DE514623C - Verfahren zur Erzeugung feiner Metallkoernungen aus geschmolzenem Metall - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung feiner Metallkörnungen aus geschmolzenem mefall Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung feiner Metallkörnungen aus geschmolzenem .Ietall auf dem Wege des Zerstäubens oder Zerblasens durch schnellbewegte Gasströmungen.
• Man hat bereits versucht, den herabfallenden flüssigen Metallstrahl durch mechanische Einrichtungen aufzuteilen. Mit solchen Einrichtungen gelangt man jedoch nur zu Körnungen, welche noch keine besondere Feinheit aufweisen. Es sind auch Vorschläge bekannt geworden, Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen zur Zerteilung des Metallstrahles zu verwenden. Diese Einrichtungen führten zwar zur Erlangung feiner Körnungen, waren jedoch mannigfachen Störungen ausgesetzt.
• Gegenüber den bisher bekannt gewordenen Verfahren oder Einrichtungen dieser Art bietet die Erfindung mannigfache Vorteile. Während die meisten bisher benutzten Einrichtungen überhaupt nur für die Zerteilung leicht schmelzbarer Metalle, wie Blei, Zinn, Zink u. dgl., zu gebrauchen waren, können mit Hilfe der Erfindung auch schwerschmelzbare -Metalle, wie Messing, Kupfer, ja sogar Eisen, verarbeitet werden, und es läßt sich ein kontinuierlicher störungsfreier Betrieb erzielen. Dadurch wird ,#%-iederum die Güte und die Gleichmäßigkeit der erzeugten Metallkörnungen wesentlich beeinflußt. Es gelingt sogar auch aus hochschmelzenden -Metallen Teilchen von solcher Feinheit zu erzeugen, daß sie durch das feinste Drahtsieb hindurchgehen. Die durch die Erfindung gebotenen Vorteile werden in erster Linie durch die eigenartige Ausbildung und Anordnung der für den Ausfluß des Metalles und des zum Zerstäuben benutzten Gases oder einer Flüssigkeit erzielt. Für die Erlangung eines feinen und auch eines gleichmäßigen Pulvers ist es wesentlich, daß die Beschaffenheit der Ausflußöffnungen des Metalles während des Arbeitsvorganges über eine längere Zeit unverändert bleibt. Für die Erzielung feiner Körnungen ist es ferner wichtig, daß der ausfließende -Metallstrahl möglichst dünn gewählt wird. Die Anordnung enger Austrittsdüsen besitzt aber den Nachteil, daß Verunreinigungen. Schlacken u. dgl., die sich in dem geschmolzenen Metall nur außerordentlich schwer vermeiden lassen, gelegentlich in die Düsen eintreten und eine Störung des ausfließenden Metallstrahles verursachen. Außerdem lassen sich in vielen Fällen geringere Veränderungen im Durchgangsquerschnitt der Düsen nicht vermeiden, weil das -Material der Düse von dem durchfließenden -Metall angegriffen wird. So werden beispielsweise Düsen aus Eisen oder Stahl bereits durch flüssiges Zink oder flüssiges Aluminium, noch viel stärker aber durch Kupfer angegriffen. Dabei spielt natürlich auch die Höhe der anzuwc#iidende n Temperaturen eine Rolle. Je höher diese, um so empfindlicher ist die Düse. Je enger die Düse. an sich ist, um so störender wirken sich solche Änderungen aus.
• Recht unangenehme Störungen ergeben sich ferner durch Veränderungen in der Austrittsöffnung der zum Zerteilen benutzten Flüssigkeit oder des Gases. Da letzteres auf das Metall, solange es sich in heißem Zustande befindet, einwirken muß, hat man bisher die Austrittsöffnungen für Metall und Gas dicht beieinander angeordnet. Dadurch ergab sich wiederum der Nachteil, daß -Metall gelegentlich die Gasaustrittsötfnungen ganz oder teilweise verstopfte oder die Richtung des Gasstrahles beeinrlußte und infolgedessen clie Zerteilung des Metzlles störte.
• Die Erfindung geht demgegenüber von der Benutzung einer verhältnismäßig großen Düse für den Metalldurchtritt aus, welche natürlich Verstopfungen viel weniger ausgesetzt ist als eine enge Düse und bei «-elclier geringe -Änderungen des Durchtrittsquerschnittes praktisch von untergeordnetem Einfluß sind.
• Der aus der Düse austretende, gegen schädliche Abkühlung geschützte Strahl flüssigen Metalles verjüngt sich infolge der zunehmenden Beschleunigung' im Herabfallen nach unten, d. h. der Durchmesser des Flüssigkeitsstrahles wird dauernd geringer. Erst wenn er sich auf den gewünschten Durchmesser verjüngt hat, wird die Zerstäubung vorgenommen, d. h. die Zerstäubungsdüse wird ein Stück unterhalb der Metallaustrittsdüse angeordnet. 'Man kann auf diese Weise eine Metallaustrittsdüse von verhältnismäßig großer Offnung benutzen und braucht dennoch nur einen Strahl von geringem Durchmesser zu zerstäuben. Der Strahl hat außerdem an der Stelle der Zerstäubung bereits eine verhältnismäßig große Geschwindigkeit. Die sonst häufig auftretende Rückwirkung der Gasdüse auf den Austritt des Flüssigkeitsstrahles wird daher so gut wie vermieden.
• Durch die Anordnung der Gasdüse in einer größeren Entfernung von der 'Metalldüse ist erstere vor der Gefahr des Zusetzens durch Metall in erheblichem Maße entrückt.
• Es ist ferner möglich, die Temperatur des Gases bei seinem Austritt aus der Düse unabhängig von der Temperatur der Metalldüse zu regeln. Man kann daher dem die Zerteilung des Metalles bewirkenden Gasstrom die dem jeweiligen Zweck entsprechende Temperatur geben und dadurch die Struktur und die Form des entstehenden Metallkörnchens beeinflussen.
• Ordnet man ferner die Gasdüse in der Höhenlage verstellbar an, so erhält man ein bequemes 'Mittel, um ohne Veränderung der Metalldüse sogar während des Betriebes die entstehende Kornfeinheit zu regulieren, indem man die Zerstäubung auf den mehr oder weniger verjüngten Metallstrahl einwirken 1,i13t.
• Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung.
• In einem Blechgefäß i mit dein Boden 2 und dem Deckel 4, das mit wärmeisolierenden

