DE3024752C2

DE3024752C2 -

Info

Publication number: DE3024752C2
Application number: DE19803024752
Authority: DE
Inventors: Franz 6454 Bruchkoebel De Hoehne; Heinz . De Pajonk; Ralf Dr.-Chem. 6450 Hanau De Ruthardt
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1988-02-25
Also published as: DE3024752A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Metallpulverherstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es gehören derartige Metallpulveranlagen zum Stande der Technik, bei denen die Zwischenpfanne ständig auf die Kammer zur Pulver herstellung aufgesetzt ist und bei der die Schmelzeinrichtung zur Füllung der Zwischenpfanne ein offener Induktionsofen ist. Hiermit ist jedoch die Gefahr einer teilweisen Oxidation der Schmelze durch den Luftsauerstoff sowie einer unerwünschten Gasaufnahme der Schmelze verbunden (DE-OS 24 59 131).

Zum Stande der Technik gehören weiterhin Metallpulveran lagen, bei denen auf der Kammer zur Pulverherstellung un mittelbar eine weitere gasdichte Kammer angeordnet ist, in der sich die Zwischenpfanne und die Schmelzeinrichtung befinden, so daß sowohl im Bereich der Schmelzeinrichtung als auch in der Kammer zur Pulverherstellung eine schützende Atmosphäre aufrechterhalten werden kann (DE-OS 15 58 370 und DE-OS 23 08 061). Derartige Metallpulver anlagen haben jedoch eine beträchtliche Bauhöhe, da zu be rücksichtigen ist, daß bereits die Kammer zur Herstellung des Metallpulvers Höhenabmessungen besitzt, die durch die Fallgeschwindigkeit der Metallpartikel und durch die notwendige Verweilzeit bis zur Erstarrung bedingt sind. In der Regel besitzen derartige Kammern die Form von Türmen oder schlanken senkrechten Zylindern mit konischen Enden. Außerdem arbeiten derartige Anlagen unwirtschaft lich, da die Schmelzkapazität der Schmelzeinrichtung wesent lich größer ist als die Kapazität der nachgeschalteten Kammer zur Metallpulverherstellung.

Schließlich gehören zum Stande der Technik noch Metall pulveranlagen, bei denen stabförmiges Ausgangsmaterial durch kontinuierliches Aufschmelzen in Tropfen umgesetzt wird, die beispielsweise mittels eines Schleudertellers zerstäubt werden (DE-OS 25 28 999). Derartige Anlagen sind bevorzugt für hochwertige Metalle mit extrem hohen Rein heitsanforderungen vorgesehen; sie haben jedoch eine durch den Abtropf-Schmelzprozeß bedingte geringe Leistungsfähig keit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Metallpulverherstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei der die Metallschmelze dauernd gegen Oxidation und/oder Gasaufnahme geschützt ist, die eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe besitzt, und bei der die Schmelzeinrichtung zusätzlich noch zur Beschickung weiterer Kammern zur Metallpulverherstellung verwendet werden kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Anlage zur Metallpulverherstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Mit dem Erfindungsgegenstand ist der Vorteil verbunden, daß die Kammer zur Herstellung des Metallpulvers und die Schmelz einrichtung entkoppelt worden sind, so daß die Schmelzein richtung auch noch für andere Zwecke, beispielsweise zur Be schickung mindestens einer weiteren Kammer zur Metallpulver herstellung verwendet werden kann. Durch die Ausbildung der Zwischenpfanne als Transportbehälter, und nicht nur als eine Art "Eingießtrichter", in Verbindung mit einem Deckel bzw. Einrichtungen zur Aufrechterhaltung einer nicht-oxidierenden Atmosphäre, wird es ermöglicht, daß die Schmelze gegenüber einer Oxidation und/oder Gasaufnahme geschützt ist, obwohl sie über einen längeren Weg transportierbar ist. Gleich zeitig wird die Bauhöhe der Anlage merklich verringert, so daß auch nur geringere Gebäudekosten für die Aufstellung der Anlage anfallen.

Der Erfindungsgegenstand ist im Zusammenhang mit allen Ver fahren einsetzbar, bei denen ein kontinuierlicher und dis kontinuierlicher Schmelzenstrom in einzelne Metallpartikel zerlegt wird. Hierfür kommen Zerstäubungsverfahren, bei denen die Metallschmelze durch einen oder mehrere Gasstrahlen in feinste Tröpfchen zerrissen wird, ebenso in Frage, wie Ultraschall-Zerstäubungsverfahren, Schleuderverfahren, bei denen die Schmelze durch Zentrifugalkräfte zerstäubt wird, etc.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert, die in schematischer Darstellung eine derartige Anlage zeigt.

In der Figur ist eine erste Kammer 1 gezeigt, in der eine Einrichtung 2 zur Umwandlung eines Schmelzenstroms in Metallpartikel angeordnet ist. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Einrichtung zur Druckgaszerstäubung. Die Kammer 1 besitzt die Form eines schlanken Zylinders mit einem oberen Konusteil 1 a und einem unteren Konusteil 1 b, in dem das Metallpulver gesammelt wird. In der Kammer 1 läßt sich eine nicht-oxidierende Atmosphäre entweder mittels eines Schutzgases oder mittels einer Vakuumpumpe erzeugen. Die erste Kammer 1 erstreckt sich, ausgehend von einer Be zugsplattform 3 nach unten.

Auf der Bezugsplattform 3 stützt sich mechanisch eine Zwischenpfanne 4 ab, die als Transportbehälter ausgebildet und mit dem oberen Ende der Kammer 1 vakuumdicht verbindbar ist. Die Zwischenpfanne 4 besitzt einen Deckel 5 mit einem Manipulatorzapfen 6. An der Verbindungsstelle der Kammer 1 und der Zwischenpfanne 4 besitzt diese eine nicht be zeichnete verschließbare Bodenöffnung, mittels welcher ein feiner Metallstrahl koaxial in die Kammer 1 entleert werden kann. Einzelheiten des Zerstäubungs- und Er starrungsverfahrens sind Stand der Technik, so daß sich ein näheres Eingehen hierauf erübrigt.

Die Zwischenpfanne 4 ist mittels eines Kranwagens 7 und einer darauf angeordneten Seilwinde 8 und eines Geschirrs 9 hebbar und auf Schienen 10 horizontal verfahrbar. Die Schienen 10 führen von der ersten Kammer 1 zu einer zweiten Kammer 11, in der eine Schmelzeinrichtung 12 angeordnet ist. Diese be steht aus einem induktiv beheizten Kipptiegel 13, der aus seiner Schmelzposition in die Gießposition 13 a gekippt werden kann. In der zweiten Kammer 11 ist gleichfalls eine nicht-oxidierende Atmosphäre herstellbar, und zwar ent weder durch Schutzgas und/oder Vakuum.

Die zweite Kammer 11 ist mit einer Schleuse 14 ausgestattet, die an beiden Enden mit Schleusenventilen 15 und 16 ver sehen ist. An einer Decke 17 der Schleuse 14 befindet sich ein Antrieb 18 in Form eines Manipulators zum Abheben des Deckels 5 für den Füllvorgang der Zwischenpfanne 4.

Zum Transport durch die Schleusenventile 15 und 16 in die zweite Kammer 11 und zurück, wird die Zwischenpfanne 4 auf einem Transportwagen 19 abgesetzt, der auf Schienen 20 in die Kammer 11 verfahrbar ist.

Beim Betrieb der dargestellten Anlage wird wie folgt verfahren: Zunächst wird im Kipptiegel 13 eine vorgegebene Portion 21 eines Metalles oder einer Legierung aufge schmolzen. Sodann wird eine Zwischenpfanne 4 mittels des Transportwagens 9 nach entsprechender Vorheizung in die Schleuse 14 eingefahren, die hierauf evakuiert wird. Sodann wird der Deckel 5 mittels des Antriebs 18 abgehoben, und die Zwischenpfanne 4 fährt nach dem Öffnen des Schleusenventils 16 in die Kammer 11 ein. Alsdann wird der Kipptiegel 13 in die Position 13 a gebracht und die Zwischenpfanne 4 mit der Schmelze gefüllt. Zur Erleichterung des Eingießens ist eine Gießrinne 22 vorgesehen.

Nach dem Füllvorgang wird die Zwischenpfanne 4 wieder in die Schleuse 14 zurücktransportiert, in der der Deckel 5 aufgesetzt wird. Nach dem Schließen des Schleusenventils 16, dem Fluten der Schleuse 14 und dem Öffnen des Schleusen ventils 15 kann die Zwischenpfanne 4 alsdann wieder ins Freie gebracht werden, wo sie alsdann vom Kranwagen 7 mittels des Geschirrs 9 aufgenommen und in Richtung des Pfeils 23 zur ersten Kammer 1 transportiert wird. Nach der Entleerung der Zwischenpfanne bzw. nach der Umwandlung der Metall schmelze in Metallpulver, wird die Zwischenpfanne 4 alsdann in Richtung des Pfeils 24 zur Schmelzeinrichtung 12 zurück transportiert, wo sich das Spiel wiederholt.

Die Metallschmelze ist auch auf dem Wege des Transports in der Zwischenpfanne 4 gegenüber oxidierenden Einflüssen ge schützt. Dieser Schutz kann noch dadurch verstärkt werden, daß die Zwischenpfanne 4 mit einem Gasreservoir versehen ist, welches mit einem Schutzgas gefüllt ist und das Innere der Zwischenpfanne 4 unter leichtem Überdruck hält.

Claims

1. Anlage zur Metallpulverherstellung aus Metallschmelzen, enthaltend eine erste Kammer mit einer Einrichtung zur Umwandlung eines Schmelzenstroms in zunächst flüssige, dann feste Metallpartikel in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre, eine auf die erste Kammer aufsetzbare und in diese entleerbare Zwischenpfanne mit verschließ barer Bodenöffnung, sowie eine Schmelzeinrichtung zur Füllung der Zwischenpfanne mit Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Schmelzeinrichtung (12) von einer zweiten Kammer (11) zur Aufrechterhaltung einer nicht- oxidierenden Atmosphäre umgeben ist, die von der ersten Kammer (1) räumlich getrennt ist,
b) die zweite Kammer (11) mit mindestens einer Schleuse (14) zum Ein- und Ausschleusen der Zwischen pfanne (4) ausgestattet ist,
c) die als Transportbehälter ausgebildete Zwischen pfanne (4) mit einem Deckel (5) zur Aufrechterhaltung einer nicht-oxidierenden Atmosphäre während des Trans ports und des Entleerens in die zur Pulvererzeugung dienende erste Kammer (1) versehen ist und
d) die zweite Kammer (11) der Schmelzeinrichtung (12) mit einen Antrieb (18) zum Abheben des Deckels für den Füllvorgang der Zwischenpfanne (4) ausgestattet ist.

2. Anlage zur Metallpulverherstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (18) zum Abheben des Deckels (5) in der Schleuse (14) angeordnet ist.