DE1558271B1

DE1558271B1 - Vorrichtung zum Pulverisieren hochschmelzender Stoffe

Info

Publication number: DE1558271B1
Application number: DE19671558271
Authority: DE
Inventors: Gotthart Maier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-03-07
Filing date: 1967-03-07
Publication date: 1970-07-09
Also published as: SE346922B; FR1568959A; GB1204255A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschnitt als die vorhergehende Düse. Man er-Pulverisieren oder Granulieren von Metallen, reicht dadurch, daß die Strömungsgeschwindigkeit in Metallegierungen oder dergleichen hochschmelzen- den einzelnen Düsen etwa beibehalten wird, was das den Stoffen durch Zerstäuben von Schmelzgut mit Erzielen gleichmäßiger Korngröße begünstigt. Der Hufe eines von außen an eine Düsenmündung ge- 5 vergrößerte Querschnitt der aufeinanderfolgenden führten Gasstromes, dessen Temperatur gleich oder Düsen berücksichtigt dabei, daß an einer Düsenhöher als die Schmelztemperatur des zu zerstäuben- mündung zu dem Schmelzgut eine gewisse Menge den Gutes ist, wobei die Düse über eine Leitung mit von Zerstäubergas hinzutritt.

dem Schmelzgut in Verbindung steht. Zweckmäßig ist es, wenn die einzelnen Düsen

Es ist bereits bekannt, hochschmelzende Stoffe, io relativ zueinander in Längsrichtung verstellbar sind, wie z. B. Metalle, Legierungen od. dgl., durch Zer- Dadurch kann man erreichen, daß die Mündung der stäuben zu pulverisieren. Dabei befindet sich das Vorzerstäuberdüse mehr oder weniger in den Ein-Schmelzgut in der Regel in einem Druckofen, von tritt der nächsten Düse hineinragt. Dabei kann die welchem es über eine Leitung zu einer Düse gelan- die Mündung der Vorzerstäuberdüse etwas übergen kann, an deren Mündung ein Gasstrom Vorzugs- 15 greifende Nachzerstäuberdüse in Längsrichtung verweise in Düsenlängsrichtung vorbeigeführt wird. stellbar sein, z.B. durch ein Gewinde zwischen dem Dieser schnell fließende Gasstrom bewirkt an der Haltekörper der Nachzerstäuberdüse und einer das Düsenmündung einen Unterdruck, welcher im Zu- Düsensystem umgreifenden Büchse. Außerdem kann sammenwirken mit dem in dem Druckofen bestehen- der Führungskörper zur Begrenzung des Strömungsden Überdruck das zu pulverisierende Schmelzgut 20 querschnittes des Gases im Bereich der Mündung der auch bei Verwendung einer Steigleitung zu der Nachzerstäuberdüse in Längsrichtung verstellbar sein. Düsenmündung befördert. An der Düsenmündung Zweckmäßig ist es, wenn die Außenflächen der Düsen Λ wird das Schmelzgut durch das schnell strömende wnigstens im vorderen Bereich sich konisch ver- ™ Gas in mehr oder wenige kleine Tröpfchen zerrissen. jungend zu ihren Mündungen hin abgeschrägt sind. In einem Abscheidekessel erstarren diese Tröpfchen 25 Dadurch ergeben sich einerseits scharfe Kanten an zu Grieß oder Pulver. Häufig werden genaue An- den Mündungen, wodurch das Zerreißen und Losforderungen an die Größe der einzelnen Pulver- oder lösen von Schmelztröpfchen begünstigt wird, und Grießkörnchen gestellt. Ein wesentlicher Nachteil der andererseits sind die Spaltweiten an den Düsenmünbisher bekannten Pulverisierungsvorrichtungen be- düngen im Zusammenwirken mit den Verstelhnögsteht nun darin, daß die Größe der einzelnen Pulver- 30 Henkelten in Längsrichtung regulierbar. Je enger die körnchen sehr unterschiedlich ausfallen kann. Es Spaltweite eingestellt ist, um so größer wird bei gleikönnen sich z. B. an der Düsenmündung einzelne chem Gasdurchsatz die Strömungsgeschwindigkeit in Metalltröpfchen etwas länger halten und dabei an- dem Spalt. Dadurch läßt sich an dieser Stelle der wachsen. Um dennoch ein möglichst gleichmäßiges Unterdruck beeinflussen und zusätzlich eine erhöhte, Pulver zu erhalten, müßten derartige, zu groß gera- 35 das Zerstäuben fördernde Verwirbelung des Gastene Pulverteilchen z. B. ausgesiebt werden, was stromes bewirken.

