DE3116792A1

DE3116792A1 - "verfahren zur gewinnung von granalien aus einer metallschmelze und einrichtung zur durchfuehrung desselben"

Info

Publication number: DE3116792A1
Application number: DE19813116792
Authority: DE
Inventors: Anatolij K. &Scaron;idlovskij; Anatolij P. Bundja; Alexandr W. Kiev Dolginzev; Jurij M. Kiev Gorislavez; Vladimir N. Kievskaja oblast' Graudul; Anatolij F. Kolesni&ccaron;enko; Dmitrij F. Kule&scaron;; Alexandr D. Musy&ccaron;enko; Vladimir Ja. Odessa Stukalov; Alexej P. Trofimenko
Original assignee: Institut Elektrodinamiki Akademii Nauk Ukrainskoj Ssr Kiev; Insttitut Elektrodinamiki Akademii
Current assignee: Institut Elektrodinamiki Akademii Nauk Ukrainskoj Ssr Kiev; Insttitut Elektrodinamiki Akademii
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1982-11-25
Also published as: SE452861B; FR2505672B1; DE3116792C2; SE8102586L; FR2505672A1

Description

28. April 1981

RZ/Os P 85 262

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Gießereitechnik und betrifft insbesondere Verfahren und Einrichtungen zur Gewinnung von Granalien aus einer Metallschmelze.

Mit dem größten Nutzeffekt kann die Erfindung zur Gewinnung von Granalien aus einer Metallschmelze verwendet werden, welche in der metallurgischen Technologie bei der Erzeugung von· Legierungen von hoher Konzentration sowie von Kompositstoffen ihre Verwendung finden.

Es ist bekannt, daß durch die Erhöhung des Legierungsgrades von Hartschmelzen bis auf Konzentrationen über der Löslichkeitsgrenze eine wesentliche Erhöhung der Pestigkeit des zu gewinnenden Metalls gesichert wird. Mit der größten Wirksamkeit können die Legierungselemente im Überschuß in die Lösung mittels Zerlegung der übersättigten Lösung in Teilchen mit nachfolgender Kristallisierung der letzteren eingeführt werden.

Hohe Kristallisationsgeschwindigkeiten der Teilchen machen es möglich, die überschüssigen Konzentrationen der Legierungsmetalle aufrechtzuerhalten. Jedoch können die Gleichmäßigkeit der Verteilung sowie die Beständigkeit der Festigkeitseigenschaften von Metallteilchen nur bei deren Größen-

und Formidentität gesichert werden. Demzufolge wird an die Teilchen der Legierungsmetalle und insbesondere an die Metallgranalien überhaupt folgende Hauptanforderung gestellt: diese müssen von gleicher Größe und Form sein. Nach der festgelegten Klassifizierung können alle aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Gewinnung von Metallgranalien in folgende unterteilt werden: mechanische

Verfahren, bestehend in der mechanischen Zerkleinerung des Metalls, beispielsweise durch dessen Zerkleinerung bzw. Fräsen; Tropfenverfahren, bestehend in der Formgebung von flüssigen Teilchen beim tropfenweisen Ausfließen der Schmelze durch Düsenaufsätze; chemische Verfahren, bestehend in der Reduktion der Metalle aus Oxiden, Salzen und anderen Verbindungen; Zerstäubungsverfahren, bei welchem die Metallschmelze mit Hilfe von rotierenden Scheiben, Obturatoren oder Flügeln zerstäubt wird, deren Tropfen abgekühlt und auf diesem Wege Granalien gewonnen werden; Vibrationsverfahren, demgemäß auf die in einem Gefäß mit öffnungen befindliche Schmelze ein Kolben einwirkt, welcher Schwingungsbewegungen ausführt; und schließlich elektromagnetische Verfahren, bestehend darin, daß Metallgranalien durch Einwirkung elektromagnetischer Kräfte auf die Schmelze gewonnen werden.

Ungeachtet dieser großen Anzahl Verfahren zur Gewinnung von Metallgranalien, genügt keines von diesen den vorstehend erwähnten Anforderungen, d.h. es bietet nicht die Möglichkeit, Granalien von gleicher Form und vor allem von gleicher Größe insbesondere aus Metallen mit niedriger Oberflächenspannung zu gewinnen.

Zur Erzeugung eines Produktes mit monodisperser Zusammensetzung werden die nach dem erwähnten Verfahren gewonnenen Teilchen sortiert, und aus der Gesamtmasse des granulierten Halbfabrikates mit polydisperser Zusammensetzung werden Teilchen der erforderlichen Form und Größe herausgesondert. Andere den Anforderungen nicht genügende Teilchen werden zur Wiederverarbeitung geleitet, wobei deren Anteil von 0,5 bis 0,75 von der Gesamtmasse des Ausgangsproduktes beträgt.

Es ist zu vermerken, daß für die Durchführung der erwähnten Verfahren zur Gewinnung von Metallgranalien, abgesehen vom elektromagnetischen Verfahren, komplizierte maschinel-

^⁵ Ie Ausrüstungen, insbesondere Antriebe erforderlich sind, welche viel Energie verbrauchen.

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Im Zusammenhang damit, daß für das elektromagnetische Verfahren zur Gewinnung von Metallgranalien im Vergleich zu den anderen bekannten Verfahren eine einfachere Ausrüstung erforderlich ist, findet dieses in der jüngsten Zeit eine immer größere Verbreitung.

Es ist ein Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Metallschmelze bekannt (s.UdSSR-Urheberschein Nr. 485 824), welches in der Formung eines freifallenden Schmelzenstrahls unter Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes sowie in der Abkühlung der gebildeten Granalien besteht, wobei das geschmolzene Metall zwecks Intensivierung des Prozesses der Einwirkung des elektromagnetischen Impulsfeldes bereits vor der Formung des Strahls ausgesetzt wird.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ergab die Erfahrung, daß es trotz aller Vorteile hinsichtlich der Einfachheit der apparativen Ausrüstung auch unter Anwendung des letztgenannten Verfahrens nicht möglich ist, Metallgranalien von gleicher monodisperser Zusammensetzung zu erhalten.

Es ist eine Einrichtung zur Gewinnung von kugelförmigen Granalien aus einer Metallschmelze bekannt (s.UdSSR-Urheberschein Nr. 532 472), welche einen Behälter für die Schmelze mit an seinen Wänden angeordneten Düsen sowie eine Vorrichtung zur Dispergierung von Strahlen enthält, welche als Induktoren ausgeführt und im Behälter für die Schmelze untergebracht ist, wobei der letztere einen Kippmischer darstellt.
Außer einigen kennzeichnenden Besonderheiten im Vergleich zum Stand der Technik liegt der beschriebenen Einrichtung ein Verfahren zur Gewinnung von Metallgranalien zugrunde, das die Formung eines freifallenden Schmelzenstrahles, welcher der Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung des Drucks auf die Metallschmelze ausgesetzt ist, sowie das Ausfließen von Tropfen durch Düsen mit gleichzeitiger Bildung von Teilchen im Ergebnis der Abkühlung und der Kristallisierung der Metalltropfen einschließt.

Mit Hilfe dieser Einrichtung können kugelförmige Metallgranalien von verhältnismäßig gleicher Form und Größe gewonnen werden. Wie die Erfahrung zeigte, ist es recht kompliziert, mit Hilfe dieser Einrichtung kugelförmige Granalien mit monodisperser Zusammensetzung aus einem Metall mit niedriger Oberflächenspannung zu erhalten. Es wird angenommen, daß dies durch die Sinusform des Stromes bedingt wird, der für die Bildung der elektromagnetischen Kräfte dient, welche auf die Metellschmelze Druck ausüben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur Gewinnung von Grnalien aus einer Metallschmelze sowie eine Einrichtung zur Durchführung desselben zu entwickeln, welche es ermöglichen, Granalien von gleicher Form und Größe durch Einwirkung elektromagnetischer Kräfte auf einen freifallenden Strahl der Metallschmelze an der Stelle deren Ausflusses zu gewinnen, wobei die elektromagnetischen Kräfte eine Frequenz aufweisen, welche der Resonanzfrequenz des Zerfalls dieses Strahls entspricht.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Metallschmelze entwickelt wurde, welches in der Formung eines freifallenden Strahls aus der Metallschmelze, auf welchen zur BiI-dung von Metalltropfen ein elektromagnetisches Feld einwirkt, sowie in der Abkühlung der Tropfen bis zu deren Kristallisierung besteht, bei welchem gemäß der Erfindung gleichzeitig mit der Einwirkung des elektrischen Feldes auf den Strahl der Schmelze durch diesen elektrischer Strom an