  Platten 3, 5, 6 ausgekleidet ist, ist ein zur Auf-

  nahme des flüssigen Metalles dienender Tiegel 7

  angeordnet. Ani Boden besitzt derselbe eine

  Austrittsöffnung # von beträchtlichem Durch-

  messer. Diese iss unter Zwischenfügung eines

  Dichtungsrmge_ =-.@ aus Asbest o. dgl. durch die

  Düsenplatte g, w,Iche ihrerseits eine die Düse

  bildende Offnunj:i besitzt, verschlossen. Der

  "Tiegel ,- wird -:Urch mehrere Zungen 13 auf

  seine L nterla--e #: _!drückt und in dieser Stellung

  gehalten. Der ::s=ch unten ausfließende Metall-

  strahl wird c::@cli die Rohre 12 und 14, die

  übereinander .-r-rschiebbar angeordnet sind,

  gegen äußert. -hiflüsse, insbesondere auch Ab-

  kühlung ges;-_@:tzt. Am unteren Ende des

  Rohres 14 i; t . aie Ringkammer 15 angeordnet,

  in welche eine bieg saine Rohrleitung 15

  das zum Zer-:.iuben benutzte Gas eingeleitet

  wird. Der : '.:-i,-raum 15 verjüngt 'sich nach

  unten hin zu irrem Rinapalt 16. Aus diesem

  tritt das untc r Druck befindliche Gas mit hoher

  Geschwindi_k,.:t aus. In der Mitte besitzt die

  Ringkammer _; eine Durchtrittsöffnung 1;, die

  so groß ge::.`en ist, daß der herabfallende

  Metallstrahl -'-.ne Berührung der Wandungen

  hindurchtret::;kann. Nach seinem Durchtritt

  wird der Mec:astrahl durch das aus der Ring-

  düse i6 austr -.ende Gas erfaßt und zerstäubt.

  Die ganze Einr_chtung unterhalb des Gefäßes i

  wird zweckra3ig durch vin kesselförmiges

  Gefäß x9 um-chlossen, das sich nach unten hin

  verjüngt und .fas zerstäubte Material in einen

  ausivechselba=,:i Auffangbehälter 2o überleitet.

