DE2222830C3

DE2222830C3 - Arrangement for granulating molten metal

Info

Publication number: DE2222830C3
Application number: DE19722222830
Authority: DE
Inventors: Gösta Västeraas Karlsson (Schweden)
Original assignee: Allmänna Svenska Elektriska AB, V äster aas (Schweden)
Priority date: 1971-05-12
Filing date: 1972-05-10
Publication date: 1976-02-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Granulieren i-iner Metall- oder Metallegierungsschmelze mit einem in eine Gießpfanne entleerbaren Ofen und mit einem Kühlteil, wobei Ofen und Gießpfanne gemeinsam in einem Vakuum- und/oder Schutzgasbehälter mit mindestens einem Vakuumventil eingeschlossen sind.The invention relates to an arrangement for granulating with a metal or metal alloy melt an oven that can be emptied into a pouring ladle and with a cooling section, the oven and pouring ladle together are enclosed in a vacuum and / or protective gas container with at least one vacuum valve.

!n der DT-OS 20 57 862 werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Granulieren von Metallschmelzen mittels Zerteilung eines Metaüschmelzenstrahls durch Gas- oder Gasflüssigkeitsstrahlen beschrieben, die unter hohem Druck gegen den Schmelzenstrahl gerichtet werden. Ein erster und ein zweiter dieser Zerteilungsstrahlen, die sich über je eine Ebene verteilen, werden von zwei gegenüberliegenden Seiten auf den Schmel-In DT-OS 20 57 862 a method and an arrangement for granulating metal melts are disclosed by splitting a metal melt jet through Gas or gas-liquid jets described which are directed against the melt jet under high pressure will. A first and a second of these splitting rays, which are each distributed over a plane, will be from two opposite sides on the Schmel

Zerteilungsstrahien kommen um einem suichcii Abstand voneinander zur Wirkung, daß der Schmelzenstrahl nach Kontakt mit dem ersten Zerteilungsstrahl auf Grund der kinetischen Energie desselben umgeleitet wird, ehe der noch geschmolzene Metallstrahl auf den anderen Zerteilungsstrahl trifft. Hierbei wird die Schmelze in freie Tropfen zerteilt, die nach dem Erstarren die gewünschten Pulverpartikeln bilden.Parting rays come at a suichcii distance from each other to the effect that the melt jet after contact with the first splitting jet due to the kinetic energy of the same is diverted before the still molten metal beam on the meets another splitting beam. Here, the melt is divided into free drops, which after the Solidify to form the desired powder particles.

Zur Beschleunigung des Erstarrens der freien Tropfen ist es aus der obengenannten Patentanmeldung bekannt, IS Gas, vorzugsweise Inertgas, mit niedriger Temperatur durch die Zerteilungspartien der Schmelze zu blasen Das Gas zirkuliert in einer Kühlglocke, die den Zweck hat, die geschmolzenen Partikeln zum Erstarren zu bringen.To accelerate the solidification of the free droplets, it is known from the above-mentioned patent application to blow IS gas, preferably inert gas, at low temperature through the partitions of the melt. The gas circulates in a cooling bell which has the purpose of solidifying the melted particles .

jo Obwohl man normalerweise Schmelzen mit niedrigem Sauerstoffgehalt verwendet, kann es schwer sein, zu verhindern, daß die Oberfläche der Partikelr. oxydiert; bei der Granulierung von hochlegiertem Stahl tritt das Problem auf, daß die Legierungsbestandteil J₅ meistens sehr beständige Oxyde bilder:, die schwer reduzierbar sind.jo Although low-oxygen melts are typically used, it can be difficult to prevent the surface of the particles from being removed. oxidized; When granulating high-alloy steel, the problem arises that the alloy constituents J ₅ mostly form very stable oxides, which are difficult to reduce.

