DE1458080A1

DE1458080A1 - Verfahren sowie Ringlochduese zum Zerstaeuben von Stoffen aus dem Schmelzfluss

Info

Publication number: DE1458080A1
Application number: DE19631458080
Authority: DE
Inventors: Johann Cziska; Feldmann Dr Klaus; Frank Dr Klaus
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1963-11-28
Filing date: 1963-11-28
Publication date: 1968-11-28
Also published as: DE1458080B2; US3340334A; NO116569B

Description

Verfahren sowie Ringlochdüse zum Zerstäuben von Stoffen aus dem Schmelzfluß

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren·und als Vorrichtung eine Ringloehdüse zur Herstellung von körnigen Teilchen aus dem Schmelzfluß mittels Gasen und/oder Dämpfen und/oder Wasser als Zerstäubungsmitteln.

Es ist bekannt, zur Herstellung von Granalien aus Schmelzen, insbesondere solchen von Metallen, mittels Wasser Granulierteller oder Granulierrinnen zu verwenden. Ebenso ist es bekannt, zur Herstellung von Pulvern Singdüsen zu benützen, bei denen das Zerstäubungsmittel kegelförmig gegen den in freiem Fall durch die Düse geführten Strahl der Schmelze geführt wird. Das Zerstäubungsmittel tritt dabei entweder in einzelnen, nach einem gemeinsamen Schnittpunkt miteinander und mit dem Strahl der Schmelze konvergierenden Strahlen oder aber aus einem ringförmigen Schlitz in Form eines Kegelmantels aus.

Der Querschnitt der einzelnen Strahlen des Zerstäubungsmittels kann kreisrund oder andersartig, z.B. oval gestaltet sein. Im letzteren Falle lassen sich durch Verdrehen des Mundstückes bzw. der ganzen Ausströmdüse verschiedenartige Wirkungen auf den zu zerstäubenden Strahl der Schmelze erzielen, die sich unter sonst gleichen Umständen insbesondere auf die G-röße und Gestalt der anfallenden feilchen erstrecken, wie es beispielsweise die USA-Patentschrift 2 956 304 zeigt.

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Neue Urfferlagen (m.7§i ad·.2Nr. 1 sote3des*n*«mgig·*. v.*.9>nt

BAD

Bei einer durch die Patentanmeldung M 4622/49-1-3 bekanntgewordenen Ringschlitzdüse kann das Zerstäubungsmittel auch tangential in den Düsenkörper eingeführt werden, so daß sich jedes Teilchen '■·' des austretenden Zerstäubungsmittels auf einer Spirale zur Spitze des sich ausbildenden Kegelmantels hin bewegt. TJm zu verhindern, daß Anteile der zerstäubten Schmelze rückwärts gegen die Düse geschleudert werden und diese verstopfen, hat man den Winkel zwischen dem frei feilenden Strahl von Metallschmelzen und einer Mantellinie des Kegelmantels so bemessen, daß er im Höchstfalle 20° beträgt.

Das Ergebnis, das mit den bekanntgewordenen Verfahrensweisen und Vorrichtungen erzielt wurde, war vor allem hinsichtlich der erhaltenen Anteile an bestimmten bevorzugten Kornfraktionen unbefriedigend.

Auch der vorliegende Anmeldungsgegenstand macht von einem, ebenfalls in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegenden, allseitig geschlossenen, ringförmigen Hohlkörper, Düsenringkörper genannt, zur Verteilung des in ihii kontinuierlich eingeführten Zerstäubungsmittels und zur Erzeugung eines Zerstäubungskegels mittels der in seinem unteren Teil eingearbeiteten Bohrungen oder eingesetzten Düsen Gebrauch. Durch diese Bohrungen oder Düsen werden die aus ihnen austretenden Strahlen des Zerstäubungsmittels, nach unten konvergierend, zu einem gemeinsamen Schnittpunkt miteinander und mit dem in freiem Fall durch die kreisförmige Mittelöffnung des Düsenringkörpers hindurchgeführten Strahl der zu zerstäubenden Schmelze gelenkt.

Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß, abweichend von dem Bekannten, der Schnittpunkt der konvergierenden Strahlen des Zerstäubungsmittels, durch den der Strahl der zu zerstäubenden Schmelze in freiem Fall geführt wird, exzentrisch zur geometrischen Mittelachse der Grundfläche des Zerstäubungskegels gelegt wird.

Als Zerstäubungsmittel dienen gasförmige oder flüssige Medien, beispielsweise Gase und/oder Dämpfe und/oder Wasser,

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Als zu zerstäubende Stoffe kommen Schmelzen von Metallen oder Metallegierungen, beispielsweise Perrosiliciumlegierungen infrage. Es können ab^er auch Schmelzen von nicht-metallischen Stoffen, z.B. Schlacken, Düngesalzen oder dergleichen gemäß der vorliegenden Erfindung zerstäubt werden.

Die Exzentrizität des Zerstäubungskegels kann durch verschiedene Maßnahmen hervorgerufen werden. Dazu gehört zunächst die Wirkung des Druckabfalles, den das strömende Zerstäubungsmittel innerhalb der Wegstrecke zwischen den Ausgangspunkten der Zerstäubungsstrahlen erleidet. Diese Wirkung kann durch verschiedene Einstellung der an den einzelnen Ausgangspunkten austretenden Mengen des Zerstäubungs- | mittels weiter geregelt werden. Schließlich kann die Exzentrizität des Zerstäubungskegels auch durch die Wahl von in Bezug auf die Grundfläche des Zerstäubungskegels unterschiedlichen Austrittswinkeln der Zerstäubungsstrahlen eingestellt werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus dem schon erwähnten, an sieh bekannten Düsenringkörper mit in seinem unteren Teil eingearbeiteten, im Kreise verteilten düsenartigen Bohrungen oder eingesetzten Düsen. Erfindungsgemäß bilden die Achsen der Bohrungen oder der Düsen mit der Vertikalen unterschiedliche Winkel und schneiden sich in einem exzentrisch zur geometrischen Mittelachse des Düsenringkörpers liegenden Punkt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung ist der Düsenringkörper mit mehreren in ungleichen Bogenabständen voneinander angeordneten Anschluß stutz en zur Zuführung des Zerstäubungsmittels versehen.

Die beiden letztgenannten Maßnahmen können aber auch in Kombination miteinander angewandt werden, wobei dam beispielsweise bei Verwendung von nur einem Anschlußstutzen für die Zuleitung des Zerstäubungsmittels die. !Mittelachsen der düsenartigen Bohrungen oder der Düsen auf dem dem Ansohlußstutzen gegenüberliegenden Bogen mit der Vertikalen andere, beispielsweise kleinere Winkel α bilden als in der unmittelbaren Umgebung des Anschlußstutzens.

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Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die Durchmesser der düsenartigen Bohrungen oder die Düsen für den Austritt des Zerstäubungsmittels unter sich verschieden, wobei beispielsweise bei Verwendung von nur einem Anschlußstutzen diese Durchmesser auf dem dem Anschlußstutzen gegenüberliegenden Bogen andere Werte haben als in der unmittelbaren Umgebung des Ansehlußstutzens.

Die Schnittwinkel der Achsen mindestens eines Teils der düsenartigen Bohrungen oder Düsen mit der Achse des durch die Mittelöffnung des Düsenringkörpers hindurchtretenden Strahls der Schmelze sind größer als der an sich bekannte Wert von etwa 20 .

Die Mittelachse einer jeden Bohrung aäer Düse für den Austritt des Zerstäubungsmittels bildet mit der Mittelachse des Strahls der Schmelze eine senkrecht stehende Ebene.

Die Anordnung kann aber auch so eingerichtet werden, daß die durch die Mittelachse einer Bohrung oder einer Düse für den Austritt des Zerstäubungsmittels gelegte Yertikalebene um einen Winkel β von etwa 1 bis 10° von der Mittelachse des Strahls der Schmelze abweicht.

