DE3901016C2

DE3901016C2 -

Info

Publication number: DE3901016C2
Application number: DE19893901016
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr. 8450 Amberg De Hug; Burkhard Dipl.-Ing. 8561 Pommelsbrunn De Krien
Original assignee: APPLIKATIONSZENTRUM fur INNOVATIVE WERKSTOFF-TECHNOLOGIEN 8453 VILSECK DE
Current assignee: APPLIKATIONSZENTRUM fur INNOVATIVE WERKSTOFF-TECHNOLOGIEN 8453 VILSECK DE
Priority date: 1989-01-14
Filing date: 1989-01-14
Publication date: 1990-11-22
Also published as: DE3901016A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallpulvers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.The invention relates to a method for producing a Metal powder according to the preamble of claim 1, as well a device for performing this method according to the Preamble of claim 3.

Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind aus der DE 30 24 709 A1 bekannt. Dort wird zwar ausgeführt, daß in den den Schmelztiegel enthaltenden Raum der Vorrichtung ein Gasanschluß einmündet, der mit einer Durckgasquelle fluidisch verbunden ist, so daß es mittels des Druckgases möglich ist, den Spiegel der Metallschmelze gesteuert unter einen solchen Druck zu setzen, daß die Abnahme des hydrostatischen, d. h. des metallostatischen Druckes beim Absinken des Schmelzenspiegels kompensiert wird. Auf welche Weise das Absinken des Schmelzenspiegels dort festgestellt wird, ist nicht erläutert, so daß nicht ausgeschlossen werden kann, daß dort infolge relativ ungenauer Bestimmung des jeweiligen Niveaus des Schmelzenspiegels ein Metallpulver hergestellt wird, dessen Korngrößenverteilung noch Wünsche offen läßt. Desgleichen kann die Bestimmung des Niveaus des Schmelzenspiegels selbst aufwendig sein.Such a method and a device for carrying it out this method are known from DE 30 24 709 A1. There is carried out that in the crucible containing space of the device opens a gas connection, which is fluidly connected to a pressure gas source, so that it is possible by means of the compressed gas, the level of the Controlled to put molten metal under such pressure that the decrease in hydrostatic, d. H. of metallostatic pressure when the melt level drops is compensated. How the sinking of the Melt level is determined there is not explained, so that it cannot be excluded that there as a result relatively inaccurate determination of the respective level of Melting mirror is made of a metal powder, the Grain size distribution still leaves nothing to be desired. The same can determine the level of the melt level itself be elaborate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, wobei mit einfachen Mitteln wunschgemäß ein Metallpulver mit einer innerhalb enger Bereichsgrenzen einstellbaren Korngrößenverteilung erzielbar ist.The invention has for its object a method of type mentioned and a device for carrying out to create this procedure, using simple means as desired a metal powder with a tight inside Range limits adjustable grain size distribution achievable is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 gelöst.This object is achieved by the features of Claim 1 and claim 3 solved.

Es hat sich gezeigt, daß in der dem Behälter nachgeschalteten Pulversammeleinrichtung während der Durchführung des Verfahrens die Temperatur sich mit der Zeit linear ändert. Das bedeutet, daß der ebenfalls von der Zeit linear abhängige metallostatische Druck der Metallschmelze in einfacher Weise über die Temperatur in der Pulversammeleinrichtung bestimmt und mittels der Druckgasquelle und der zwischen der Druckgasquelle und dem Behälter vorgesehenen Ventileinrichtung derart gesteuert werden kann, daß der durch den absinkenden Flüssigkeitsspiegel der Metallschmelze kleiner werdende metallostatische Druck mit Hilfe der Druckgasquelle und der Ventileinrichtung derartig beaufschlagt werden kann, daß der gesamte statische Druck an der Auslaßöffnung unabhängig vom absinkenden Flüssigkeitsspiegel der Metallschmelze konstant gehalten werden kann. Damit bleiben die Verdüsungsparameter konstant, so daß wunschgemäß ein Metallpulver mit einer vergleichsweise engen Korngrößenverteilung realisierbar ist. It has been shown that in the downstream of the container Powder collecting device during the implementation of the process the temperature changes linearly with time. That means, that also linearly dependent on time metallostatic pressure of the molten metal in a simple manner determined via the temperature in the powder collection device and by means of the pressurized gas source and between the pressurized gas source and the valve device provided in the container can be controlled that by the sinking Liquid level of the molten metal is getting smaller metallostatic pressure using the pressurized gas source and the Valve device can be acted on such that the total static pressure at the outlet regardless of sinking liquid level of the molten metal constant can be held. This leaves the atomization parameters constant, so that a metal powder with a comparatively narrow grain size distribution can be realized.

Damit ergibt sich mit einfachen Mitteln eine hohe Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.This results in a high level with simple means Economy of the method according to the invention or Device for performing this method.

Vorzugsweise wird die Temperatur in einer dem Behälter nachgeschalteten Absaugleitung der Pulversammeleinrichtung gemessen. Durch diese Temperaturmessung, die als Regelgröße genutzt werden kann, ist eine gute Steuerung der gezielten Druckbeaufschlagung des Schmelztiegels bzw. der im Schmelztiegel befindlichen Metallschmelze möglich. Dadurch kann der während der Durchführung des Verfahrens d. h. während des Betriebes der Vorrichtung sinkende metallostatische Druck mit einfachen Mitteln gut ausgeglichen und eine Konstanz des Metallschmelze-Verdüsungsmedium-Verhältnisses erzielt werden. Zu diesem Zweck ist es selbstverständlich auch möglich, die mit der Zeit linear zusammenhängende Temperatur an verschiedenen anderen Orten des Behälters bzw. der Vorrichtung zu messen und der die Ventileinrichtung zur Einstellung eines bestimmten Druckes auf der im Schmelztiegel befindlichen Metallschmelze steuernden elektronischen Steuerungseinrichtung als Eingangsgröße zuzuführen.Preferably the temperature in one of the containers downstream suction line of the powder collection device measured. Through this temperature measurement, which is the controlled variable can be used is a good control of the targeted Pressurizing the crucible or the Melting crucible is possible. This can who during the implementation of the procedure d. H. during the Operation of the device with decreasing metallostatic pressure simple means well balanced and a constancy of Metal melt-atomizing medium ratio can be achieved. For this purpose it is of course also possible to use the temperature linearly connected at different times to measure other locations of the container or the device and which the valve device for setting a certain Pressure on the molten metal in the crucible controlling electronic control device as Input variable.

Die Zerstäubung der Metallschmelze kann in an sich bekannter Weise durch Verdüsen der im Schmelztiegel befindlichen Schmelze des Metalls mittels eines unter Druck stehenden Verdüsungsmediums erfolgen, das gegen einen aus einer Auslaßöffnung des Schmelztiegels ausfließenden Strahl der Metallschmelze gerichtet wird. Die Zerstäubung der Metallschmelze kann bekanntermaßen jedoch auch mittels einer rotierenden Einrichtung erfolgen, gegen welche der aus der Auslaßöffnung des Schmelztiegels ausfließende Strahl der Metallschmelze gerichtet wird. Als rotierende Einrichtung kann dabei eine Scheibe verwendet werden, gegen deren Oberseite der Strahl der Metallschmelze mindestens annähernd senkrecht gerichtet wird. Die Scheibe kann dabei eben, tassenförmig oder beliebig anders geformt sein. Der aus der Auslaßöffnung austretende stabile Metallstrahl trifft auf die mindestens annähernd horizontal ausgerichtete Oberseite der rotierenden Einrichtung, die bspw. mit 5000 bis 100 000 Umdrehungen/min rotiert und wird hierbei auf der Oberseite der rotierenden Einrichtung zu einem dünnen Film ausgezogen, der je nach Prozeßführung und Legierung des im Schmelztiegel geschmolzenen Metalls durch Tropfen-, Faden- oder Lamellen- d. h. Filmablösung zerteilt wird. Die von der rotierenden Einrichtung weggeschleuderten Schmelzepartikel bilden während des freien Fluges infolge Oberflächenspannung Kugeln und erstarren. Um diese Erstarrung zu fördern, kann in den Pulvererzeugungsbehälter ein Intertgas eingeleitet werden, das die Flugbahn der von der rotierenden Einrichtung weggeschleuderten Metallpartikel kreuzt.The atomization of the molten metal can be done in a manner known per se Way by atomizing the melt in the crucible of the metal by means of a pressurized Atomizing medium take place against one of a Outlet opening of the crucible flowing out of the Metal smelt is directed. The atomization of the As is known, however, molten metal can also be produced using a rotating device against which the from the Exhaust opening of the crucible flowing out of the Metal smelt is directed. Can be used as a rotating device a disc is used, against the top of which The molten metal jet is at least approximately perpendicular is judged. The disc can be flat, cup-shaped or be shaped differently. The one from the outlet emerging stable metal jet hits the least approximately horizontally aligned top of the rotating Device that, for example, with 5000 to 100 000 revolutions / min rotates and is here on the top of the rotating Set up to a thin film, depending on the Process control and alloying of the melted in the crucible Metal by droplets, threads or lamellar d. H. Film detachment is divided. The rotating device thrown away melt particles form during the free Flying due to surface tension balls and solidify. Around To promote this solidification can in the An inert gas can be introduced into the powder generation container the trajectory of the rotating device metal particles thrown away.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der elektrische Temperatursensor vorzugsweise eine geringe Wärmekapazität auf, so daß sein Ansprechverhalten schnell ist, außerdem weist er vorzugsweise kleine Abmessungen auf, damit sich während des Betriebes der Vorrichtung auf diesem Temperatursensor kein Metallpulver ablagern kann, was die Temperaturmessung und damit die Regelung des auf die Metallschmelze wirkenden Druckes beeinträchtigen kann. Da - wie bereits weiter oben ausgeführt wurde - der metallostatische Druck an der Auslaßöffnung des Schmelztiegels während des Betriebes der Vorrichtung mit absinkendem Flüssigkeitsspiegel der Metallschmelze abnimmt, ist es mit Hilfe des in der Pulversammeleinrichtung vorgesehenen elektrischen Temperatursensors möglich, direkt auf den abnehmenden metallostatischen Druck der Metallschmelze rückzuschließen und mit Hilfe der elektronischen Steuerungseinrichtung die Ventileinrichtung derart zu regeln, daß der Flüssigkeitsspiegel der Metallschmelze über die Druckgasquelle mit einem solchen Druck beaufschlagt wird, daß an der Auslaßöffnung des Schmelztiegels konstant bleibende Druckverhältnisse, d. h. sich nicht ändernde Parameter ergeben.In the device according to the invention, the electrical Temperature sensor preferably has a low heat capacity, so that his response is fast, he also points preferably small dimensions so that during the Operation of the device on this temperature sensor no Metal powder can deposit what the temperature measurement and therefore the regulation of the pressure acting on the molten metal can affect. There - as already explained above was - the metallostatic pressure at the outlet opening of the Crucible during operation of the device with decreasing liquid level of the molten metal is it with the help of that provided in the powder collection device electrical temperature sensor possible, directly on the decreasing metallostatic pressure of the molten metal conclude and using the electronic Control device to regulate the valve device in such a way that the liquid level of the molten metal over the Pressurized gas source with such a pressure that constant at the outlet of the crucible Pressure ratios, d. H. there are no changing parameters.

Der Trennboden der Vorrichtung kann mit einer Kühlung versehen sein. Durch die Unterteilung des Behälters in eine Ofenkammer und in eine Sprühkammer ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Flüssigkeitsspiegel der im Schmelztiegel befindlichen Metallschmelze sehr schnell, d. h. quasi trägheitslos mit einem geeigneten Druck zu beaufschlagen, um konstante Verdüsungsverhältnisse aufrechtzuerhalten.The partition of the device can be provided with cooling be. By dividing the container into an oven chamber and in a spray chamber it is advantageously possible the liquid level in the crucible Molten metal very quickly, d. H. almost inertia with one appropriate pressure to maintain constant Maintain atomization conditions.

Der Schmelztiegel ist vorzugsweise auf der Trennwand stehend angeordnet, und die Auslaßöffnung des Schmelztiegels und die Zerstäubungseinrichtung sind vorzugsweise in der Nachbarschaft des Trennbodens unter dem Trennboden vorgesehen. Durch eine solche Ausbildung der Vorrichtung bzw. durch die Trennwand ist auch die Demontage der Vorrichtung einfach und zeitsparend möglich, so daß eine gute Bedienungsfreundlichkeit der Vorrichtung gegeben ist.The crucible is preferably standing on the partition arranged, and the outlet of the crucible and the Atomizers are preferably in the neighborhood of the partition under the partition. By a such formation of the device or through the partition disassembly of the device is simple and time-saving possible, so that good usability of the Device is given.

In der Ofenkammer und in der Sprühkammer kann je ein elektronischer Drucksensor vorgesehen sein, und die beiden Drucksensoren können mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden sein. Mit diesen Drucksensoren ist es möglich, den Druck in der Ofenkammer sowie den Druck in der Sprühkammer zu messen und die elektrischen Ausgangsgrößen dieser Drucksensoren der elektronischen Steuerungseinrichtung zuzuführen. Auf diese Weise kann die Steuerung der regelbaren Ventileinrichtung und damit die Steuerung des den abnehmenden metallostatischen Druck ausgleichenden Druckes mittels der Druckgasquelle weiter verbessert werden. One can each in the oven chamber and in the spray chamber Electronic pressure sensor can be provided, and the two Pressure sensors can be used with the electronic Control device to be connected. With these pressure sensors it is possible to measure the pressure in the furnace chamber as well as the pressure in the spray chamber and measure the electrical output quantities of these pressure sensors of the electronic control device feed. In this way, the control of the controllable Valve device and thus the control of the decreasing metallostatic pressure equalizing pressure using the Pressurized gas source can be further improved.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn in der den Behälter mit dem Zyklon verbindenden ersten Rohrleitung ein zweiter elektrischer Temperatursensor angeordnet ist, der mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden ist. Dieser zweite Temperatursensor dient inbesondere zur Überwachung des ersten Temperatursensors bzw. eines dritten elektrischen Temperatursensors, der nachfolgend beschrieben wird.It has proven to be advantageous if in the the container with the cyclone connecting the first pipe a second electrical temperature sensor is arranged with the electronic control device is connected. This second temperature sensor is used in particular to monitor the first temperature sensor or a third electrical Temperature sensor, which is described below.

Der dritte Temperatursensor ist vorzugsweise in der Pulversammeleinrichtung angeordnet. Er ist mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden. Der dritte elektronische Temperatursensor sollte vorzugsweise ebenfalls kleine Abmessungen aufweisen, damit sich während des Betriebes der Vorrichtung auf ihm kein Pulver ablagert. Eine Pulverablagerung könnte nämlich die Temperaturmessung und damit das Regelungsverhalten der Steuerungseinrichtung beeinträchtigen.The third temperature sensor is preferably in the Powder collecting device arranged. He is with the electronic control device connected. The third electronic temperature sensor should preferably also have small dimensions so that during operation no powder deposits on the device. A Powder deposition could be temperature measurement and so the control behavior of the control device affect.

Die Absaugleitung ist vorzugsweise mit einem Reststaubabscheider und mit einer Saugeinrichtung fluidisch verbunden, wobei der Reststaubabscheider und die Saugeinrichtung durch die Absaugleitung in Reihe geschaltet sind und der erste Temperatursensor zwischen dem Zyklon und dem Reststaubabscheider angeordnet ist. Der erste Temperatursensor weist vorzugsweise ein schnelles Ansprechverhalten und eine geringe Wärmekapazität auf.The suction line is preferably with a Residual dust separator and fluid with a suction device connected, the residual dust separator and the Suction device connected in series through the suction line and the first temperature sensor between the cyclone and the Residual dust separator is arranged. The first temperature sensor preferably has a quick response and a low heat capacity.

Die elektronische Steuerungseinrichtung weist auf einen Mikroprozessor mit Eingängen und einem Ausgang und einen Regelverstärker mit Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge des Mikroprozessors mit den elektrischen Temperatursensoren verbunden sind, der Ausgang des Mikroprozessors mit einem Eingang des Regelverstärkers, und der Ausgang des Regelverstärkers mit der regelbaren Ventileinrichtung verbunden ist. Bei dem Mikroprozessor handelt es sich vorzugsweise um einen Real-time-Prozessor. Die Führungsgröße der Steuerungseinrichtung wird über den genannten Real-time-Prozessor aus den Temperatursignalen gewonnen und als Sollwert dem Regelverstärker zugeführt. Entsprechend können die beiden elektrischen Drucksensoren mit Eingängen des Regelverstärkers verbunden sein. Der Grund für die Verwendung von Mikroprozessoren ist die Notwendigkeit einer umfangreichen Kriterienbildung während des Betriebes der Vorrichtung. So darf bspw. der Druck im Ofenraum nicht beliebig ansteigen, wenn die Auslaßöffnung z. B. durch Schlackereste verstopft ist, so daß keine Schmelze mehr durchfließen kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich eine gute Betriebssicherheit.The electronic control device has one Microprocessor with inputs and one output and one Control amplifier with inputs and one output, the Microprocessor inputs with electrical Temperature sensors are connected to the output of the Microprocessor with an input of the control amplifier, and the Output of the control amplifier with the controllable Valve device is connected. The microprocessor is acting it is preferably a real-time processor. The The command variable of the control device is via the called real-time processor from the temperature signals obtained and fed to the control amplifier as a setpoint. Accordingly, the two electrical pressure sensors can be used Inputs of the control amplifier can be connected. The reason for the use of microprocessors is a necessity extensive criteria formation during the operation of the Contraption. For example, the pressure in the furnace chamber must not be arbitrary increase when the outlet opening z. B. by slag residues is blocked so that no more melt can flow through. In the device according to the invention there is a good one Operational safety.

Die Regelung der Vorrichtung arbeitet derart, daß absinkende Metallpulver-Zerstäubungsmedium-Temperaturen zu einem Anstieg des Druckes in der Ofenkammer und demzufolge zu einem Anstieg des Druckes auf dem Flüssigkeitsspiegel der Metallschmelze führen, wodurch eine größere Quantität der Metallschmelze zur Verdüsung gelangt.The regulation of the device works in such a way that sinking Metal powder atomizing medium temperatures rise the pressure in the furnace chamber and consequently to an increase the pressure on the liquid level of the molten metal lead, causing a larger quantity of the molten metal to Atomization arrives.

Damit ergeben sich die folgenden Vorteile:This has the following advantages:

1. It is metal powder with constant process conditions producible, its grain size distribution as desired can be within narrow limits.
2. The measurement of the input variables of the control device is simply possible because only relative at the measuring points low temperatures are present, for example by Induction heating given faults can be avoided and an indirect measurement of the molten metal atomization medium ratio is given without Knowledge of the level of the crucible with Melting metal are required.
3. It is a real-time regulation during the process, i. H. possible during the operation of the device, so that no subsequent powder analysis is required of conclusions for future litigation should be.
4. The control of the gas introduced into the furnace chamber is easily possible because the pressure in the furnace chamber compared to the one used for spraying Atomizing pressure, d. H. compared to the pressure of the Atomizing medium, is low; besides that is Velocity of the gas introduced into the furnace space and so the flowing volume is much smaller than that of the Atomizing medium. Usually it is Atomizing medium is also a gaseous medium.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the device according to the invention Implementation of the method according to the invention are in the Drawing shown and are described below. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen eines Metallpulvers durch Verdüsen einer Metallschmelze, Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the apparatus for producing a metal powder by atomizing a metal melt,

Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung der in Fig. 1 zur Anwendung gelangenden Steuerungseinrichtung, Fig. 2 is a schematic block diagram of the entering in Fig. 1 for the application control device,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil des Behälters der Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 3 shows a section through a part of the container of the apparatus of Fig. 1

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Details IV in Fig. 3, Fig. 4 is an enlarged view of detail IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine grafische Darstellung des funktionellen Zusammenhanges zwischen der Temperatur in der dem Behälter der Vorrichtung gemäß Fig. 1 nachgeschalteten Pulversammeleinrichtung und der Zeit, und FIG. 5 shows a graphical representation of the functional relationship between the temperature in the powder collecting device downstream of the container of the device according to FIG. 1 and the time, and

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen eines Metallpulvers durch eine eine rotierende Scheibe aufweisende Zerstäubungseinrichtung. Figure 6 is a schematic representation of a second embodiment of the apparatus for producing a metal powder having a through a rotating disk atomiser..

Wenn oben von Metallpulvern die Rede ist, so bedeutet dies, daß ein Pulver eines reinen Metalles oder ein Pulver einer beliebigen Metallegierung gemeint ist.When we talk about metal powders above, it means that a powder of a pure metal or a powder of a any metal alloy is meant.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 10 zur Herstellung von Metallpulver aus einer Metallschmelze, wobei die Vorrichtung 10 einen Behälter 12, der abschnittweise geschnitten gezeichnet ist, und eine Pulversammeleinrichtung 14 aufweist, die dem Behälter 12 nachgeschaltet ist. Der Innenraum des Behälters 12 ist durch einen Trennbogen 16 in eine Ofenkammer 18 und in eine Sprühkammer 20 unterteilt. Auf dem Trennboden ruht in der Ofenkammer 18 ein Schmelztiegel 22, in welchem sich eine Metallschmelze 24 befindet. Der Flüssigkeitsspiegel der Metallschmelze 24 ist mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet. Der Schmelztiegel 22 weist eine Auslaßöffnung 28 auf, durch die die Metallschmelze 24 in die Sprühkammer 20 fließt. In der Nachbarschaft der Auslaßöffnung 28 des Schmelztiegels 22 ist eine Düseneinrichtung 30 angeordnet, durch die ein Verdüsungsmedium gegen den durch die Auslaßöffnung 28 auftretenden Strahl der Metallschmelze 24 gerichtet wird. Das Verdüsungsmedium, bei dem es sich insbesondere um ein gasförmiges Medium handeln kann, ist in einer Vorratseinrichtung 32 bevorratet. Diese Vorratseinrichtung kann eine Anzahl Gasflaschen 34 aufweisen, in welchen das gasförmige Verdüsungsmedium unter Druck gelagert ist. Die Gasflaschen 34 sind miteinander und mit der Düseneinrichtung 30 über eine Rohrleitung 36 fluidisch verbunden. Die Gasflaschen 34 sind mit Absperrventilen 38 versehen. 10 Fig. 1 shows the apparatus for producing metal powder from a metal melt, the apparatus 10 comprises a container 12 which is shown partially cut, and a powder collecting means 14, which is connected downstream of the container 12. The interior of the container 12 is divided into a furnace chamber 18 and a spray chamber 20 by a separating sheet 16 . A crucible 22 , in which a molten metal 24 is located, rests on the partition in the furnace chamber 18 . The liquid level of the molten metal 24 is designated by the reference number 26 . The crucible 22 has an outlet opening 28 through which the molten metal 24 flows into the spray chamber 20 . In the vicinity of the outlet opening 28 of the crucible 22 , a nozzle device 30 is arranged, through which a atomization medium is directed against the jet of the molten metal 24 that occurs through the outlet opening 28 . The atomization medium, which can in particular be a gaseous medium, is stored in a storage device 32 . This storage device can have a number of gas bottles 34 in which the gaseous atomizing medium is stored under pressure. The gas bottles 34 are fluidly connected to one another and to the nozzle device 30 via a pipeline 36 . The gas bottles 34 are provided with shut-off valves 38 .

Die Pulversammeleinrichtung 14 weist einen Zyklon 40 und einen Pulversammelbehälter 42 auf, wobei der Zyklon 40 mittels einer ersten Rohrleitung 44 mit dem Behälter 12 und der Pulversammelbehälter 42 mit dem Zyklon 40 mittels einer zweiten Rohrleitung 46 fluidisch verbunden ist. Mit dem Zyklon 40 ist außerdem eine Absaugleitung 48 verbunden, in die ein Reststaubabscheider 50 eingeschaltet ist, und die auf der vom Zyklon 40 entfernten Seite mit einer Saugeinrichtung 52 fluidisch verbunden ist. Bei dieser Saugeinrichtung 52 handelt es sich bspw. um einen an sich bekannten Industriestaubsauger.The powder collecting means 14 includes a cyclone 40 and a powder collector container 42, the cyclone 40 and the powder collector container 42 is fluidically connected to the cyclone 40 by means of a second conduit 46 by means of a first conduit 44 to the container 12th A suction line 48 is also connected to the cyclone 40 , into which a residual dust separator 50 is connected and which is fluidly connected to a suction device 52 on the side remote from the cyclone 40 . This suction device 52 is, for example, an industrial vacuum cleaner known per se.

In die Ofenkammer 18 des Behälters 12 der Vorrichtung 10 mündet eine dritte Rohrleitung 54 ein, die mit einer Druckgasquelle 56 fluidisch verbunden ist. Die Druckgasquelle 56 weist eine Anzahl an sich bekannter Gasflaschen 58 auf, in denen ein geeignetes Gas unter einem bestimmten Druck steht. Jede Gasflasche 58 ist in an sich bekannter Weise mit einem Absperrventil 60 versehen. In die Rohrleitung 54 ist eine elektronisch regelbare Ventileinrichtung 62 eingeschaltet, die mittels einer elektrischen Leitung 64 mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung 66 verbunden ist. Die elektronische Steuerungseinrichtung 66 weist Eingänge 68 und 70 und einen Ausgang 72 auf, wobei der Ausgang 72 mit der elektrischen Leitung 64 verbunden ist. Die Eingänge 68 sind für elektrische Temperatursensoren und die Eingänge 70 sind für elektrische Drucksensoren vorgesehen. Ein Drucksensor 74 ist in der Ofenkammer 18 angeordnet. Ein zweiter Drucksensor 76 befindet sich in der Sprühkammer 20 des Behälters 12. Ein erster elektrischer Temperatursensor 78 ist in der Absaugleitung 48 der Pulversammeleinrichtung 14 angeordnet. Ein zweiter Temperatursensor 80 befindet sich in der als Krümmer ausgebildeten ersten Rohrleitung 44 zwischen dem Behälter 12 und dem Zyklon 40. Ein dritter Temperatursensor 82 ist im Pulversammelbehälter 42 vorgesehen. Die Temperatursensoren 78, 80 und 82 sind über eine Verstärkereinrichtung 84 mit den Eingängen 68 der elektronischen Steuerungseinrichtung 66 kontaktiert.A third pipeline 54 opens into the furnace chamber 18 of the container 12 of the device 10 and is fluidly connected to a compressed gas source 56 . The compressed gas source 56 has a number of gas bottles 58 known per se, in which a suitable gas is at a certain pressure. Each gas bottle 58 is provided with a shut-off valve 60 in a manner known per se. An electronically controllable valve device 62 is connected into the pipe 54 and is connected to an electronic control device 66 by means of an electrical line 64 . The electronic control device 66 has inputs 68 and 70 and an output 72 , the output 72 being connected to the electrical line 64 . The inputs 68 are for electrical temperature sensors and the inputs 70 are for electrical pressure sensors. A pressure sensor 74 is arranged in the furnace chamber 18 . A second pressure sensor 76 is located in the spray chamber 20 of the container 12 . A first electrical temperature sensor 78 is arranged in the suction line 48 of the powder collection device 14 . A second temperature sensor 80 is located in the first pipe 44, which is designed as a bend, between the container 12 and the cyclone 40 . A third temperature sensor 82 is provided in the powder collection container 42 . The temperature sensors 78 , 80 and 82 are contacted via an amplifier device 84 with the inputs 68 of the electronic control device 66 .

Fig. 2 zeigt in einer Blockdarstellung die elektronische Steuerungseinrichtung 66 mit ihren Eingängen 68 und 70 und mit ihrem Ausgang 72. Die Eingänge 68 der Steuerungseinrichtung 66 sind mit Eingängen 84 eines Mikroprozessors 86 verbunden. Der Mikroprozessor 86 weist einen Ausgang 88 auf, der mit einem Eingang 90 eines Regelverstärkers 92 verbunden ist. Der Regelverstärker 92 weist außerdem Eingänge 94 auf, die mit den Eingängen 70 für die Drucksensoren 74 und 76 (s. Fig. 1) verbunden sind. Fig. 2 shows a block diagram of the electronic control device 66 with their inputs 68 and 70 and with its output 72. The inputs 68 of the control device 66 are connected to inputs 84 of a microprocessor 86 . The microprocessor 86 has an output 88 which is connected to an input 90 of a control amplifier 92 . The control amplifier 92 also has inputs 94 which are connected to the inputs 70 for the pressure sensors 74 and 76 (see FIG. 1).

In Fig. 3 ist ein oberer Abschnitt des Behälters 1 in einem Schnitt gezeichnet. Der Innenraum des Behälters 12 ist durch den Trennboden 16 in die Ofenkammer 18 und in die Sprühkammer 20 unterteilt. Der Trennboden 16 ist derartig ausgebildet, daß er mit einer (nicht gezeichneten) Kühleinrichtung mittels Verbindungs-Rohrleitungen 96 verbindbar ist. Auf dem Trennboden 16 ist der Schmelztiegel 22 angeordnet, der eine Hochfrequenzspule 98 aufweist. Die Hochfrequenzspule 98 ist mit Anschlußleitungen 100 elektrisch kontaktiert. Der Schmelztiegel 22 weist eine Auslaßöffnung 28 auf, die mittels einer Verschlußeinrichtung 102 abdichtbar ist. Die Verschlußeinrichtung 102 ist bspw. als sog. Stopfenstange ausgebildet. Im Schmelztiegel 22 befindet sich eine Metallschmelze 24, deren Temperatur durch ein Thermoelement 104 bestimmbar ist. Das Thermoelement 104 ist mit Anschlußleitungen 106 kontaktiert, die durch den Behälter 12 durchgeführt sind. Der Behälter 12 weist außerdem Anschlußstutzen 108 und 110 auf, mittels welchen die Ofenkammer 18 bzw. die Sprühkammer 20 mit einer (nicht dargestellten) Vakuumeinrichtung verbindbar ist. In der Nachbarschaft der Auslaßöffnung 28 ist eine Düseneinrichtung 30 angeordnet. Eine Düsenheizeinrichtung 112 ist in der Nachbarschaft der Auslaßöffnung 28 zwischen der Düseneinrichtung 30 und dem Schmelztiegel 22 angeordnet. Zur Messung der Temperatur der Düsenheizeinrichtung 112 ist ein Thermoelement vorgesehen, das mittels einer Anschlußleitung 114 durch die Wand des Behälters 12 durchgeführt ist. Anschlußleitungen 116 sind mit einer Heizwicklung 118 (s. Fig. 4) der Düsenheizeinrichtung 112 verbunden. Die Anschlußleitungen 116 sind durch die Wand des Behälters 12 durchgeführt und zum Anschluß an einen (nicht gezeichneten) Transformator vorgesehen. Die Ofenkammer 18 und die Sprühkammer 20 sind mit Flanschen 118 zur Durchführung von (nicht gezeichneten) Drucksensoren vorgesehen, die in Fig. 1 mit den Bezugsziffern 74 und 76 bezeichnet sind. Der Behälter 12 ist durch einen Deckel 120 abgeschlossen, der Anschlußstutzen 122 zum Anschluß einer (nicht dargestellten) Kühleinrichtung aufweist. Mit der Düseneinrichtung 30 ist eine Rohrleitung 36 (s. auch Fig. 1) verbunden, die durch die Wand des Behälters 12, d. h. durch die Wand der Sprühkammer 20 abgedichtet durchgeführt ist.In Fig. 3, an upper portion of the container 1 is drawn in a section. The interior of the container 12 is divided into the furnace chamber 18 and the spray chamber 20 by the partition 16 . The partition 16 is designed such that it can be connected to a cooling device (not shown) by means of connecting pipes 96 . The crucible 22 , which has a high-frequency coil 98 , is arranged on the partition 16 . The high-frequency coil 98 is electrically contacted with connecting lines 100 . The crucible 22 has an outlet opening 28 which can be sealed by means of a closure device 102 . The closure device 102 is designed, for example, as a so-called plug rod. There is a metal melt 24 in the crucible 22 , the temperature of which can be determined by a thermocouple 104 . The thermocouple 104 is contacted with connection lines 106 which are passed through the container 12 . The container 12 also has connecting pieces 108 and 110 , by means of which the oven chamber 18 or the spray chamber 20 can be connected to a vacuum device (not shown). A nozzle device 30 is arranged in the vicinity of the outlet opening 28 . A nozzle heater 112 is disposed in the vicinity of the outlet opening 28 between the nozzle device 30 and the crucible 22 . To measure the temperature of the nozzle heating device 112 , a thermocouple is provided which is led through the wall of the container 12 by means of a connecting line 114 . Connection lines 116 are connected to a heating winding 118 (see FIG. 4) of the nozzle heating device 112 . The connecting lines 116 are passed through the wall of the container 12 and are provided for connection to a transformer (not shown). The oven chamber 18 and the spray chamber 20 are provided with flanges 118 for carrying out pressure sensors (not shown), which are designated by the reference numbers 74 and 76 in FIG. 1. The container 12 is closed by a lid 120 which has connecting pieces 122 for connecting a cooling device (not shown). A pipe 36 (see also FIG. 1) is connected to the nozzle device 30 and is sealed off by the wall of the container 12 , ie by the wall of the spray chamber 20 .