Uni diesen Nachteil zu vermindern, hat man Ofen und Gießpfanne in einem Vakuum- und/oder Schutzgasbehälter mit Evakuierungsorganen üblicher Art angeordjo net, ζ. B. mit Mehrstufendampfstrahlejektorpumpen und Diffusionspumpen, die einen Druck von beispielsweise 10~³ Torr in dem Behälter, eventuell vorder Schulzgas einfüllung, ermöglichen.To reduce this disadvantage, the furnace and ladle have been arranged in a vacuum and / or protective gas container with evacuation devices of the usual type, ζ. B. with multi-stage steam jet ejector pumps and diffusion pumps, which allow a pressure of, for example, 10 ~ ³ Torr in the container, possibly before filling the Schulz gas.

Ein Problem ist hierbei das Abschließen des Granulierungsteils von der Gießpfanne, nachdem ein Vakuumventil geöffnet ist, ohne daß das Vakuum oder die Schutzgasatmosphäre verlorengeht, und das gleichzeitige Beibehalten aller Vorteile, die man mit einer effektiven Granulierungsanlage von beispielsweise der ψ; beschriebenen Art erreicht, zu gewährleisten.A problem here is the locking of the granulating part from the ladle after a Vacuum valve is open without the vacuum or the protective gas atmosphere being lost, and that at the same time Retaining all the advantages of an effective granulation system from, for example, the ψ; described type achieved to ensure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anordnung zum Granulieren einer Metallschmelze derart weiter zu entwickeln, daß eine zufriedenstellende Abdichtung des Granulierungsteils zu der Gießpfanne beim öffnen eines Vakuumventil erreicht wird.The invention is based on the object of the known arrangement for granulating a molten metal to be further developed so that a satisfactory sealing of the granulating part to the ladle when opening a vacuum valve is reached.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die mit Warmhalteorganen und einer Bodenöffnung versehene Gießpfanne vertikal beweglich an dem Anschlußorgan des Kühlteils angeordnet ist, wobei die Gießpfanne in angehobener Lage einen unteren Raum freilegt, in dem das Vakuumventil zum Verschließen des Behälters verschiebbar angeordnet ist, und daß die Gießpfanne in herabgesenkter Lage an Anschlußorgane anschließbar ist, in oder an denen übliche Ausblasedüsen für Gas oder Gas/Flüssigkeit zur Zerteilung des Schmelzenstrahls angeordnet sind.To solve this problem, an arrangement of the type mentioned is proposed, which thereby is characterized in that the ladle provided with holding elements and a bottom opening is vertical is movably arranged on the connecting member of the cooling part, the ladle in raised Layer exposes a lower space in which the vacuum valve can be slid to close the container is arranged, and that the ladle can be connected to connecting members in the lowered position is, in or on which customary blow-off nozzles for gas or gas / liquid to break up the melt jet are arranged.

An Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigtThe invention is to be explained in more detail on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures will. It shows

F i g. 1 ein Detailbild der Gießpfanne, des; Ofens und des Granulierungsteils,F i g. 1 is a detailed image of the ladle, des; Furnace and the granulating part,

F i g. 2 eine Gesamtansicht der Granulierungsanlage.F i g. 2 shows an overall view of the granulation plant.

In einem Vakuumbehälter 11 (teilweise in Fig. IIn a vacuum container 11 (partly in Fig. I.

gezeigt) ist ein Ofen 12 zum Warmhalten, eventuell auch zum Erwärmen einer Schmelze, z. B. hochlegiertemshown) is a furnace 12 for keeping warm, possibly also for heating a melt, e.g. B. high-alloy

Stahl, kippbar angeordnet. Der Ofen kann ein Tiegelofen mit einer Nieder- oder Hochfrequenzspule sein. Man kann in besonderen Fällen an diesem Ofen auch einen Umriihrer anbringen bzw. den einphasigen Speisestrom auf mehrphasigen Umrührstrom umschalien, um das Entgasen der Schmelze in dem Vakuumbehälter (Druck z. B. 10~³ Torr) zu ermöglichen.Steel, arranged tiltable. The furnace can be a crucible furnace with a low or high frequency coil. In special cases it is also possible to attach a conveyor to this furnace or to convert the single-phase feed stream to a multiphase agitation stream in order to enable degassing of the melt in the vacuum container (pressure e.g. 10 ^-3 Torr).