wegen der dadurch entstehenden Kosten nicht ver- Zur Verwendung des Schmelzgut-Heizgases zum

tretbar ist. Ein weiterer Nachteil der bisher bekann- Zerstäuben kann wenigstens erne Verbindungsöfften Vorrichtungen zum Pulverisieren hochschmelzen- nung von dem das Schmelzgut enthaltenden Druckder Stoffe besteht darin, daß die Beeinflussung der 40 ofen zu einem die Mündung der Vorzerstäuberdüse Korngröße des herzustellenden Pulvers lediglich umgebenden Raum vorgesehen sein und dort wenigmittels einer Veränderung der Gastemperaturen oder stens eine Bohrung zur Mündung der Nachzerstäuberder aufgewendeten Drücke möglich ist. Pulver von düse führen, so daß ein Teil des Heizgases vorzerhochschmelzenden Stoffen und insbesondere Metall- stäubend an dem Spalt zwischen ' Vorzerstäuber- \ pulver werden z. B. zur Herstellung von Thermit oder 45 düsenmündung und ein weiterer Teilstrom nachzervon Katalysatoren verwendet oder zu Sinterzwecken stäubend an der nächsten Düsenmündung wirksam benötigt. gemacht sind. Andererseits kann auch für das zum

Es besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung der ein- Zerstäuben vorgesehene Gas oder einen Teil davon gangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Her- eine seitliche Zuführung in den die Vorzerstäuberstellung von ferneren und gleichmäßigeren Pulvern 50 düsenmündung umgebenden Raum vorgesehen sein, od. dgl. erlaubt und unter anderem eine einfache Es sei erwähnt, daß die verwendeten inerten, redu-Regelung der Korngröße bei der Herstellung ver- zierenden oder oxydierenden Gase eine mindestens schiedener Pulver ermöglicht. ebenso hohe Temperatur wie die Schmelztemperatur

Dazu schlägt die Erfindung vor, daß mindestens des zu zerstäubenden Gutes haben, um ein vorzeitizwei Düsen hintereinander angeordnet sind und die 55 ges Erstarren innerhalb einer Düse zu vermeiden. Mündung einer Vorzerstäuberdüse unter Freilassung Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeicheines Spaltes in den Eintritt der nächsten Düse hin- nung noch näher erläutert. Es zeigt einweist. Die an der Mündung der Vorzerstäuber- F i g. 1 einen Querschnitt durch eine an einem

düse gebildeten Schmelzguttröpfchen gelangen also Druckofen befestigte, der Erfindung entsprechende gemischt mit Gas durch wenigstens eine weitere Düse 60 Vorrichtung sowie

noch einmal in einen sie nochmals zerreißenden Gas- F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt

strom. Dadurch wird eine Verminderung der durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit ab-Tröpfchengröße und damit der Größe der Pulverteile gewandelter Gaszuführung.

erzielt. Außerdem erreicht man durch mehrmaliges Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum

Zerstäuben einen Ausgleich von Größenunterschie- 65 Pulverisieren oder gegebenenfalls Granulieren hochden der einzelnen Tröpfchen. schmelzender Stoffe besteht erfindungsgemäß ins-

Zweckmäßigerweise haben die in Strömungsrich- besondere aus zwei hintereinander angeordneten tung einander folgenden Düsen jeweils einen größeren Düsen 2 und 3, wobei die Mündung einer Vorzer-