Die erfindungsgemäße Ringlochdüse ist auf den "beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Ringlochdüse mit einem einzigen Anschlußstutzen.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die gleiche Ringlochdüse.

Fig. 3 ist ebenfalls eine Draufsicht auf eine Eingbch.düse nach Fig. 1, bei der sich jedoch dieses Mal die Strahlen des Zerstäubungsmittels nicht in einem Punkt schneiden, sondern eine Hüllkurve bilden.

Fig.. 4 ist ein Längsschnitt durch eine Ringloehdüse mit zwei einander . gegenüberliegend en Anschluß stutz en, deren Achsen miteinander parallel

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sind und mit der geometrischen Mittelachse des Düsenringkörpers in einer Ebene liegen.

Pig. 5 ist eine Draufsicht auf die Ringlochdüse nach Fig. 4.

.Pig» 6 ist ein Längsschnitt durch eine Ringlochdüse mit drei in gleichen Bogenabständen voneinander angeordneten Anschlußstutzen und Bildung einer Hüllkurve.

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Ringlochdüse nach Fig. 6.

Fig. 8 ist ein Längsschnitt durch eine aus zwei ineinandergesetzten Ringlochdüsen "bestehende Vorrichtung.

Fig. 9 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 8.

Fig. 10 zeigt Körnungskennlinien (Korngrößen und Korngrößenverteilung) nach Rosin-Ramtsler, wie sie unter verschiedenen Bedingungen erhalten wurden.

Die erfindungsgemäße Ringlochdüse besteht nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen aus einem horizontal gelagerten ringförmigen Hohlkörper 1, dem Düsenringkörper, in dem eine kreisförmige Mittelöffnung 2 ausgespart ist. Die untere Kante 4 dieser kreisförmigen Mittelöffnung 2 ist abgeschrägt und mit im wesentlichen radial eingearbeiteten Bohrungen 5 oder mit eingesetzten Düsen versehen. Die Anzahl der Bohrungen oder Düsen beläuft sich auf 30 bis 100, wobei der Durchmesser des Lochkreises mindestens 90 mm beträgt.

Während nun bei bekanntgewordenen vergleichbar gebauten Vorrichtungen die austretenden Strahlen des Zerstäubungsmittels sich in einem auf der geometrischen Mittelachse der kreisförmigen Mittelöffnung 2 liegenden Punkt schneiden, und zugleich auch die Achse des in freiem Fall durch die kreisförmige Mittelöffnung 2 hindurchtretenden Strahls der zu zerstäubenden Schmelze durch diesen gemeinsamen Schnittpunkt hindurchgeht, liegt dieser gemäß der vorliegenden Erfindung exzentrisch zur geometrischen Mittelachse der kreisförmigen Mittelöffnung 2 der RlnglocMüse. 809810/0973

Zur Erzeugung der exzentrischen Lage des gemeinsamen Schnittpunktes der konvergierenden Strahlen des Zerstäubungsmitteis werden erfindungsgemäß drei verschiedene Maßnahmen angewendet;

1. die Erzeugung und Ausnutzung des Druckabfalls, den das in den ringförmigen Hohlkörper 1 -«±rj3-trömejaäfc-i«iü._i*««>—««»> 2<ιιχι.ίι****.,. oder Düsen ausströmende Zerstäubungsmittel erleidet und der zur Folge hat, daß die an den einzelnen Ausströmöffnungen zur Wirkung kommenden Drücke des Zerstäubungsmittels verschieden groß sind;

2. die Dosierung der aus den einzelnen Bohrungen oder Düsen ausströmenden Mengen des Zerstäubungsmittels und

25. die Wahl unterschiedlicher Ausströmrichtungen der einzelnen Strahlen des Zerstäubungsmittels.

Bei der erfindungsgemäßen Bingloshdüse kann jede dieser drei Maßnahmen entweder für sich allein oder in Kombination mit einer der beiden anderen oder mit beiden anderen zusammen durchgeführt werden.

Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Ringlochdüse ist nur ein einziger Anschlußstutzen 3 für die Einführung des Serstäubungsmittels in den ringförmigen Hohlkörper 1 angeordnet. Der Überdruck des strömenden Zerstäubungsmittels innerhalb des Düsenringkörpers 1 ist daher in der Nähe des Anschlußstutzens 3 am größten und am diametral gegenüberliegenden Teil des Düsenringkörpers 1 am kleinsten, so daß man die Druckverteilung als asymmetrisch bezeichnen kann. Sie hat zur Folge, daß der gemeinsame Schnittpunkt der Strahlen des Zerstäubungsmittels miteinander und mit dem in freiem Fall durch die Kittelöffnung 2 des Düs enringkörpers 1 hindurchtretenden Strahl der zu zerstäubenden Schmelze nicht mehr zentrisch zur Mittelöffnung 2 des Düsenringkörpers 1 liegt, sondern exzentrisch zu derselben.

Stellt in Fig. 1 das Bezugszeichen 6 die Richtung der Achse des frei fallenden Strahls der Schmelze dar, so ist 7 ein mit dem höheren Druck ausgepreßter Strahl des Zerstäubungsmittels und 8 ein mit dem

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niedrigeren Druck ausgepreßter Strahl desselben. Strahl 7 bildet mit der Achs*
den Winkel α.

mit der Achse 6 des Strahls der Schmelze den Winkel oc. und Strahl 8

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, wie sich außer den Strahlen 7 und 8 des Zerstäubungsmittels auch die aus den übrigen Bohrungen 5 oder Düsen austretenden Strahlen des Zerstäubungsmittels in einem gemeinsamen Schnittpunkt treffen, wobei durch 6 und 7 bzw. 6 und 8 -vertikale Ebenen definiert sind, die sich in der Achse 6 des Strahls der Schmelze schneiden· .

Bei einer etwas geänderten Ausführungsform der Ringlochdüse, die in Fig. 3 angegeben ist, sind durch die Achsen der Strahlen des Zerstäubungsmittels ebenfalls Vertikalebenen gelegt. Diese schneiden sich jedoch hier nicht wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 in einer senkrechten Geraden, sondern sind um einen Winkel β aus der Richtung zur Achse des Strahls der Schmelze gedreht, so daß sie nunmehr als Hüllkurve einen um die Achse des Strahls der Schmelze herumgelegten Hohlzylinder bilden. Das Zerstäubungsmittel und die aus dem bisher zusammenhängenden Strahl der Schmelze losgerissenen Teilchen bewegen sich dabei auf einer Schraubenlinie nach unten. In Fig. 3 ist mit 8' die Sichtung bezeichnet, die der Strahl des Zerstäubungsmittele in Fig. 2 hat. Der wirkliche Strahl ist nun hier in Fig. 3 durch Drehung um den Winkel β in die Richtung 8" gebracht. Der Winkel β liegt'zwischen 1 und 10°.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Winkel a^ und a₂ am gemeinsamen Schnittpunkt der Strahlen 7 und 8 des Zerstäubungsmittels mit dem Strahl 6 der Schmelze als Folge der bereits angeführten Maßnahmen, z.B. der asymmetrischen Druckverteilung, voneinander verschieden. Entgegen der in Fachkreisen herrschenden Meinung, daß der Schnittwinkel eines Strahles des Zerstäubungsmittels mit dem Strahl der Schmelze im Höchstfall 20° betragen dürfe, wurde überraschend gefunden, daß dieser Winkel beim Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ohne Nachteil auoh größer als 20° gemacht werden kann, was sich vorteilhaft auf die Baumaße der Torrichtung auswirkt. Diese Maßnahme ist indessen nicht zwingend.

