DE2007803A1 - Mobile aluminium atomizing vessel - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von erstäubten Nichteisenmetallpulvern, insbesondere Aluminiumpulver.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nichteisenmetallpulvern, insbesondere Aluminiumpulver, durch Übergabe einer Metallschmelze von einem Schinelzbehälter an eine Verdusungsanlage, in der das geschmolzene Metall vermittels eines Gasstromes, vorzugsweise Preseluft,durch die Eintrittsöffnung eines Buffangbehälters in diesen zerstäubt wird.
• Bei der Zerstäubung der Metallachmelze fällt das Metall in sehr feiner und reiner Form an. Der Bedarf an solchen Metallpulvern ist in dem letzten ahrzehnt ständig gestiegen. Dies gilt vor allem für durch Zerstäubung erhaltenes Aluminiumpulver. Grosse Mengen hiervon werden beispielsweise für die Herstellung von Pigmenten und aluminiumorganischen Verbindungen benötigt, die ihrerseits für die Synthese organischer Verbindungen eingesetzt werden.
• Der steigende Bedarf an zerstäubten Nichteisenmetallen führt zu der Notwendigkeit, neue Produktionsanlagen zu schaffen und die Kapazität bereits bestehender Anlagen zu erweitern. Der Investitionsaufwand hierfür ist Jedoch ausserordentlich hoch.
• Bei Magnesium und Aluminium hängt er wesentlich von den baulichen Massnahmen ab, die getroffen werden müssen, um das Zerstäuben der Metallschmelze möglichst gefahrlos durchführen zu können. Beide Metalle sind bekanntlich in feiner Verteilung an der Luft sehr leicht entzündlich. Feiner Bluminiumstaub bildet in bestimmten Konzentrationen mit Luft ein hochexplosives Gemisch.
• Die für die Verdüsung benötigte Metallschmelze wurde bisher in unmittelbar vor der Eintrittsöffnung des Zerstäubungsbehälters angeordnetenöfen aufbereitet bzw. in diesen warmgehalten. Die liegend angeordneten Ofen ruhen auf Lagern, in denen sie durch mechanischen Antrieb um ihre Längsachse drehbar sind.
• Dadurch ist es möglich, die Lage der im Mantel der Öfen angeordneten Zerstäubungedüse, bei der es sich beispielsweise um eine Lavaldüse handeln kann, in bezug auf den Spiegel der Schmelze so zu verändern, dass sie vor dem Ver?isungsgang oberhalb und während des Verdüsungsprozesses anterizalb des Spiegels der Schmelze liegt. Die Öfen sind in einem festen Gebäude untergebracht, in dem sich auch die Aggregate für die Erzeugung des für die Verdüsung benötgten Druckgases, im allgemeinen Pressluft, befinden. Die Öien werden entweder mit festem Metall oder mit bereits aufgeschmolzenem Metall beschickt, das den ofen aus einer besonderen Schmelzanlage in Spezialbehältern zugefahren wird. Bei der Herstellung von zerstäubtem liuminiumpulver kann die liuminiumschmelze vom Elektrolysebetrieb in diesen Behältern zu den unmittelbar vor dem Zerstäubungsbehälter angeordneten Öfen angefahren und in diese entleert werden. Die Transportbehälter haben ein Fassungsvermögen von mehreren Tonnen an Aluminiumschmelze. Sie bestehen aus einem Stahlmantel, der innenseitig beispielsweise mit einem keramischen Material als Isolierung'ausgekleidet ist.
• Die bekannten Einrichtungen zur Herstellung von zerstäubten Nichteisenmetallpulvern, insbesondere Aluminiumpulver bringen wesentliche Nachteile mit sich. Durch das Verdüsen der Metallschmelze aus den unmittelbar vor dem Zerstäubungsbehälter angeordneten Schmelz- und Warmhalteöfen entateht ein wesentliches Gefahrenmoment. Bei einer Explosion im Zerstäubungsbehälter kann das Metallpulver in den Ofen zurackgedrückt und in diesem zur Entzündung gebracht werden. Bei Aluminium ist die Reaktion zwischen dem Metall und Sauerstoff so stark exotherm, dass es in wenigen Sekunden zu einer Hitzeentwicklung kommen kann, welche das Bedienungßpersonal in dem die Öfen aufnehmenden Gebäude stark gefährdet.
• In wirtschaftlicher Hinsicht bestehen die Nachteile bei den bekannten Einrichtungen darin, dass für Jede Verdllsungsstelle ein besonderer Schmelz- bzw. Warmhalteofen vosehen werden muss und für deren Unterbringung besondere Gebäude errichtet werden müssen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt hiernach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Hersttllung von Nichteisenmetallpulvern, insbesondere Aluminiumpulver, durch Zerstäuben einer Metallschmelze vorzuschlagen, das die Investitionskosten fUr die Produktionsanlage im Vergleich zu den bekannten Anlagen stark vermindert und die Voraussetzungen für eine bessere Lösung dee Sicherheitsproblems schafft.
• Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Metallschmelse aus einem Schnerlzbehältern einen Transportbehälter gebracht und in diesem zu der Verdüsungsanlage gefahren wird, wo nach Ausrichtung der AusSlussöffnung des Transportbehälters gegen die Eintrittsöffnung des Auffangbehälters das geschmolzene Metall aus dem Transportbehälter huber die Ausflussöffnung unmittelbar dem Gasstrom zugeführt wird. Die Besonderheit des für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzten Transportbehälters besteht darin, dass in dessen Wandung die Zerstäubungsdüse eingesetzt ist.