Die Schmelze wird aus dem Ofen 12 in eine Gießpfanne 13 gegossen, die eventuell wassergekühlt und austauschbar ist sowie mii Warmhalteorganen, z. B. einer oder mehreren Induktionsspulen 14, versehen ist, um das Erstarren der Schmelze im Hauptraum der Pfanne und in ihrer Bodenöffnung 15 zu verhindern. Die Warmhalteorgane ermöglichen lange Verfahrungszeiten in der Pfanne und ein Abzapfen in gewünschtem Takt, kontinuierlich oder diskontinuierlich. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, da das Abzapfen oft eine lange Zeit beansprucht.The melt is poured from the furnace 12 into a ladle 13, which may be water-cooled and is interchangeable as well as with warming elements, e.g. B. one or more induction coils 14 is provided, in order to prevent the melt in the main space of the ladle and in its bottom opening 15 from solidifying. the Warming elements allow long moving times in the pan and tapping in the desired amount Clock, continuous or discontinuous. This is essential as the drainage is often a long one Time consuming.

Die Figur zeigt die Pfanne 13 in herabgesenkter Lage, aber die Schmelze vom Ofen 12 kann auch in die Gießpfanne gegossen werden, wenn diese sich in der gestrichelten Lage 16 befindet (s. Doppelpfeil, Lage A). In erhöhter Lage wird unter der Gießpfanne ein Raum 17 freigelegt, in den ein Vakuumdichtungsventil 18 in dichtende Lage für den Behälter 11 geschoben werden kann.The figure shows the ladle 13 in the lowered position, but the melt from the furnace 12 can also be poured into the ladle when this is in the dashed position 16 (see double arrow, position A). In an elevated position, a space 17 is exposed under the pouring ladle, into which a vacuum sealing valve 18 can be pushed into a sealing position for the container 11.

Die Gießpfanne 13 ist nach Öffnen des Ventils 18 herabsenkbar in eine zentrierte Lage an der Behälterwand 19. Die Pfanne wird dort mit Hilfe von konischen Stiften 20 zentriert, wobei Stift oder Loch an der Unterseite der Pfanne oder entsprechende Löcher oder Stifte an der Behälterwand oder an den mit diener verbundenen Teilen angeordnet sind.After opening the valve 18, the pouring ladle 13 can be lowered into a centered position on the container wall 19. The pan is centered there with the help of conical pins 20, the pin or hole on the Underside of the pan or corresponding holes or pins on the container wall or on the serving connected parts are arranged.

Die Pfanne 13 hat einen unteren Anschlußteil oder Dichtungsring 21, der in herabgesenkter I nge an einen die Granulierungsteile enthaltenden Dichtungsring 22 angeschlossen ist, in dem sich eine zentrale öffnung 23 für den Schmelzenstrahl sowie Ausblasedüsen 24, 25 für Inertgas (Argon, Stickstoff etc.) zum Zerteilen des Schmelzenstrahls in Tröpfchen (s. oben) befinden. Der Dichtungsring 22 ist an einem Gaszufuhrteil 26 mit Gaszuleitungen, die teilweise ringförmig angeordnet sind (27, 28) lösbar angebracht. Der Dichtungsring 22 und das Teil 26 sind auf einer ringförmigen Platte 29 angeordnet, die einen Anschlußteil zu einer Kühlanordnung (Kühlgiccke 30, Granulierungsbehf lter) bildet und mit dieser mittels eines elastischen udlgs 31 verbunden ist, wodurch vertikale Bewegungen der Kühlglocke 30 oder der Anschlußorgane 22, 26 möglich werden. Der Dichtungsring 22 und das Teil 26 können fest oder lösbar miteinander verbunden sein.The pan 13 has a lower connecting part or sealing ring 21 which is lowered in length to a the sealing ring 22 containing the granulation parts is connected, in which a central opening 23 for the melt jet and blow-out nozzles 24, 25 for inert gas (argon, nitrogen, etc.) for dividing the The melt stream is in droplets (see above). The sealing ring 22 is on a gas supply part 26 with Gas supply lines, some of which are arranged in a ring (27, 28), are detachably attached. The sealing ring 22 and the part 26 are arranged on an annular plate 29 which is a connection part to a cooling arrangement (Kühlgiccke 30, Granulierungsbehf lter) forms and connected to this by means of an elastic uudlgs 31 is, whereby vertical movements of the cooling bell 30 or the connecting elements 22, 26 are possible. the Sealing ring 22 and part 26 can be connected to one another in a fixed or detachable manner.