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Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Ringlochdüse sind zwei einander diametral gegenüberliegende Anschlußstutzen 3 für die Einleitung des Zerstäubungsmittels in den Düsenringkörper 1 vorgesehen, und zwar parallel zu dem Strahl 6 der durch die kreisförmige Mittelöffnung 2 hindurchtretenden Schmelze. Die Druckverteilung im Düsenringkörper 1 wird durch diese Maßnahme derart geändert, daß es zur Erzielung einer exzentrischen Lage des gemeinsamen Schnittpunktes der Zerstäubungsstrahlen mit dem Strahl 6 der Schmelze erforderlich wird, die Querschnitte der Bohrungen oder Düsen für den Austritt der Zerstäubungsstrahlen und/oder die Achsrichtungen derselben den geänderten Druckverhältnissen anzupassen.

Das gleiche gilt auch für die in den Pig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsform der Ringlochdüse, bei der drei z.B. in gleichen Bogenabständen voneinander angeordnete,horizontal liegende Anschlußstutzen 5 vorgesehen sind. Die Bogenabstände können jedoch hier wie auch bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 unter sich verschieden sein. Die Höchstzahl der Anschlußstutzen ist nicht auf drei beschränk Diese Anordnungen ermöglichen die Einspeisung größerer Mengen von Zerstäubungsmittel in der Zeiteinheit und werden daher vorzugsweise zur Erzielung einer großen Zerstäubungsleistung (kg/h) eingesetzt.

Günstige Ergebnisse werden auch mit der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Anordnung erzielt, bei der es sich um eine an sich bekannte Kombination von zwei Ringlochdüsen handelt. Im vorliegenden Fall sind hier zwei Ringlochdüsen der beschriebenen Bauart verwendet. In die äußere Ringlochdüse nach Fig. 1 und 2 bzw. 3 ist hier eine zweite, innere Ringlochdüse, bestehend aus dem Düsenkörper 11 mit der kreisförmigen Mittelöffnung 12, dem Zuführungsstutzen 13 für das Zerstäubungsmitte] und der unteren, abgeschrägten, mit den Bohrungen 15 oder mit eingesetzten Düsen versehenen Kante 14 der Mittelöffnung 12, zentrisch eingesetzt. Die äußere und die innere Ringlochdüse können unabhängig voneinander mit Zerstäubungsmittei gespeist werden. Es ist auch möglich, den beiden jeweils ein anderes Medium zuzuführen, der Düse 11 beispielsweise Dampf als Zerstäubungsmittel und der Düse 1 ein Inertgas als Schutzgas.

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Die Schnittpunkte der aus dem äußeren Düsenkörper 1 austretenden Strahlen cc. und «2 und die der aus dem inneren Düsenkörper 11 austretenden Strahlen 17 und 18 mit den Schnittwinkeln αJ und αλ liegen senkrecht übereinander auf der Achse 6 des Strahls der Schmelze.

Die erfindungsgemäße Einglochdüse kann zum Zerstäuben der verschiedenartigsten Stoffe, beispielsweise von Schlacken, Düngesalzen usw., insbesondere aber von Metallen und deren Legierungen verwendet werden. Es erweist sich dabei als besonderer Vorteil, daß man mit einer ein- , zigen Einglochdüse gemäß der vorliegenden Erfindung Körner im Bereich von 0 bis 25 mm Durehmesser durch Änderung des Druckes des Zerstäubungsmittels, d.h. durch Änderung der Energiezufuhr und des Durchmessers des Metallstrahles herstellen kann. Durch Änderung der Exzentrizität der Lage des gemeinsamen Schnittpunktes der Zerstäubungsstrahlen mit dem Strahl der Schmelze kann zudem die Korngrößenverteilung in dem Sinne beeinflußt werden, daß der Anfall an dem jeweils unerwünschten Korngrößenbereich möglichst gering wird. (Vgl. hierzu Tabelle 2) .

Weiterhin wichtig für verschiedene Verwendungszwecke ist, daß das erzeugte Korn mögliehst wenig Poren enthält, alsomöglichst kompakt ist und keine narbige bis spratzige, sondern eine möglichst glatte Oberfläche besitzt. (Vergl. hierzu Tabelle 3).