Claims

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Stäuberdüse 2 unter Freilassung eines Spaltes 4 in den Zerstäuberdüse 2 umgebenden Raum 22 strömt. Dort Eintritt 5 der Nachzerstäuberdüse 3 hineinragt. wird ein Teilstrom des Gases zur Vorzerstäubung an Weiterhin besitzt die Vorrichtung 1 einen z. B. aus dem Spalt 4 zwischen Vorzerstäuberdüsenmündung Stahl bestehenden Haltekörper 6 für die Nachzer- 16 und Eintritt 5 in die Nachzerstäuberdüse 3 verstäuberdüse 3 sowie einen Haltekörper 7 für die Vor- 5 wendet, während ein weiterer Teilstrom durch Bohzerstäuberdüse 2. Beide Haltekörper 6 und 7 werden rangen 23, welche vorzugsweise konzentrisch um die von einer äußeren Büchse 8 umgriffen. Man erkennt Düse 3 in dem Haltekörper 6 angebracht sind, zu in den Figuren deutlich, daß der Haltekörper 6 mittels dem Strömungsquerschnitt S im Bereich der Müneines Gewindes 9 mitsamt der Düse 3 relativ zu der dung 14 der Düse 3 geleitet wird. Dort findet dann Büchse 8 bzw. zu der Vorzerstäuberdüse 2 verstell- io erfindungsgemäß eine Nachzerstäubung des Schmelzbar ist. guttröpfchen-Gasgemisches statt, welches an der Die Befestigung der aus Keramik oder Kohlenstoff Mündung 16 der Vorzerstäuberdüse 2 gebildet wurde, bestehenden Düsen 2 und 3 erfolgt jeweils mit einem Wie bereits erwähnt, ist auch der Strömungsqueraus Schamotte- oder Stampfmasse bestehenden Ring schnitt S durch Verstellen des Führungskörpers 13

10 bzw. 11. Insbesondere der Ring 11 zur Befesti- 15 relativ zu der konisch ausgebildeten Mündung 14 in gung der Nachzerstäuberdüse 3 greift dabei in Ring- seiner lichten Weite regulierbar.

nuten 12 ein, wodurch ein zusätzlicher Formschluß In F i g. 2 ist eine etwas abgewandelte Ausführung

erzielt wird. der Vorrichtung 1 dargestellt. Der Unterschied be-

Beim Auswechseln von z. B. durch Abbrennen be- steht vor allem darin, daß für das zum Zerstäuben

schädigten Düsen 2 bzw. 3 können die Ringe 10 bzw. 20 vorgesehene Gas eine seitliche Zuführung 24 in den

11 leicht zerbrochen werden. Zusätzlich zu ihrer die Vorzerstäuberdüsenmündung 16 umgebenden Haltefunktion dichten sie außerdem den Düsenkörper Raum 22 vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung kann gegen den Haltekörper 6 bzw. 7 ab. die Steigleitung 20 einfach in einen Tiegel od. dgl.

An der Mündung 14 der Nachzerstäuberdüse 3 er- das Schmelzgut 19 enthaltenden Behälter eingeführt kennt man einen Führungskörper 13, welcher zur 25 werden. Die übrigen Teile der Vorrichtung 1 in Begrenzung des Strömungsquerschnittes S des Gases F i g. 2 entsprechen in ihrem Aufbau und in ihrer im Bereich der Mündung 14 vorgesehen ist. Er ist Wirkungsweise denen der Vorrichtung 1 in Fig. 1. ebenfalls über ein Gewinde 15 in Längsrichtung der Insbesondere durch Zusammenwirken der vor-Düsenanordnung verstellbar. Sowohl die Mündung beschriebenen Merkmale gestattet die erfindungs-14 der Düse 3 als auch die Mündung 16 der Düse 2 30 gemäße Vorrichtung 1 eine gute Einstellung auf die verjüngt sich außen konisch. Dadurch haben beide Eigenschaften des zu zerstäubenden Schmelzgutes, Mündungen verhältnismäßig scharfe Kanten 17, und wie z. B. Schmelzpunkt, Viskosität, spezifisches Gezusätzlich wird durch diese Abschrägungen bei einer wicht usw. Die Anordnung mehrerer Zerstäubungs-Längsverstellung des Führungskörpers 13 bzw. des stellen hintereinander verbessert in gewünschter Haltekörpers 6 der Spalt 4 bzw. der Strömungsquer- 35 Weise die Feinheit und Gleichmäßigkeit des erzielten schnitt S reguliert. Ein sehr enger Spalt 4 bzw. Strö- Pulvers oder Granulats. Dadurch wird der Aufwand mungsquerschnitt S bewirkt eine große Gasgeschwin- bei der Herstellung eines derartigen Pulvers sowie die digkeit und damit einen stärkeren Unterdruck an der Gefahr der Entstehung von das Pulver verschlechternjeweiligen Düsenmündung 14 bzw. 16, wodurch die den, zu großen Teilchen vermindert. Größe der mitgerissenen Schmelzguttröpfchen beein- 40 Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, daß bei flußt werden kann. Verwendung von Kreisquerschnitten der Durch-