Fig. 4 zeigt abschnittweise den Schmelztiegel 22 mit der Hochfrequenzspule 98 und der Verschlußeinrichtung 102, sowie den Trennboden 16 und einen Sockel 124, der zwischen dem Schmelztiegel 22 und dem Trennboden 16 vorgesehen ist. Mit der Bezugsziffer 30 ist auch in dieser Figur die Düseneinrichtung bezeichnet, die mit der Rohrleitung 36 verbunden ist. Die Düseneinrichtung 30 ist in der Nachbarschaft der Auslaßöffnung 28 des Schmelztiegels 22 angeordnet. Im Schmelztiegel 22 befindet sich das mit Hilfe der Hochfrequenzspule 98 aufgeschmolzene Metall 24. FIG. 4 shows sections of the crucible 22 with the high-frequency coil 98 and the closure device 102 , as well as the partition 16 and a base 124 which is provided between the crucible 22 and the partition 16 . The reference number 30 in this figure also denotes the nozzle device which is connected to the pipeline 36 . The nozzle device 30 is arranged in the vicinity of the outlet opening 28 of the crucible 22 . The metal 24 melted by means of the high-frequency coil 98 is located in the crucible 22 .

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß während des Betriebes der Vorrichtung 10 (s. Fig. 1) die Temperatur T in der Absaugleitung 48 in Abhängigkeit von der Zeit t den durch die Kurve 126 dargestellten Verlauf nimmt. Aus dieser Kurve 126 ist ersichtlich, daß nach einiger Zeit, die in Fig. 5 mit t 1 bezeichnet ist, die Temperatur T mindestens annähernd linear bis zu einer Zeit t 2 abnimmt. Diese mindestens annähernd lineare Abhängigkeit der Temperatur T von der Zeit t wird dazu verwendet, um in der elektronischen Steuerungseinrichtung 66 ausgewertet zu werden. Diese lineare Abnahme der Temperatur T mit der Zeit t kann nämlich dem mit der Zeit t linear abnehmenden metallostatischen Druck der Metallschmelze 24 gleichgesetzt werden. Der linear abnehmende metallostatische Druck der Metallschmelze 24 wird durch einen entsprechenden Gasdruck mittels der Ventileinrichtung 62 aus der Druckgasquelle 56 ausgeglichen, so daß an der Auslaßöffnung 28 trotz des abnehmenden metallostatischen Druckes der Metallschmelze 24 konstante Druckverhältnisse aufrechterhalten werden. Dieser zum Ausgleich des abnehmenden metallostatischen Druckes erforderliche Gasdruck wird mittels der regelbaren Ventileinrichtung 62 gesteuert, die zu diesem Zweck mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 66 verbunden ist.From Fig. 5 it can be seen that during operation of the apparatus 10 (s. Fig. 1), the temperature T in the suction pipe 48 in function of the time t takes the path shown by the curve 126th From this curve 126 it can be seen that after some time, which is denoted by t 1 in FIG. 5, the temperature T decreases at least approximately linearly up to a time t 2 . This at least approximately linear dependency of the temperature T on the time t is used to be evaluated in the electronic control device 66 . This linear decrease in temperature T over time t can be equated with the metallostatic pressure of molten metal 24 , which decreases linearly over time t . The linearly decreasing metallostatic pressure of the molten metal 24 is compensated by a corresponding gas pressure by means of the valve device 62 from the pressurized gas source 56 , so that constant pressure conditions are maintained at the outlet opening 28 despite the decreasing metallostatic pressure of the molten metal 24 . This gas pressure required to compensate for the decreasing metallostatic pressure is controlled by means of the controllable valve device 62 , which is connected to the electronic control device 66 for this purpose.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Metallpulvers, die sich von der in Fig. 1 gezeichneten Vorrichtung dadurch unterscheidet, daß anstelle einer in der Nachbarschaft der Auslaßöffnung 28 des Schmelztiegels 22 vorgesehenen Düseneinrichtung 30 (s. Fig. 1) eine rotierende Einrichtung 128 vorgesehen ist. Die rotierende Einrichtung 128 weist eine Scheibe 130 auf, die in der Nachbarschaft der Auslaßöffnung 28 des Schmelztiegels 22 bzw. unter dieser derart angeordnet ist, daß das Zentrum der Scheibe 130 mit der Auslaßöffnung 28 mindestens annähernd fluchtet. Die rotierende Scheibe 130 ist in einer in der Sprühkammer 20 vorgesehenen Lagereinrichtung 132 drehbar gelagert und mittels einer flexiblen Welle 134 mit einem Antriebsmotor 136 drehmomentübertragend verbunden. Der Antriebsmotor 136 ist an der Außenseite des Behälters 12 angeflanscht. FIG. 6 shows a device 10 for producing a metal powder, which differs from the device shown in FIG. 1 in that instead of a nozzle device 30 (see FIG. 1) provided in the vicinity of the outlet opening 28 of the crucible 22 , a rotating device 128 is provided. The rotating device 128 has a disk 130 which is arranged in the vicinity of the outlet opening 28 of the crucible 22 or below it in such a way that the center of the disk 130 is at least approximately aligned with the outlet opening 28 . The rotating disk 130 is rotatably mounted in a bearing device 132 provided in the spray chamber 20 and is connected to a drive motor 136 in a torque-transmitting manner by means of a flexible shaft 134 . The drive motor 136 is flanged to the outside of the container 12 .

Die Sprühkammer 20 der Vorrichtung 10 ist mit Düseneinrichtungen 138 ausgebildet, die in bezug auf die rotierende Einrichtung 128 bzw. in bezug auf die rotierende Scheibe 130 derartig ausgerichtet sind, daß ein durch die Düseneinrichtungen 138 in die Sprühkammer 20 einströmendes Inertgas die Flugbahnen der von der rotierenden Scheibe 130 weggeschleuderten Metall- bzw. Metallegierungspartikel kreuzt. Das durch die Düseneinrichtungen 138 in die Sprühkammer 20 eingeleitete Inertgas ist in Gasflaschen 34 einer Inertgas- Vorratseinrichtung 32 gespeichert.The spray chamber 20 of the device 10 is formed with nozzle devices 138 , which are aligned with respect to the rotating device 128 or with respect to the rotating disk 130 such that an inert gas flowing into the spray chamber 20 through the nozzle devices 138 blocks the trajectories of the rotating disc 130 thrown away metal or metal alloy particles. The inert gas introduced into the spray chamber 20 through the nozzle devices 138 is stored in gas bottles 34 of an inert gas supply device 32 .

Im übrigen entspricht die Vorrichtung 10 mit der Pulversammeleinrichtung 14 und der elektronischen Steuerungseinrichtung 66 zur Konstanthaltung des metallostatischen Druckes auf der im Schmelztiegel 22 befindlichen Metallschmelze 24 der Ausbildung gemäß Fig. 1, so daß es sich erübrigt, alle diese Einzelheiten in Verbindung mit Fig. 6 noch einmal detailliert zu beschreiben. Gleiche Einzelheiten sind in den Fig. 1 und 6 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.Otherwise, the device 10 with the powder collecting device 14 and the electronic control device 66 for keeping the metallostatic pressure on the metal melt 24 in the crucible 22 in the crucible 22 constant corresponds to the design according to FIG. 1, so that it is unnecessary to combine all these details in connection with FIG. 6 to describe again in detail. The same details are given the same reference numerals in FIGS . 1 and 6.

Claims

1. A method for producing a metal powder by atomizing a molten metal ( 24 ) located in a crucible ( 22 ) of the metal, which flows out through an outlet opening ( 28 ) of the crucible ( 22 ) and into a powder production container located under the crucible ( 22 ) , in which the metal powder is produced from the molten metal ( 24 ) by means of an atomizing device ( 30; 128 ), which is sucked out of the powder generating container ( 12 ) and collected in a powder collecting device ( 14 ), in order to compensate for the decreasing metallostatic pressure during atomizing the molten metal (24) a certain pressure is on the located in the crucible (22) molten metal (24) set, characterized in that in the container (12) downstream of the powder collection means (14), the temperature (T) is measured and in dependence from the measured temperature the pressure on the melt level ( 26 ) is regulated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature (T) is measured in a suction line ( 48 ) downstream of the container ( 12 ) of the powder collecting device ( 14 ).

3. Apparatus for carrying out the method of claim 1 or 2 having an intended for molten metal (24) the crucible (22) having an outlet port (28), with a powder generating tank (12), in which in the vicinity of the outlet port (28 ) of the crucible ( 22 ) is provided with an atomizing device ( 30; 128 ), and with a powder collecting device ( 14 ) which is fluidly connected to the powder production container ( 12 ) by means of a pipeline ( 44 ), characterized in that
that the powder generation container ( 12 ) has a partition ( 16 ) through which the interior of the powder generation container ( 20 ) is divided, the crucible ( 22 ) in the furnace chamber ( 18 ) and the outlet opening ( 28 ) of the crucible ( 22 ) and the Atomizing device ( 30; 128 ) are arranged in the spray chamber ( 20 ),
that the powder collection device (14) comprises a means of a first conduit (44) with the powder generating tank (12) cyclone connected (40), a having the cyclone (40) connected to the powder collector container (42) and means connected to the cyclone suction line (48), in which an electrical temperature sensor ( 78 ) is arranged, which is connected to an electronic control device ( 66 ), and
that the electronic control device ( 66 ) is connected to a controllable valve device ( 62 ) which is arranged in a pipe ( 54 ) which opens into the furnace chamber ( 18 ) with one end section and with a second end section to a compressed gas source ( 56 ) connected is.

4. The device according to claim 3, characterized in
that the crucible ( 22 ) is arranged standing on the partition ( 16 ), and
that the outlet opening ( 28 ) of the crucible ( 22 ) and the atomizing device ( 30; 128 ) are provided in the vicinity of the partition plate ( 16 ) under the partition plate ( 16 ).

5. The device according to claim 3 or 4, characterized in that
that in the furnace chamber ( 18 ) and in the spray chamber ( 20 ) each an electronic pressure sensor ( 74, 76 ) is provided, and
that the two pressure sensors ( 74, 76 ) are connected to the electronic control device ( 66 ).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that in the container ( 12 ) with the cyclone ( 40 ) connecting the first pipe ( 44 ) a second electrical temperature sensor ( 80 ) is arranged, which with the electronic control device ( 66 ) is connected.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that in the powder collecting container ( 42 ) of the powder collecting device ( 14 ) a third electrical temperature sensor ( 82 ) is arranged, which is connected to the electronic control device ( 66 ).

8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the suction line ( 48 ) with a residual dust separator ( 50 ) and with a suction device ( 52 ) is fluidly connected, the residual dust separator ( 50 ) and the suction device ( 52 ) through the suction line ( 48 ) is connected in series and the first temperature sensor ( 78 ) is arranged between the cyclone ( 40 ) and the residual dust separator ( 50 ).

9. Device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the electronic control device ( 66 ) has a microprocessor ( 86 ) with inputs ( 84 ) and an output ( 88 ) and a control amplifier ( 92 ) with inputs ( 90, 94 ) and has an output, the inputs ( 84 ) of the microprocessor ( 86 ) being connected to the electrical temperature sensors, the output ( 88 ) of the microprocessor ( 86 ) being connected to an input ( 90 ) of the control amplifier ( 92 ) and the output of the control amplifier ( 92 ) is connected to the controllable valve device ( 62 ).

10. The device according to claim 5 or 9, characterized in that the two electrical pressure sensors ( 74, 76 ) are connected to inputs ( 94 ) of the control amplifier ( 92 ).