Als maßgebend für die Ausbildung des Korns wurden schon früher besonders die Viskosität und die Oberflächenspannung der Schmelze erkannt. Während man erstere vor allem durch den Grad der Überhitzung beeinflussen kann, ist es bekannt, letztere durch Zulegieren von bestimmten Elementen zu ändern. So kann man z.B. durch Zugabe von Bor und Titan zu Sisenschmelzen eine Verbesserung der Kornform erreichen und bei Eisen-^Silicium-Schmelzen bei Verwendung von Eingschlitzdüsen durch Einhalten eines Al-Gehaltes von 0,08-0,3 $ ein aus fast ideal kugelförmigen Teilchen bestehendes Pulver erhalten. Bei der Zerstäubung einer Eisen-Silicium-Legierung mit 14 $ Si,

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- ίο -

0,5-3,0 $> Al, weniger als 0,5 $ Cu und weniger als 0,5-$ Ni in der Ringschlitzdüse fällt eine Kornform mit narbiger bis spratziger Oberfläche an. Wird die gleiche Schmelze Jedoch mit der erfindungsgemäßen Ringlochdüse zerstäubt, so wird die Kornform fast ideal kugelförmig, Daraus geht hervor, daß die Kornform und -beschaffenheit auch γοτι der Art und Weise der Zerteilung der Schmelze abhängt.

Beispi ele

Um die erfindungsgemäße Ringlochdüse in ihrer Wirkung mit einer bekannten Vorrichtung vergleichen zu können, wurden folgende Legierungen untersucht, wobei die in der Literatur angegebene Legierung mit Wasser und die Versuchslegierungen 1 bis 5 mit Dampf zerstäubt wurden:

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Tabelle 1

Zusammensetzung der zerstäubten !legierungen

	I	ι -Λ Λ³	Legierungs bestandteile	nach Literatur Versuchs legierung 1	Versuchs legierung	Versuohs- 2 legierung 3	%	97,0 io
		Silicium 96	14,05 14,9 "	14,9	73,5		3,0 io
		Kohlenstoff $>	0,04 0,2	0,2	'. 0,02	%	0,0 io
		Mangan $>	0,26 0,5 -	0,5	0,19	%	0,0 96
OO		Aluminium $>	n.b. 0,51	0,10	0,90
O CP OO ·■■£&	Eis en $>	Rest Rest	Rest	' Rest
O	Bei einem Vergleich	der mit der Ringloohdüse erhaltenen	Kornverteilung mit der bei
CD	Benutzung eines aus	der Literatur bekannten Vorrichtung	erzielbaren wurden die in
to >α ca	nachstehender Tabelle 2 wiedergegebenen Werte gemessen:
	Tabelle 2

Komvert eilungskurven
Korngröße
>0,84 mm
0,297 - 0,84 mm	nach Literatur ■ Ringlochdüse Versuchslegierung 1 Versuchslegierung 2
0,148 - 0,297 mm	20 /o 0,0 $
40,149 mm	16 56 17,0 5
	12,4 fo 42,0 ?
45 96 41,0 9
Rest nicht angegeben ;

CO O OO O

Die Spalte "Literatur" in Tabelle 1 bezieht sich auf eine in der Literatur (USA-Patent 2 956 304, Spalte 7) angegebene Legierungszusammensetzung, in Tabelle 2 auf die mit dieser Legierung bei Verwendung der vorbeschriebenen Vorrichtung erhaltenen Kornverteilung.

Man erkennt aus Tabelle 2 ohne weiteres die durch die erfindungsgemäße Ringlochdüse erzielte Verbesserung, da es mit ihr möglich ist, Teilchen in einem viel engeren Korngrößenbereich als mit anderen Vorrichtungen herzustellen.