• Da bei dem erfindngsgemässen Verfahren dieMetallschmelze unmittelbar aus de Transrt:tbehältern heraus verdüst wird, kann auf die bber @@@@@@@@@@@@@@ Schmelz- und Warmhalteöfen vor dem Zerstä@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ werden. Ferner ist die Errichtung @@@@@ @@@ @@ die Unterbringung dieser Ofen nicht mehr erforderlich. Die Beschickung der Transportbehälter mit der Metallschmelze kann von einem einzigen zentralen Ofen her erfolgen, der ausserhalb der unmittelbaren Gefahrenzone der Verdüsungsetellen steht und von dem aus die Schmelze vermittels der Transportbehilter den einzelnen Verdüsungsstellen zugefahren wird. Da bei der Errichtung des Gebäudes für die Unterbringung dieses Ofens die verhältnismässig kostspieligen Massnahmen in Fortfall kommen, die bisher im Hinblick auf die sttehgen Sicherheitsbestimmungen bei den Gebäuden für die unmittelbar an den Verdüsungsstellen stehenden Schmelzöfen getroffen werden mussten, ergibt sich auch insoweit eine Kostenersparnis.
• Das erfindungegemässe Verfahren schafft auch die Voraussetzung für einen erhöhten Schutz des an den Verdüsungsstellen arbeitenden Personals. Nachdem die Verdüsung nunmehr im Freien durchgeführt werden kann, ist es möglich, neben der Verdüsungsanlage zum Schutz des Bedienungspersonals einen kleinen Bunker zu erstellen, der mit einem Beobachtungsfenster aus Sicherheitsglas versehen ist und bei Explosion einen sicheren Schutz bietet.
• Während der Verdüsung kann der Transportbehälter mit einem inerten Gas oder Luft unter Druckgesetzt werden, beispielsweise zwischen 0,2 und 4 atü, so dass dadurch die flüssige Schmelze aus dem Verdüsungsrohr unter Druck austritt. Dadurch kann die Leistung einer Verdüsungsanlage so gesteigert werden, dass man für eine vorgegebene Produktion mit einer im Vergleich zu den bekannten Verfahren geringeren Anzahl von Verdüsungsstellen auskommt. Als zweckmässig erweist es sich, das Gas laufend aus dem Behälter abzuziehen und der Düse zuzuleiten, wo das Gas für die Zerstäubung nutzbar gemacht wird.
• Die an den Transportbehältern angeordnete Düse kann an den Behältern ständig montiert bleiben. Die Düse ist in der Behälterwandung zweckmässigerweise so angeordnet, dass die Schmelze während des Äuffüllens und des Transports des Behälters oberhalb des Spiegels der Schmelze zu liegen kommt.
• Nachdem der Transportbehälter vor den Zerstäubungsbehälter angestellt worden ist, kann durch eine Drehung bzw. ein Schwenken des Behälters die Düse unterhalb des Schmelzspiegels gebracht werden. iiach Beendigung des Verdüsuntrsprozesses wird die Düse durch den im Behälter befindlichen ueberzug ausgeblasen und damit freigelegt. Um ein Verstopfen der Düse während des Transportes durch Hochspritzen des Metalls zu vermeiden, kann nach Beendigung des Verdüsungeprozesses ein Aluminiumriegel in das Verdüsungsrohr eingesetzt werden, der vor Beginn der nächsten Verdüsung durch das Rohr durchgestossen wird und dann in die im Behälter befindliche Schmelze hineinfällt.
• Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnun beschJeben. Es zeigen: Figur 1 ein Fliessschema von dem erfindungegemässen Verf&hren und Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines für das erfindungsgemässe Verfahren einsetzbaren Transportgeräts, wobei der Transportbehälter in der linken Darstellung in der Stellung während des Transportes und t der rechten Darstellung in der Stellung während der Verdüsung dargestellt iet.
• Die in dem Schmelzofen 1 aufbereitete Metallschmelze wird über die Abflussrinne 2 in den Transportbehälter 3 abgefüllt. Zu diesem Zwecke besitzt der zylindrisch ausgebildete Transportbehälter in seiner einen Stirnwandung 3t eine Abfüllöffnung 7j",An derselben Stirnwandung ist auch die Zerstäubungsdüse 4 angeordnet. Der ransportbehälter ist auf einem fahrbaren Gestell 5 schwenkbar angeordnet. Die Schwenkachse 6 ist in Wangen 7 dieses Gestells gelagert. An einem der beiden Wangen ist ein mit Druckmittel von einer nicht gezeigten Pumpe beaufschlagbarer Zylinder 8 angelenkt. Die Stange 9 des in dem Zylinder verschiebbaren Kolbens greift an dem Behälter 3 an. Mit dieser Einrichtung ist der Transportbehälter wie aus Figur 2 ersichtlich verschwenkbar.
• Beim Abfüllen der Schmelze befindet sich der Transportbehälter in einer aufrechten Stellung, bei der also die Stirnwandung 3 mit der Abfüllöffnung 3" nach oben zu liegen kommt. Nach Beendigung des Abfüllvorganges wird der Behälter 3 auf dem Gestell 5 zu der Yerdüsungsstelle gefahren, wo sich, ds Behälter 10 befindet, in den die in dem Transportbehälter befindliche Metallachmelze zerstäubt werden soll. Der Transportbehälter 3 wird so gegen den Zerstäubungsbehälter 10 angefahren, dass nsch dem Verschwenken des Transportbehälters in eine im wesentlichen horizontals Lage, in welcher die Düse unterhalb des Spiegels der Metallfläche zu liegen kommt, die Düse gegen die Eintrittsöffnung li des Zerstäubungsbehälters ausgerichtet ist. An die Düse wird seitlich eine Druckleitunt 12 angeschlossen, welche die Düse mit einem Kompressor 13 verbindet, der das Druckgas bzw. die Druckluft für den Zerstäubungsprozess liefert. Die Einrichtung der Zerstäubungsdüse für Metallschmelzen ist hinlänglich bekannt, so dass hierauf nicht im einzelnen eingegangen zu werden braucht. Aus den Auffangbehältern 14 unterhalb des Zerstäubungsbehälters 10 wird das feine tietallpulver über eine Leitung 17 abgezogen und zur Entgesun einem Zyklon 15 zugeführt, unterhalb dessen eine Siebeinrichtung 16 für die Elassierung angeordnet ist.
• izach Beendigung des Zerstäubungsprozesses wird der leere Transportbehälter wieder zu dem Schmelzofen 1 zurückgefzhren und erneut gefüllt.

