenkörpers bewirkende Paßstück oberhalb dieser Abstützung Öffnungen auf.
• An Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, ist die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.
• Die Vorrichtung besteht aus einem mit senkrechter Achse angeordneten Gefäß 1 zur Aufnahme des zu zerstäubenden Stoffes, das in seinem unteren Bereich eine Heizeinrichtung la besitzt. Das untere eingezogene Ende des Gefäßes 1 geht zur Bildung eines Flüssigkeitsfadens in einen zylindrischen Auslaufkanal 1 b über und ist an dieser Stelle in eine Halterung 2 eingefügt. Diese Halterung besitzt in Achsrichtung des Auslaufkanals 1 b eine Öffnung, die das obere Ende des Düsenkörpers 3 aufnimmt. Das untere Ende des Düsenkörpers 3 ist kegelförmig verjüngt. Es stützt und zentriert sich beim Zusammenfügen aller Teile der Vorrichtung in einer trichterförmigen Vertiefung ; eines Paßstückes 4a, das in die Platte 4 fest oder lösbar eingefügt ist. Der Kegelwinkel der trichterförmigen Vertiefung im Paßstück 4 a ist größer als der äußere Kegelwinkel des Düsenkörpers 3, so daß sich in der Funktionsanlage aller Teile um den unteren, kegelförmigen Teil des Düsenkörpers 3 ein freier, kegelspaltförmiger Raum 5 ergibt. Um den Düsenkörper 3 ist ferner eine zusätzliche Heizung 6 ringförmig herumgelegt, deren Wirkungsbereich sich bis in den nach unten verjüngten, freien Raum 5 hinein erstreckt, Eine Flügelschraube 10 verspannt die Halterung 2 unter Einfügen eines Zwischenstückes 11 mit der Platte 4. Zur Erzielung der bestmöglichen Zerstäubungsleistung ist für den Düsenkörper 3 ein Werkstoff von besonders guter Wärmeleitfähigkeit mit mehr als 50 kcal/mm - h - ° C vorgesehen.
• Um die mit Hilfe des Werkstoffes, wie Graphit, gegebene gute Wärmeübertragung auf den durch den Düsenkörper 3 abfließenden und nachfolgend zu zerstäubenden Stoff nicht teilweise wieder aufzuheben, ist erfindungsgemäß eine punkt- oder höchstens linienförmige Abstützung zwischen der äußeren Kegelfläche des Düsenkörpers 3 und dem trichterförmigen Paßstück 4a vorgesehen. Die linienförmige Abstützung an Stelle einer punktförmigen zwischen dem unteren kegelförmigen Teil des Düsenkörpers und dem Paßstück 4 a ist anzuwenden, wenn ein vollständig dichter Abschluß zwischen dem Raum 5 und dem Auslaß jener Drallkammer 7 erforderlich ist, die zur Erzeugung der kritischen Geschwindigkeit des an der Düsenmündung 8 mit Drall vorbeizublas.endem Druckmitetl zwingend erforderlich ist.
• Beim Betrieb der Vorrichtung mit geringerem Druck in der Drallkammer 7 können einige öffnungen 9 kleineren Durchmessers zwischen dem Raum 5 und der Drallkammer 7 vorgesehen sein. Durch diese Öffnungen 9 ist zwischen dem Raum 5 und der Drallkammer 7 ein gewisser begrenzter Temperatur- und Druckausgleich möglich.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Versprühen bzw. Zerstäuben von Schmelzen, insbesondere flüssigen Metallen, bestehend aus. einem heizbaren Gefäß, einem darunter angeordneten, zusätzlichen beheizbaren Düsenkörper, der unterhalb des beheizten Bereiches von einem freien kegelspaltförmigen Raum umgeben ist, sowie einer Drallkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (3) gegenüber der umgebenden Düsenhalterung (2, 4, 4a) punkt- oder linienförmig abgestützt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die punkt- oder linienförmige Abstützung des Düsenkörpers (3) bewirkende Paßstück (4a) oberhalb dieser Abstützung Öffnungen (9) aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften; Deutsche Patentschrift Nr.1026158; britische Patentschrift Nr. 712 699.