In F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 messer der Vorzerstäuberdüse 2 etwa 1 cm, der der

in einen Druckofen 18 eingebaut. Dabei ist der besse- Nachzerstäuberdüse 3 etwa das doppelte beträgt und

ren Übersicht wegen die Vorrichtung 1 unverhältnis- die lichte Weite der die Düsenmündungen 14 bzw. 16

mäßig groß gezeichnet. Der Druckofen 18 enthält in 45 umgebenden Ringspalten S bzw. 4 etwa bis zu Vs cm

bekannter Weise ein Schmelzgut 19, welches im Aus- einstellbar ist. führungsbeispiel über eine senkrechte Steigleitung 20

zu der Vorzerstäuberdüse 2 gelangt. Die Förderung „ .. ,

des Schmelzgutes durch die Steigleitung 20 erfolgt fatentansprucüe: einerseits durch den Druck im Druckofen 18 und 5°

andererseits durch den von der Gasströmung an der 1. Vorrichtung zum Pulverisieren oder Granu-Düsenmündung 16 bzw. 14 erzeugten Unterdruck. Heren von Metallen, Metallegierungen od. dgl. Die Verwendung einer Steigleitung 20 an Stelle einer hochschmelzenden Stoffen durch Zerstäuben von beispielsweise horizontalen oder abfallenden Leitung Schmelzgut mit Hilfe eines von außen an eine hat den Vorteil, daß die beförderte Schmelzgutmenge 55 Düsenmündung geführten Gasstromes, dessen besser kontrollierbar ist und ein Nachtropfen der Temperatur gleich oder höher als die Schmelz-Düsen 2 bzw. 3 nach Außerbetriebnahme der Vor- temperatur des zu zerstäubenden Gutes ist, wobei richtung 1 unterbleibt. die Düse über eine Leitung mit dem Schmelzgut

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird zum in Verbindung steht, dadurch gekenn-Zerstäuben das Heizgas des Schmelzgutes 19 verwen- 60 zeichnet, daß mindestens zwei Düsen (2, 3) det. Dieses Heizgas erhält den Druck in dem Druck- hintereinander angeordnet sind und die Mündung ofen 18 aufrecht und sorgt dafür, daß das Schmelz- (16) einer Vorzerstäuberdüse (2) unter Freigut eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes lassung eines Spaltes (4) in den Eintritt (5) der behält. In dem mit dem Ofeninnenraum in Beruh- nächsten Düse (3) hineinweist, rung stehenden Haltekörper 7 befindet sich eine oder, 65 .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gewie es gestrichelt angedeutet ist, mehrere Verbin- kennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung eindungsöffnungen 21, durch welche das Heizgas aus ander folgenden Düsen (3) jeweils einen größeren dem Druckofen 18 in den die Mündung 16 der Vor- Querschnitt als die vorhergehende Düse (2) haben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Düsen (2,3) relativ zueinander in Längsrichtung verstellbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachzerstäuberdüse (3) in Längsrichtung verstellbar ist, z. B. durch ein Gewinde (9) zwischen dem Haltekörper (6) der Nachzerstäuberdüse (3) und einer das Düsensystem umgreifenden Büchse (8).
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (13) zur Begrenzung des Strömungsquerschnittes (S) des Gases im Bereich der Mündung (14) der Nachzerstäuberdüse (3) in Längsrichtung verstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Düsen (2, 3) wenigstens im vorderen Bereich sich konisch verjüngend zu ihren Mündungen (16,14) hin abgeschrägt sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung des Schmelzgut-Heizgases zum Zerstäuben wenigstens eine Verbindungsöffnung (21) von dem das Schmelzgut (19) enthaltenden Druckofen (18) zu einem die Mündung (16) der Vorzerstäuberdüse (2) umgebenden Raum (22) vorgesehen ist und von dort wenigstens eine Bohrung (23) zur Mündung (14) der Nachzerstäuberdüse (3) führt.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das das Zerstäuben bewirkende Gas oder einen Teil davon erne seitliche Zuführung (24) in den die Vorzerstäuberdüsenmündung (16) umgebenden Raum (22) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Keramik oder Kohlenstoff od. dgl. bestehenden Düsen (2,3) durch einen aus Schamotte- oder Stampfmasse bestehenden Ring (11) gegen ihre z. B. aus Stahl bestehenden Haltekörper (6, 7) abgedichtet und auswechselbar befestigt sind.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Vorzerstäuberdüse (2) etwa 1 cm, der der Nachzerstäuberdüse (3) etwa das Doppelte beträgt und die lichte Weite der die Düsenmündungen (14,16) umgebenden Ringspalten (S, 4) etwa bis zu V2 cm einstellbar ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen