DE948668C

DE948668C - Device for the production of powders from metals or metal alloys

Info

Publication number: DE948668C
Application number: DED1209D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Landgraf
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1939-10-15
Filing date: 1939-10-15
Publication date: 1956-09-06

Description

Vorrichtung zum Herstellen von Pulvern aus Metallen oder Metallegierungen Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Überführung von Metallen und Metallegierungen in feinverteilte Form bekannt. Ein bekanntes Verfahren besteht z. B. darin, daß das zu zerstäubende Metall in schmelzflüssigem Zustand auf eine umlaufende Scheibe auftrifft, der gleichzeitig Kühlmittel, z. B. Wasser, zugeführt wird. Hierbei wird je nach der Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe und der Art der Abkühlung die aufgebrachte metallische Schmelze in mehr oder weniger feine Form übergeführt. Im praktischen Betrieb erhält man ein Gemisch von Körnern verschiedener Größe, das z. B. neben feinpulverigen. Teilchen auch gröbere Teilchen von verschiedenen Korngrößen enthält. Das so erhaltene Gut muß infolgedessen durch weitere Arbeitsgänge, wie Sieben- oder Sichten, in Fraktionen von praktisch gleichen Korngrößen zerlegt werden.Device for producing powders from metals or metal alloys There are already various methods of transferring metals and metal alloys known in finely divided form. A known method is e.g. B. in that the metal to be atomized in the molten state on a rotating disk occurs, which simultaneously coolant, z. B. water is supplied. Here is depending on the speed of rotation of the disc and the type of cooling applied metallic melt converted into more or less fine form. In practical Operation is a mixture of grains of different sizes, z. B. next to fine powdery. Particle also contains coarser particles of different grain sizes. As a result, the material obtained in this way has to go through further operations, such as sieving or Sifting, broken down into fractions of practically the same grain size.

Die Patentinhaberin hat sich die Aufgabe g& stellt, Metalle oder Metallegierungen in einem Arbeitsgang in feinverteilte Form überzuführen, und zwar derart, daß das. erhaltene Produkt praktisch aus Teilchen.. von gleicher oder annähernd gleicher Größe besteht und infolgedessen ohne anschließende Sicht- und Siebvorgänge dem Gebrauchszweck zugeführt werden kann. Hierbei wurde Wert darauf gelegt, die Arbeitsbedingungen so zu wählen, daß der Bereich der Korngrößen des herzustellenden Produktes von vornherein bestimmt werden kann.The patent owner has the task of g &, metals or To convert metal alloys into finely divided form in one operation, namely in such a way that the product obtained consists practically of particles ... of the same or approximately of the same size and, as a result, without subsequent sifting and sieving processes can be supplied to the intended use. Here emphasis was placed on the To choose working conditions so that the range of grain sizes of the to be produced Product can be determined from the start.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine bekannte Vorrichtung zum Herstellen von Pulvern aus Metallen oder Metallegierungen benutzt, die als flüssiger Schmelzstrahl auf eine umlaufende, mit radialen Schlitzen versehene Scheibe aufgebracht werden, wobei gleichzeitig ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, in den Bereich der den Schmelzstrahl zerstäubenden Begrenzungsflächen der Scheibe und der Schlitze zugeführt wird.To achieve this object, a known device for manufacturing of powders made from metals or metal alloys used as liquid Melt stream be applied to a circumferential disk provided with radial slots, at the same time a coolant, preferably water, in the area of the melt jet atomizing boundary surfaces of the disc and the slots is supplied.

Gemäß der Erfindung besteht die Vorrichtung aus mindestens zwei der vorstehend erläuterten, mit radialen Schlitzen versehenen Scheiben, die mit verschiedener Geschwindigkeit umlaufen und in geringem Abstand voneinander sich derart überdekkend angeordnet sind, daß das metallische Gut und das Kühlmittel gegen die Begrenzungsflächen und durch die Schlitze der Scheiben unter fortschreitender Zerstäubung des Metalls hindurch geschleudert werden. Hierbei kann die Drehgeschwindigkeit der Scheiben zur Regelung des Zerteilungsgrades verwendet werden. Bei niedriger Umlaufgeschwindigkeit der Scheiben entstehen größere, bei hoher Umlaufgeschwindigkeit kleinere Kornteilchen.According to the invention, the device consists of at least two of the explained above, provided with radial slotted disks with different Rotate speed and at a small distance from each other in such a way overlapping are arranged that the metallic material and the coolant against the boundary surfaces and through the slits of the disks with progressive atomization of the metal be thrown through. The speed of rotation of the disks can be used to regulate the degree of fragmentation. At low speed of rotation The disks produce larger grain particles, and smaller grain particles at high speeds.

Im allgemeinen haben sich zwei in geringem Abstand übereinander angeordnete Scheiben der vorstehend gekennzeichneten Art als ausreichend erwiesen; die Vorrichtung kann aber auch aus drei oder mehr Scheiben zusammengesetzt sein. Die Anordnung und Ausbildung der Scheiben ist, wie bereits erwähnt, so zu gestalten und ihre Umlaufgeschwindigkeit ist so zu wählen, daß die von einer Scheibe abgeschleuderten Metallteilchen auf die nächste auftreffen und dort die mit erheblicher Wucht auftreffenden, noch vorhandenen, größeren und noch nicht erstarrten Teilchen weiter zerkleinert werden. Die Scheiben können in gleichem Sinne oder auch gegenläufig mit verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten rotieren.In general, two are arranged at a small distance one above the other Discs of the type indicated above have been found to be sufficient; the device but can also be composed of three or more discs. The arrangement and As already mentioned, the formation of the disks and their rotational speed must be designed in this way is to be chosen so that the metal particles thrown off a disc on hit the next and there the still existing ones that hit with considerable force, larger and not yet solidified particles are crushed further. The disks can in the same sense or in opposite directions with different rotational speeds rotate.

Beim Auftreffen des schmelzflüssigen Gutes auf die erste Scheibe wird es dort zerkleinert. Die kleinsten Teilchen erstarren sofort und werden nicht mehr.weiter zerkleinert, auch wenn sie von der nächsten Scheibe erfaßt werden. Die größeren Teilchen, die in noch flüssigem Zustand auf die nächste Scheibe auftreffen, werden dort zerteilt und auf eine Größe zerkleinert, die etwa der Größe der auf der ersten Scheibe erzeugten Feinteilchen entspricht.When the molten material hits the first disc, crushed it there. The smallest particles solidify immediately and do not expand any further crushed, even if they are caught by the next disc. The bigger ones Particles that hit the next pane while still in a liquid state will be cut up there and chopped to a size about the size of the first one Disk generated fine particles corresponds.

Sie verlassen. die zweite Scheibe in dem gewünschten Feinheitsgrad in erstarrtem oder nahezu erstarrtem Zustand.They leave. the second slice in the desired degree of fineness in a solidified or almost solidified state.

Die Regelung des Feinheitsgrades des gewünschten Produktes kann durch die Umlaufgeschwindigkeit, mit der die erste Scheibe betrieben wird, stattfinden. Die von der ersten Scheibe kommenden Teilchen sollen von der nachfolgenden Scheibe bzw. den nachfolgenden Scheiben mit erhöhter Wucht getroffen werden, damit die Zerteilung der noch vorhandenen, größeren Metalltröpfchen auf den gewünschten Feinheitsgrad zuverlässig erzielt wird.The regulation of the degree of fineness of the desired product can be done by the rotational speed at which the first disk is operated take place. The particles coming from the first disc should come from the next disc or the subsequent panes are hit with increased force, so that the division the still existing, larger metal droplets to the desired degree of fineness is reliably achieved.