Besonders deutlich werden diese Verhältnisse, wenn man die Korngrößenverteilung ins Rosin-Rammler-Diagramm (Fig. 10) einträgt. Nach dem Vorgehen dieser beiden Autoren wird hierbei die Korngrößenverteilung als eine Gerade, Siebkurve genannt, wiedergegeben. Die unterschiedlichen Ergebnisse bei der Zerstäubung mit Wasser, mit Gasen und/oder Dämpfen mit Hilfe der Ringlochdüse und bei der Zerstäubung mit flüssigen Zerstäubungsmitteln nach der wiederholt erwähnten Literaturstelle zeigen sich am sinnfälligsten in der jeweils verschiedenen Größe des Steigungswinkels γ zwischen der Abscisse und der betreffenden Siebkurve. Die ausgezogene Siebkurve mit γ gehört dabei zu der unter Spalte "Literatur" in den Tabellen 1 und 2 verzeichneten Legierung bei Verwendung der vorbeschriebenen Vorrichtung bei Zerstäubung mit Wasser. Die strichpunktierte Siebkurve mit γ^ und die gestrichelte Siebkurve mit y₂ gehören zu den mit Dampf zerstäubten Versuchslegierungen 1 und 2 der Tabellen 1 und 2, Beide zeigen, daß man bei Verwendung der erfindungsgemäßen Ringlochdüse schon bei der Zerstäubung klassifizieren kann.

Man kann demnach bei Verwendung des Gegenstandes vorliegender Anmeldung beispielsweise Körner im Bereich von 0 bis 0,6 mm herstellen, man hat aber außerdem die Möglichkeit mit der gleichen Vorrichtung bei Anwendung von Gasen und/oder Dämpfen von niedriger Pressung, z.B. von 0,1 bis 0,5 kg/cm Überdruck, als Zerstäubungsmittel Teilchen herzustellen in den Größen von z.B. 1 bis 15 mm. Der dabei anfallende Anteil unter 1 mm kann vernachlässigt werden, da er etwa 1 $> der Gesamt-

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1455U8U-

menge nicht übersteigt. Die Siebkurve mit γ₂ der Fig. 10 zeigt
für die Herstellung von Teilehen der Korngröße zwischen 0,5 und 10 mm, daß die Anteile von Über- und Unterkorn jeweils bei etwa 1 io liegen.

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Tabelle 3

der spezifischen Gewichte

Zerstäubungs- Legierung Spea.Gew.d. <0,06 0,06-0,1 0,1-0,2 0,3-0,5 0,5-1,0 1-2 2-4 4-6 aggregat Legierung mm mm mm mm mm mm mm mm

Ringdüse
Ringlochdüse;

Fr. 1

6,7 6,.7

6,7 6,7

6,57 6,67

6,48 6,63

Granulierteller>
Ringlochdüse j

Ur. 3

3,3 3,3

3,19 3,08 3,06 2,8ί 3,28 3,2 3,18 3,16

Daß "bei den "bekanntgewordenen Zerstäubungsverfahren ein Teil der Körner porös sein kann, was für verschiedene Verwendungszwecke derselben störend sein kann, wurde oben schon erwähnt. Es zeigte sich überraschend, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Ringlochdüse dieser Nachteil weitgehend beseitigt ist und fast alle Körner kompakt sind. Als ein Maß für das Porenvolumen in solchen Körnern kann z.B. deren spezifisches Gewicht gelten. Hier zeigt nun die Tabelle 3» daß bei Verwendung der Ringlochdüse gemäß der Erfindung das spezifische Gewicht der Teilchen in allen Korngrößenklassen nahezu dem der kompakten Legierung gleich ist, während bei Verwendung anderer Vorrichtungen, insbesondere bei den gröberen Körnungen, eine Herabsetzung des scheinbaren spezifischen Gewichts zu beobachten ist, die als Maß für das in diesen Körnern eingeschlossene größere Porenvolumen angesehen werden kann.

Die erfindungsgemäße Ringlochdüse gestattet die Herstellung sehr enger Korngrößenbereiche durch einfache Änderung der Bedingungen und ergibt Teilchen, die weitgehend kompakt sind. Sie kann daher als wirkliche Bereicherung der Technik angesehen werden.

f ν

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Claims

Pat ent ansprüclie

1. Verfahren zum Zerstäuben von Stoffen ais dem Schmelzfluß mit Hilfe eines Zerstäubungsmittels, wobei die in einer Einganordnung austretenden Strahlen dieses Zerstäubungsmittels nach unten konvergierend verlaufen und sieh in einem gemeinsamen Schnittpunkt treffen, und wobei der Strahl der zu zerstäubenden Schmelze in freiem Pail durch den gemeinsamen Schnittpunkt der Strahlen des Zerstäubungsmittels hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt der konvergierenden Strahlen des Zerstäubungsmittels exzentrisch zur geometrischen Mittelachse der Grundfläche des Zerstäubungskegels liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität des Zerstäubungskegels durch den Druckabfall des strömenden Zerstäubungsmittels innerhalb der Wegstrecke zwischen den Ausgangspunkten der einzelnen Zerstäubungsstrahlen hervorgerufen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität des Zerstäubungskegels durch den Druckabfall des strömenden Zerstäubungsmittels» hervorgerufen durch verschiedene Einstellung der an den einzelnen Ausgangspunkten austretenden Mengen des Zerstäubungsmittels, geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzsichnet, daß die Exzentrizität des Zastäubungskegels durch die Wahl von in Bezug auf die Grundfläche des Zerstäubungs-

kegeis unterschiedlichen Austrittswinkeln der Zerstäubungso

*- strahlen eingestellt wird. oo

cn ■ ■ ;■.._.'■■·. ■ . .. - ■■-· -

° 5· Vorrichtung zur .p^rchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis ,4'ti be,stekend aus einer-Eingloehdüse, die von einem in eine??ν im wesentlichen hor^ojitalen Ebene liegenden Hohlkörper _t dem _:ΜΧ&ψιν±η§^ότ^τ zyiT^JßptBllwa.g des in ihn

(Aif.7§1 Abs.2*ir.1 Safe3 des Aadenmgsgfe v. 4.9.196* -17-

eingeführten Zerstäubungsmittels gebildet wird, wobei im unteren Teil des Düsenringkörpers, im Kreise verteilt, düsenartige Bohrungen eingearbeitet oder Düsen für den Durchtritt des Zerstäubungsmittels eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Achsen (7, 8) der düsenartigen Bohrungen oder Düsen (5) mit der Tertikaien unterschiedliche Winkel (α) bilden und sich in einem exzentrisch zur geometrischen Mittelachse des Düsenringkörpers (1) liegenden Punkt schneiden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenringkörper (1) mit mehreren, in ungleichen Bogenabständen voneinander angeordneten Anschlußstutzen (3) zur Zuführung des Zerstäubungsmittels versehen ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4» gekennzeichnet durch die Kombination der Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 5 und 6, wobei "bei Verwendung von nur einem Anschlußstutzen (3) die Achsen (7, 8) der düsenartigen Bohrungen oder der Düsen (5) auf dem dem Anschlußstutzen für den Eintritt des Zerstäubungsmittels gegenüberliegenden Bogen des Düsenringkörpers (1) mit der Vertikalen kleinere Winkel (α) bilden als in der unmittelbaren TJmgebunq des Anschlußstutzens (3).

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der düsenartigen Bohrungen oder der Düsen (5) für den Austritt des Herstäubungsmittels verschieden sind, wobei bei Verwendung von nur einem Anschlußstutzen (3) diese Durchmesser auf dem Bogen, der dem Anschlußstutzen (3) gegenüberliegt, andere Werte haben als in der unmittelbaren Umgebung des Anschlußstutzens (3).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittwinkel (α) der Achsen (7, 8) mindestens eines Teils der düsenartigen Bohrungen oder Düsen (5) mit der Achse (6) des durch d±e'liittelbffnungdes Düsenringkörpers (1) hindurchtretenden Strahls der Schmelze größer als der an sich

bekannte Wert von etwa 20° ist.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 "bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Mittelachse einer Bohrung oder einer Düse (5) für den Austritt des Zerstäubungsmittels gelegte Yertikalebene um einen Winkel β von etwa 1 bis 10 von der Achse (6) des Strahls der Schmelze abweicht.

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