der Stelle deren Ausflusses durchgelassen wird und dabei Gesetze der Zeitänderung des elektrischen Stromes und der Induktion des elektromagnetischen Feldes zwecks Entstehung von elektromagnetischen Wechselkräften vorgegeben werden, welche, auf die Schmelze mit der Frequenz des Selbstzerfalls des freifallenden Strahls einwirken und sich im Bereich der Schwingungsperiode des elektromagnetischen Feldes nach einer

-δι Kurve verändern, deren Steigungsabschnitt, Abschnitt des Abfalls bis auf den negativen Maximalwert und Abschnitt der Rückkehr auf den Nullwert entsprechend von 0,6 bis 0,7; von 0,1 bis 0,2; von 0,2 bis 0,3 dieser Periode betragen.

Die Einwirkung der erwähnten elektrodynamischen Kräfte auf die Metallschmelze, welche sich im Bereich der Schwingungsperiode nach einer Kurve mit den erwähnten Werten des Steigungs- und des Abfallabschnittes sowie des Abschnittes der Rückkehr auf den Nullwert verändern, gestattet es, aus Metallen mit niedriger Oberflächenspannung Granalien von regelrechter sphärischer Form und gleicher Größe zu erhalten.

Die gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Gewinnung von Metallgranalien entwickelt wurde, enthaltend einen Behälter für die Metallschmelze mit einem ringförmigen Schlauch, welcher eine mit Düsen bestückte Strecke aufweist, die im Luftspalt eines Elektromagneten angeordnet ist, dessen Wicklung mit einer Quelle des elektrischen Sinusstrbmes gekoppelt ist, welche erfindungsgemäß einen durch den Schlauch umgebenen Induktor, eine Quelle des elektrischen Rechteckstromes, eine Steuereinheit sowie eine Sättigungsdrossel aufweist, wobei die Sättigungsdrossel in den Schaltkreis der Wicklung des Elektromagneten nebengeschaltet ist, die Eingänge der Steuereinheit an die Ausgänge der Sinusstromquelle, der Ausgang der Steuereinheit an den Eingang der Rechteckstromquelle, und der Ausgang der letzteren an die Induktorwicklung angeschlossen sind.

Durch eine solche Vorrichtung ist es möglich, elektrodynamische vorzeichenveränderliche Kräfte zu erhalten, welche auf die Schmelze mit der Frequenz des Selbstzerfalls eines freifallenden Strahls einwirken und sich im Bereich einer Schwingungsperiode nach einer Kurve verändern, deren Steigungsabschnitt, Abfallabschnitt und Abschnitt der Rückkehr

Λ f"» i~7 ·"■*

! O / i,

auf den Nullwert entsprechend von 0,6 bis 0,7; von 0,1 bis 0,2; von 0,2 bis 0,3 der Periode einer Schwingung der elektromagnetischen Kräfte betragen. Gemäß dem Verfahren macht es gerade ein solches Gesetz der Veränderung der elektromagnetischen Kräfte möglich, kugelförmige Monokörner von gleicher Größe aus Metallschmelzen mit niedriger Oberflächenspannung zu erhalten.

Die Quelle des elektrischen Sinusstromes kann frequenzmäßig einstellbar ausgeführt werden.

Dadurch wird es möglich, die Frequenz der elektromagnetischen Kräfte nach der Frequenz des Selbstzerfalls des freifallenden Strahls der Metallschmelze (bis zur Gleichheit der beiden) nachzustimmen, wodurch die Möglichkeit geboten wird, im Verlaufe des Produktionsprozesses Granalien von gleicher Größe zu gewinnen.

Vorzugsweise wird die Sättigungsdrossel steuerbar ausgeführt .

Dadurch wird es möglich, die Gestalt der Kurve der Strominduktion zu verändern und demzufolge eine regelrechte sphärische Form der Teilchen beim Übergang von einer Teilchengröße zu einer anderen zu sichern.

Es ist ferner möglich, die im Luftspalt des Elektromagneten befindliche Strecke des Schlauchs elektrisch zu isolieren und in Form einer Schleife auszuführen, deren zwei Zweige mit ihren Seiten aneinanderliegen, wobei die erwähnte Schleife im Luftspalt des Elektromagneten derart angeordnet wird, daß die Richtung des im Schlauch fließenden Stromes senkrecht zu den im Luftspalt dieses Elektromagneten wirkenden elektromagnetischen Kräften verläuft.

Somit wird der Zusammenwirkung der Magnetfelder des Magneten und des im Schlauch durch den Magneten induzierten Stroms vorgebeugt. Das trägt zur Erleichterung der Formkorrektur

-ιοί der zu gewinnenden Teilchen beim übergang von einer Teilchengröße zu einer anderen bei.

Es ist sinnvoll, die Schleifenzweige, welche sich im Luftspalt des Elektromagneten befinden, im Querschnitt rechteckig auszuführen, wobei die längere Seite des jeweiligen Schleifenzweiges in der Anordnungsebene der Düsen liegen soll.

Dadurch wird es möglich, den Luftspalt des Elektromagneten zu verringern.

Des weiteren wird das Wesen der Erfindung an Hand der Beschreibung einer Einrichtung zur Gewinnung von Granalien aus einer Metallschmelze an Hand von Beispielen zur Durchführung des Verfahrens zur Gewinnung von Metallgranalien unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Gewinnung von Granalien aus

einer Metallschmelze, in schematischer Darstellung; 20

Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1;

Fig. 3 a, b und c Diagramme der Ströme I, der magnetischen

Induktion B und der elektromagnetischen Kräfte F; 25

Fig. 4 a und L· Phasen der Tropfenbildung, entsprechend den kennzeichnenden Diagrammabschnitten der elektromagnetischen Kräfte.

Die Einrichtung zur Gewinnung von Metallgranalien enthält einen Behälter 1 (Fig. 1) für eine Metallschmelze. Am Behälter 1 ist ein ringförmiger Schlauch 2 (Seitenarm) angeordnet, welcher mit diesem in Verbindung steht und eine Strecke 3 mit Düsen 4 aufweist, welche zum freien Ausfließen der Metallschmelze dienen. Die Strecke 3 des Schlauchs 2 mit den Düsen 4 ist im Luftspalt eines Elektromagneten 5 angeordnet,

1 1 ; 7 O

: ! w ι Ο

- 11 -

dessen Wicklung 6 mit der Quelle 7 des elektrischen Sinusstromes gekoppelt ist.

Gemäß der Erfindung enthält die Einrichtung einen Induktor8 welcher vom Schlauch 2 umgeben ist, eine Quelle 9 des elektrischen Rechteckstromes, eine Steuereinheit 10 sowie eine Sättigungsdrossel 11. Die Sättigungsdrossel 11 ist in den Schaltkreis der Wicklung 6 des Elektromagneten 5 in Reihe geschaltet. Die Eingänge der Steuereinheit 10 sind an die Ausgänge der Sinusstromquelle 7 angeschlossen. Der Ausgang der Steuereinheit 10 ist mit dem Eingang der Rechteckstromquelle 9, und der Ausgang der letzteren mit der Wicklung des Induktors 8 gekoppelt.

Gemäß einer AusführungsVariante der Erfindung ist die Quelle 7 des elektrischen Sinusstromes frequenzmäßig einstellbar ausgeführt.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist die Sättigungsdrossel 11 steuerbar ausgeführt. Gemäß einer weiteren AusführungsVariante der Erfindung weist die Strecke 3 (Fig. 2) des Schlauchs 2, welche sich im Luftspalt des Elektromagneten 5 befindet, an deren Außenoberfläche eine elektrische Isolation 12 auf und ist als eine Schleife 13 ausgeführt. Die Schleife 13 des Schlauchs 2 weist zwei Zweige 1 4 und 15 auf, welche mit deren Seitenflächen aneinanderliegen. Die Schleife 13 des Schlauchs 2 ist im Luftspalt des Elektromagneten 5 (Fig. 2 und 3) derart angeordnet, daß beim Durchfließen des Stromes I durch die Schmelze, welche im Schlauch 2 enthalten ist, die Richtung des Stromflusses senkrecht zur Richtung der elektromagnetischen Kräfte im Luftspalt des Elektromagneten 5 ist.

Gemäß der folgenden AusführungsVariante der Erfindung sind die Zweige 14 und 15 des Schlauchs 2 von rechteckigem Querschnitt. Die längere Seite 16 des jeweiligen rechteckigen

Zweiges 14, 15 des Schlauchs liegt in der Anordnungsebene erwähnten Düsen 4.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung besteht in folgendem.

Die Sinusspannung der Quelle 7 wird über die Sättigungsdrossel 11 an die Wicklung 6 des Elektromagneten 5 angelegt. Im Schaltkreis entsteht Wechselstrom I (Fig. 3), dessen Kurvengestalt durch die Parameter der Sättigungsdrossel und des Elektromagneten 5 bestimmt wird. Unter der Einwirkung des elektrischen Stroms entsteht im Luftspalt des Elek-

·-* tromagneten 5 ein magnetisches Wechselfeld B. Die Kurvengestalt der elektromagnetischen Induktion B wird durch die Parameter der Sättigungsdrossel 11 und des Elektromagneten bedingt.

Die sinusförmige Spannung von der Quelle 7 wird ebenfalls an die Steuereinheit 10 angelegt, welche als Sollwerteinsteller für die Rechteckstromquelle 9 dient. Von der Rechteckstromquelle 9 wird der Induktor 8 gespeist, durch welchen Rechteckstrom I im ringförmigen Schlauch 2 induziert wird. Der durch die Metallschmelze im Schlauchzweig 13 fließende Strom ist orthogonal dem Vektor der elektromagnetischen Induktion B und der Achse des Schlauchs 2 ausgerichtet. Die elektromagnetische Kraft F, welche entlang der Achse des Schlauchs 2 wirkt, ist dem Produkt der Strommomentanwerte im ringförmigen Schlauch 2 mit der elektromagnetischen Induktion im Luftspalt des Elektromagneten (Fig. 3a,

b, c) proportional.
30

Unter der Einwirkung der elektromagnetischen Wechselkraft F auf die Schmelze erhält auch die Geschwindigkeit des AusfHeßens der Schmelze aus der Düse, welche die Form der Teilchen bestimmt, einen wechselhaften Charakter. In den

Fällen, in welchen die Abschnittsbereiche der Kurve der elektromagnetischen Kraft F sich von den in Fig. 3 darge-

Q 1 1 C ■"" -^ O ......

Ol i v / oZ -; .- -; -; --■

- 13 -

stellten Bereichen unterscheiden, weisen die gewonnenen Teilchen keine sphärische Form auf. In Fig. 4b sind Phasen der Tropfenbildung dargestellt, welche den unterschiedlichen Kurvenabschnitten der Veränderung der elektromagnetischen Kräfte F entsprechen (Fig. 4a). Bei deren Anstieg vom NuIlbis auf den positiven Maximalwert, welcher von 0,6 bis 0,7 der Periodendauer beträgt, erfolgt das Ausfließen der Schmelze aus der Düse. Dabei wird in der Düsenmündung die sphärische Oberfläche des Vorderteiles des Tropfens gebildet.

Während der nächsten Phase, welche von 0,1 bis 0,2 der Periodendauer beträgt, erfolgt der Abfall der elektromagnetischen Kräfte bis auf den negativen Maximalwert, im Ergebnis dessen der sphärische Hinterteil des Tropfens gebildet wird. Während der letzten, dritten Phase erfolgt das aktive Stoppen der Schmelze in der Düse, infolgedessen sich der Tropfen ablöst und dabei eine sphärische Form aufweist.

Beispiel 1

Es wurde Schrot aus einer Metallschmelze erzeugt, welche 98% Pb und 2% Sn enthielt.

Die physikalischen Eigenschaften der Schmelze waren folgende:

Dichte, kg/m³ 11,29-1O³

elektrische Leitfähigkeit, MJZ 0,89*1O⁶ Oberflächenspannung, N/m 0,38 bis 0,42

Schmelztemperatur, ⁰K 602

Parameter des Verfahrens

Verbrauchsleistung, kW 3 bis 4

Stromart sinusförmiger Wechsel-

strom

Frequenz, Hz 50

Speisungssystem dreiphasig

Stromstärke in der Schmelze, A 120

Induktion des Magnetfeldes, T 0,2 bis 0,3

Temperatur der Schmelze, ⁰K 680

Bedingung der Abkühlung freies Fallen im Schacht,

Tiefe 30 m

ι r. η ο

1 υ /j

- 14 -

Teilchengröße, mm 2 (bei einer Frequenz von

50 Hz)

Prozentsatz der Teilchen von
vorgeschriebener Größe 96

Durchsatzleistung, kg/h 250

In den Behälter 1 und folglich in den Schlauch 2 wurde Metallschmelze mit einer Temperatur um 20 bis 25°K höher als die Schmelztemperatur der Legierung eingegossen. Nach dem Anlegen der Spannung an den Induktor 8 und den Elektromagneten 5 wurde der Vorgang im Licht einer Stroboskoplampe (nicht gezeigt) beobachtet, indem durch die Einstellung der Kurvengestalt an der Steuertafel der Quelle 9 des elektrischen Stromes die vorgegebene sphärische Form der Teilchen erzielt wurde.

Die gewonnenen Teilchen wurden abgekühlt und kristallisierten sich bei ihrem freien Fall im Schacht (nicht gezeigt), an dessen Boden sie in einem Gefäß mit Wasser gesammelt

wurden.
20

Beispiel 2

Es wurden Granalien für Lötmetalle aus einer Metallegierung erzeugt, welche 39% Sn und 61% Pb enthielt: Physikalische Eigenschaften der Legierung: Dichte, kg/cm³ 9,81*1O³

elektrische Leitfähigkeit, MSl 1,07*10⁶

Oberflächenspannung im Kühlungsmedium, N/m 0,02 bis 0,01

Schmelztemperatur,⁰K 456
Teilchendurchmesser, mm 2

Die Parameter des Vorgangs sind die gleichen, wie im Beispiel 1, davon abgesehen, daß die Stromstärke in der Schmelze 1200 A betrug, und als Kühlmittel eine alkoholische Lösung von Kolophonium (25% Kolophonium) verwendet wurde. Die gewonnenen flüssigen Teilchen gelangten in ein Gefäß

(nicht gezeigt) mit Kühlflüssigkeit (Flußmittel). Festgewordene Granalien wurden aus dem Gefäß entnommen und zur Trocknung gefördert.

5 Beispiel 3

Es wurde körniges Material aus einer Aluminiumlegierung, legiert mit Magnesium und Eisen in Konzentrationen, welche die Löslichkeitsgrenze beispielsweise um das 2-fache übersteigen, erzeugt.
Physikalische Eigenschaften der Legierung:

Dichte, kg/cm

elektrische Leitfähigkeit, M2 Oberflächenspannung, N/m Schmelztemperatur, ⁰K

Parameter des Verfahrens: Verbrauchsleistung, kW Innendurchmesser der Düsen, mm Stromstärke, A .

20 im Induktor

in der Metallschmelze Induktion des elektromagnetischen Feldes, T
Stromart

25 Teilchendurchmesser, mm Durchsatzleistung, kg/h

2,8-10' 2,4-10*

0,38 953

2	bis 3
2,	03
45
2300

0,2 Wechselstrom (50-60 Hz)

200

Die Schmelze, welche sich im Behälter 1 und im Schlauch 2 befand, wurde durch die elektromagnetischen Kräfte intensiv vermischt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Ingredienzien gesichert wurde. Die aus den Düsen ausfließenden Teilchen gelangten in einen senkrechten Schacht (nicht gezeigt) mit einem aufwärts steigenden Strom eines Kühlgases, dessen Geschwindigkeit um 20% bis 30% niedriger als die Fallgeschwindigkeit der Teilchen war.

Beispiel 4

Im Verlauf der Herstellung von Granalien ging man vom Teilchenquerschnitt d₁ = 2 mm zum Querschnitt d„ = 3 mm über. Die Schmelze sowie die Vorgangsparameter waren mit denen des Beispiels 2 identisch. Der Innendurchmesser der Düsen betrug d = 1,8 mm.

Zu diesem Zweck wurde bei gleichbleibender Durchschnittsgeschwindigkeit des Ausfließens der Schmelze die Frequenz des elektrischen Stromes in der Quelle 7 der Sinusspannung um das

3 .3 , 3_t

f-^'-f- = I/ 1,5 = 1,16-fache 1 . [' i

verringert.

Zur Feinkorrektur der Teilchenform (in einem Bereich von - 5 bis 10% der Kugelgröße) wurden die elektromagnetischen Kräfte in der Schmelze vor den Düsen 2 mit Hilfe der einstellbaren Drossel 11 verändert. So wurde der Eigenwiderstand der Drossel von 1,3 auf 1,8 Ohm vergrößert, um die im Beispiel 2 erwähnten Parameter zu erreichen.

Auf diese Weise können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Teilchen,sowohl deren Größe als auch der Form nach, verändert werden, d.h. die Form kann korrigiert werden, bis sie die Gestalt einer regelrechten Sphäre (Kugel) annimmt.

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Claims

PATENTANWÄLTE ZELLENTi N ZWEIBRUCKENSTR. 15 OOOO MÜNCHEN 2 Institut elektrodinamiki Akademii 28. April 1981 Nauk ükrainskoj SSR RZ/Os Kiew / Sowjetunion p gl- Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Metallschmelze und Einrichtung zur Durchführung desselben Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Metallschmelze, welches die Bildung eines freifallenden Strahls der Metallschmelze, auf welchen ein elektrisches Feld

^O einwirkt, welches zur Formung der Metalltropfen beiträgt, sowie die Abkühlung der Tropfen bis zu deren Kristallisierung einschließt,

dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Einwirkung des elektromagnetisehen Feldes

a) durch den Strahl an dessen Ausflußstelle elektrischer Strom fließt;

b) Gesetze der Zeitänderung des elektrischen Stromes

und der Induktion des elektromagnetischen Feldes zur

Entstehung von elektromagnetischen Wechselkräften vorgegeben werden, welche auf die Schmelze mit der Frequenz des Selbstzerfalls eines freifallenden Strahls einwirken und

c) welche sich Bereich der Schwingungsperiode des elektro-

magnetischen Feldes nach einer Kurve verändern, deren Steigungsabschnitt, Abschnitt des Abfalls bis

; - - / J / μ W β » ο O

auf den negativen Maximalwert und Abschnitt der

Rückkehr auf den Nullwert entsprechend von 0,6 bis 0,7; von 0,1 bis 0,2 und von 0,2 bis 0,3 der Periode betragen.
5

2. Einrichtung zur Gewinnung von Metallgranalien, enthaltend einen Behälter für die Schmelze mit einem ringförmigen Schlauch, welcher eine mit einer Düse bestückte Strecke aufweist, die im Luftspalt eines Elektromagneten angeordnet ist, dessen Wicklung mit einer Quelle des elektrischen Sinusstromes gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese

a) einen durch den Schlauch (2) umgebenen Induktor (8),

b) eine Quelle (9) des elektrischen Rechteckstromes, c) eine Steuereinheit (10) und

d) eine Sättigungsdrossel (11) aufweist, wobei die Sättigungsdrossel (11) in den Schaltkreis der Wicklung (6) des Elektromagneten (5) in Reihe geschaltet ist, die Eingänge der Steuereinheit (10) mit den Ausgängen der Sinusstromquelle (7), der Ausgang der Steuereinheit (10) mit dem Eingang der Rechteckstromquelle (9) und der Ausgang der letzteren mit der Wicklung (6) des Induktors (8) gekoppelt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinusstromquelle (7) frequenzmäßig einstellbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Sättigungsdrossel (11) steuerbar ausgeführt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Strecke (3) des Schlauchs (2) im Luftspalt des Elektromagneten (5) befindet ,von der Außenoberfläche isoliert und in Form einer Schleife (13) ausgeführt ist, deren zwei Zweige (14,15) mit deren Seiten-

flächen aneinanderliegen, wobei die Schleife (13) im Luftspalt des Elektromagneten (5) derart angeordnet ist, daß die Richtung des durch den Schlauch (2) fließenden Stromes senkrecht zur Richtung der Wirkung der elektromagnetischen Kräfte im Luftspalt des Elektromagneten (5) ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Luftspalt des Elektromagneten (5) angeordneten Zweige des Schlauchs (2) im Querschnitt rechteckige Form aufweisen, wobei die längere Seite (16) des jeweiligen Zweiges auf der Anordnungsebene der erwähnten Düsen liegt.