  Eine Offnung =1 im oberen Teil des Kessels ig

  dient dazu, Überdruck an Gas abzuleiten.

  Zweckmäßig #@ird in diese Ableitung eine Ein-

  richtung zurr: Abfangen etwa mitgerissener

  feiner Metallt_:ichen eingebaut. Das Rohr z.-

  besitzt einen :_ itlichen Arm 22, der mit einer

  Muffe 23 und =irrer daran befestigten Feststell-

  vorrichtung _- an einer an dem Boden 2 be=

  festigten Fü:-:-::ngsstange 26 festgeklemmt wer-

  den kann. 1.;-ie durch einen Deckel 26 ver-

  schließbare Ü@:nung in dem Behälter iq ge-

  stattet den Zariff zu der Schraube 24. Erfor-

  derlichenfalls :; ird der Tiegel 7 mit einer Heiz-

  vorrichtung v(-rselien, beispielsweise einer elek-

  trischen Heizvorrichtung, welche hier durch

  Drahtwindun;un 2; schematisch angedeutet ist.

  Eine entsprechende Heizvorrichtung 28 kann

  an der Außensuite des Rohres 1.4 oder auch an

  dem Rohr 1 2 angeordnet werden.

  Zur Inbetri,:i)setzung der 1?inriclitting wird

  der "Liesel ; mit ilüssigeni Mietall gefüllt oder

  aber das Metall \;-ird in ihm direkt geschmolzen,

  indem durch die Heizung 2; die erforderliche

  Temperatur erzeugt wird. Eine verschließbare

  Offnung -2c9 in dem Deckel .M dient zur Kontrolle

  des Tiegels ; und zti seiner Beschickung finit

  Metall. Die Düsenplatte g ist leicht auswechsel-

  bar angeordnet und kann nach Entfernung des

  Tiegels ,- herausgenommen werden. Zweckmäßig ist es iabei, sie gegen das Gefäß i zu zentrieren, d:-:nit der Müssige Metallstrahl durch die Mitte ö :- Öffnung i; fließt. Das Material für die Dü>._-nplatte o wird je nach dem zu verarbeitendt-a Metall gewählt; man kann dieselbe beispielsv-eise aus Edelstahl herstellen, auch mit einer li.inüle aus hochwertigem Material, z. B. Platin. versehen. Auch keramische Materialien, beispielsweise Karborundum, auch Speckstein oder magnesiahaltige, sind hierfür geeignet.
• Unter Wahrung der Erfindungsgrundsätze können natürlich mannigfache Änderungen in dtr beschriebenen Einrichtung vorgenommen werden, so kann beispielsweise der Ringspalt 16 durch eine Reihe einzelner entsprechend gestellter Bohrungen ersetzt werden u. dgl. m. Man kann statt de: Gases zur Zerstäubung auch Dampf oder Flüssigkeiten benutzen.
• Besonders vorteilhaft erweist sich die Führung des flüssigen 'Metallstrahles im freien Fall in die Achse des nach unten gerichteten, von der Zerstäubungsflüssigkeit oder dem Zerstäubungsgas gebildeten Kegels. Der Strahl wird auf diese Weise gleichmäßig erfaßt und zerstäubt. Je nachdem man den Kegel des Zerstäubungsgases oder der Flüssi-keit steiler oder flacher gestaltet, kann man die Zerstäubungszone von der Gas-oder Flüssigkeitsaustrittsdüse entfernen und dadurch Rückwirkungen auf letztere vermeiden, auch die Kornbildung beeinflussen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung feiner Metallkörnungen aus geschmolzenem Metall, wobei das flüssige -Metall dem freien Fall überlassen ist und dieser Metallstrahl mittels eines Gas-oder Flüssigkeitsstrahles zerstäubt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstrahl erst dann durch die Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen zerstäubt wird, nachdem er sich infolge der Fallbewegung genügend verjüngt hat. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i unter Benutzung einer ringförmigen Zerstäuberdüse, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüse eine Mittelöffnung für den freien Durchtritt des Metallstrahles besitzt. 3. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüse in ihrer Höhenlage gegenüber der Metallausflußöffnung verstellbar angeordnet ist.