Claims (9)

Neue Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Nichteisenmetallpulvern, insbesondere Aluminiumpulver, durch Übergabe einer Metallschmelze von einem Schmelzbehälter an eine Düse, aus der das geschmolzene Metall vermittels eines Gases durch die Eintrittsöffnung eines hinter der Düse angeordneten Auffangbebälters in diesen zerstäubt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelze aus dem Schmelzbehälter in einen mit der Düse versehenen Transportbehälter gebracht und in diesem zu dem Auffangbehälber gefahren wird, wo nach Ausrichtung der Düse gegen die Eintrittsöffnung des Auffangbehälters das geschmolzene metall aus dem Transportbehälter unmittelbar der Düse zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, is zur Zerstäubung der Metallschmelze an der Austritesöff nung der Düse in an sich bekannter Weise ein Gasstrom, vorzugsweise Pressluft, vorbeigeführt wird.

3. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Transportbehälters während des Ausfliessens des Aluminiums unter Überdruck gesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck etwa 0,2 bis 4,0 atü beträgt.

5. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das im Transportbehälter befindliche Gas laufend abgezogen und der Düse für die Zerstäubung zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflussöffnung der Transportbehalter während des Transports mit einem Aluminiumriegel verschlossen und dieser zur Freilegung der Öffnung vor Beginn der Verdüsung in das Behälterinnere durchgestossen wird.

7. Transportgerät zur burchIiihrung des VerfahrUn.i nach nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch (;ekennzeichnet, dass in de Wandung des Transnortbehilters eine Zerstäubungsdüse, z.B. eine Lavaldüse, eingesetzt ist.

8. Transportgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse in der Wandung des vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Behälters an einer Stelle angeordnet ist, die während des Einfüllens und Transports der Schmelze oberhalb des Schmelzspiegels liegt und dass eine Einrichtung für ein Schwenken oder Drehen des Behälters vorgesehen ist.

9. Transportgerät nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportbehälter ein Fassungsvermögen von etwa 1 t bis 10 t Metallschmelze besitzt.