Der Balg 31 wird auch in F i g. 2 gezeigt, ebenso der Vakuumbehälter 11, der Ofen 12 und die Gießpfanne 13. Der Motor zum Kippen des Ofens ist mit 32 bezeichnet. Wie ersichtlich, ist der ganze Vakuumteil im Verhältnis zu der Kühlglocke 30 verschiebbar.The bellows 31 is also shown in FIG. 2, as well as the Vacuum vessel 11, furnace 12 and ladle 13. The motor for tilting the furnace is indicated at 32. As can be seen, the entire vacuum part is displaceable in relation to the cooling bell 30.

S Die Anordnung arbeitet in folgender Weise: Nach Chargierung des Ofens 12 wird das Vakuumventil 18 zwischen dem Behälter 11 und der Kühlglocke (Granulierungsbehälter) 30 geschlossen. Inzwischen wird ein Kühlkasten 33 mit Hilfe eines Wagens unterS The arrangement works in the following way: After charging the furnace 12, the vacuum valve 18 between the container 11 and the cooling bell (granulation container) 30 is closed. In the meantime is a cooling box 33 with the help of a cart underneath

ίο der Kühlglocke 30 placiert. Im Zusammenhang hiermit wird die Kühlglocke mit Hilfe von hydraulischen Organen 35 nach oben gegen den Balg 31 gepreßt. Die Kühlglocke wird auf etwa 1 mm Hg evakuiert, wonach sie und der Kühlkasten 33 mit Inertgas (Argon) aufίο the cooling bell 30 placed. In connection with this the cooling bell is pressed up against the bellows 31 with the aid of hydraulic elements 35. the The cooling bell is evacuated to about 1 mm Hg, after which it and the cooling box 33 are filled with inert gas (argon)

IS Atmosphärendruck gefüllt werden. Danach wird der evakuierte Vakuumbehälter des Ofens mit Inertgas auf denselben Druck gefüllt, und das Vakuumventil 18 zwischen dem Behälter 11 des Ofens und der Kühlglocke 30 wird geöffnet. Die Gießpfanne 13IS atmospheric pressure to be filled. After that, the evacuated vacuum container of the furnace filled with inert gas to the same pressure, and the vacuum valve 18 between the container 11 of the furnace and the cooling bell 30 is opened. The ladle 13

to (eventuell eine von mehreren) wird gefüllt und in ihre untere Lage gebracht. Argongas wird an die Düsen 24, 25 angeschlossen, und das Granulieren kann beginnen. Nach Gießen und Granulieren wird das Ventil 18 zwischen dem Vakuumbehälter 11 und der Kühlglocke >0 geschlossen.to (possibly one of several) is filled and brought into its lower position. Argon gas is supplied to the nozzles 24, 25 is connected and granulating can begin. After pouring and granulating, the valve becomes 18 between the vacuum container 11 and the cooling bell> 0 closed.

Vakuumbehälter und Kühlglocke (Granulierungsbehälter) des Ofens werden evakuiert und mit Luft gefüllt. Die wassergekühlte Gießpfanne wird bei Bedarf ausgewechselt, und die Kühlglocke wird angehoben (bei 35), und das Unterteil mit dem Kühlkasten 33 wird miuels Transportorgarien 36 zwecks Reinigung zur Seite geschoben. Die: Reinigung ist wegen der Staubanhäufung in dem Kühlkasten und bei I egierungsänderung vor dem nächsten Granulierungssut/ erforderlich. The oven's vacuum container and cooling bell (granulation container) are evacuated and filled with air. The water-cooled ladle is exchanged if necessary, and the cooling bell is raised (with 35), and the lower part with the cooling box 33 is used by means of a transport organ 36 for cleaning Side pushed. The: cleaning is because of the accumulation of dust in the cooler and when changing the orientation before the next granulation system / required.

Die Kühlglocke kann eventuell mit Aussaugventilator und Zyklon zum Entfernen von Staub versehen werden. Nach der Abkühlung wird das Pulver in einen Transportbehälter gesichtet.The cooling bell can optionally be fitted with an exhaust fan and a cyclone to remove dust. After cooling, the powder is sifted into a transport container.

Das Einfüllen von Argon in die Kühlglocke (Granulierungsbehälter) kann über den Kühlkasten 33 geschehen.Argon can be filled into the cooling bell (granulation container) via the cooling box 33 happen.

Nach dem Schmelzen und Granulieren wird also das Argongas aus der Kühlglocke 30 abgesaugt, z. B. über den Zyklon, der also einen nicht geringen Teil der im Argongas befindlichen Staubpartikeln fortnimmt. Der Auslauf der Kühlglocke hat auch ein Vakuumventil.After melting and granulating, the argon gas is sucked out of the cooling bell 30, for. B. over the cyclone, which takes away a significant part of the dust particles in the argon gas. the The cooling bell outlet also has a vacuum valve.

Die Anordnung gemäß der Erfindung kann im Rahmen der Patentansprüche auf vielerlei Arten variiert werden. Zum Beispiel kann das ganze Granulieren ganz oder teilweise unter Vakuum an Stelle von Schutzgasatmosphäre geschehen.The arrangement according to the invention can be in many ways within the scope of the claims can be varied. For example, all or part of the granulating can be done under vacuum in place happen from a protective gas atmosphere.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for granulating a metal or metal alloy melt with a pouring ladle Emptying oven and with a cooling section, with oven and ladle together in one Vacuum and / or inert gas containers are enclosed with at least one vacuum valve, characterized in that the with warming members (14) and a bottom opening (15) provided pouring ladle (13), arranged vertically movable on the connection element of the cooling part (30) is, wherein the ladle in the raised position exposes a lower space (17) in which the Vacuum valve (18) for closing the container is slidably arranged, and that the pouring ladle can be connected in the lowered position to connecting elements, in or on which conventional blow-out nozzles (24, 25) for gas or gas / liquid are arranged to break up the melt jet.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the wall of the vacuum container (H) or on parts connected to this and in the cooling box control members are attached, e.g. Am Holes insertable, expediently conical pins that center the pouring ladle when tapped.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting organs at the top Part of a cooling bell (30) attached and in relation to this by means of elastic organs, for. B. a bellows (31), are elastically displaceable.

4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on the Upper part of the cooling bell (30) an annular flange is arranged, which is from the elastic Organs is worn and in turn the connection organs and / or the nozzle part or the Carries nozzle parts for blowing gas.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the vacuum container (11) with furnace (12) and pouring ladle (13) in relation to the cooling bell (30) after lifting the The pouring ladle and closing the valve (18) can be pivoted to the side.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting organs consist of a sealing ring (22) with a tap opening (15) and gas nozzles (24, 25) and a gas supply part (27) which is fixedly or detachably arranged on the ring.

zenstrahl directed so that they intersect at an angle ven 25 to 60 °. The first splitting beam and the Melt stream together form an angle of 30-60 °, preferably 40 to 45 °. The two