Infolge der radial verlaufenden Schlitze der Scheiben zeigen diese eine etwa flügelradartige Ausbildung. Die Radialschlitze sind derart ausgebildet und gerichtet, daß die metallischen Teilchen in Richtung auf die nächste Scheibe abgeschleudert werden. Vorzugsweise weisen die zwischen den Radialschlitzen befindlichen, flügelartigen Teile der Scheibe eine verhältnismäßig große Dicke auf. Hierdurch wird eine gute und beschleunigte Wärmeableitung begünstigt und ein Ansetzen von schmelzflüssigem Gut durch Festbrennen auf den Schlagflächen vermieden. Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Scheiben nach praktischem Gebrauch noch blanke Flächen besitzen und selbst nach mehrmonatigem Gebrauch einen kaum nennenswerten mechanischen Verschleiß aufweisen.As a result of the radial slots in the disks, they show an approximately impeller-like training. The radial slots are designed in this way and directed that the metallic particles towards the next slice be thrown off. Preferably, the located between the radial slots, wing-like parts of the disc have a relatively large thickness. Through this a good and accelerated heat dissipation is promoted and a build-up of molten material avoided by burning on the striking surfaces. It has has shown that the disks according to the invention are still bright after practical use Have surfaces and even after several months of use hardly any significant exhibit mechanical wear.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von mehreren untereinander befindlichen Scheiben, die sich mit gegenläufiger bzw. unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen, ist die Ausbeute an feinverteiltem Gut erheblich höher als die mit einer einzigen, schnell umlaufenden Scheibe gleicher Bauart erzielbare Ausbeute. Bei praktischen Versuchen zur Zerstäubung von Aluminium hat sich unter anderem ergeben, daß die Ausbeute an feinverteiltem Aluminium mit Hilfe der Vorrichtung (unter io ooo Siebmaschen je cm2) das Dreifache der Ausbeute betrug, die durch Zerstäubung mit einer einzigen, schnell umlaufenden Scheibe erzielt werden konnte.The inventive arrangement of several one below the other Discs that move in opposite directions or at different speeds, the yield of finely divided material is considerably higher than that with a single, fast rotating disk of the same design achievable yield. With practical Attempts to atomize aluminum have shown, inter alia, that the Yield of finely divided aluminum with the aid of the device (under 10,000 sieve meshes per cm2) was three times the yield obtained by atomization with a single, fast rotating disc could be achieved.

Zur Erzielung eines einwandfreien, gleichmäßigen Gutes empfiehlt es sich, das zu verarbeitende metallische Material der Zerteilungsvorrichtung in möglichst gleichmäßigem, schmelzflüssigem Zustand zuzuführen. Dies kann z. B. durch Abschirmung des Schmelzstrahles gegen Abkühlung bis zum Auftreffen auf die erste Scheibe geschehen.It recommends to achieve a flawless, even product the metal material to be processed of the dividing device in as much as possible to be supplied in a uniform, molten state. This can e.g. B. by shielding of the melt jet against cooling until it hits the first pane.

Die Vorrichtung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.The device is illustrated in the drawing, for example.

Abb. i und 2 zeigen die übereinander angeordneten Scheiben in verschiedenen Anordnungen; Abb. 3 und 4 veranschaulichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Scheiben in Draufsicht. In Abb. i sind zwei Scheiben i i und 12 vorgesehen, die in geringem Abstand übereinander gelagert sind und sich gegenläufig bewegen. Bei dieser Ausführungsform fallen die Achsen der beiden Scheiben i i und 12 zusammen. Beim Auftreffen des (nicht gezeichneten) Gießstrahles auf die obere Scheibe wird das schmelzflüssige Gut zunächst durch die Scheibenflächen und die Begrenzungsflächen der in der Scheibe befindlichen Schlitze 13 zerkleinert, und zwar zum Teil in Feinteilchen, die sofort erstarren, zum anderen Teil in gröbere Teilchen, die noch schmelzflüssig sind. Das so entstandene Zerkleinerungsprodukt wird im wesentlichen durch die Schlitze 13 der oberen Scheibe auf die im Gegenlauf rotierende, untere Scheibe 1a geschleudert, wo eine weitere Zerkleinerung der größeren, noch flüssigen Teilchen stattfindet, während die bereits vorher erstarrten Feinteilchen abgeschleudert werden.Fig. I and 2 show the disks arranged one above the other in different ways Arrangements; Figures 3 and 4 illustrate embodiments of the invention Slices in top view. In Fig. I two disks i i and 12 are provided which are stored at a small distance on top of each other and move in opposite directions. at In this embodiment, the axes of the two disks i i and 12 coincide. When the pouring stream (not shown) hits the upper pane the molten material initially through the disk surfaces and the boundary surfaces the slits 13 located in the disc are crushed, in part into fine particles, which solidify immediately, partly in coarser particles which are still molten are. The resulting comminution product is essentially passed through the slots 13 of the upper disk is thrown onto the counter-rotating, lower disk 1a, where a further crushing of the larger, still liquid particles takes place, while the previously solidified fine particles are thrown off.

Abb.2 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der zwischen der oberen Scheibe 21 und der unteren Scheibe 25 eine mittlere Scheibe 22 vorgesehen ist, wobei die Achse 24 der Mittelscheibe 22 gegen die Achse 23 der oberen Scheibe 21 und der unteren Scheibe 25 derart versetzt ist, daß nur ein Teil der Mittelscheibe 22 zwischen der Oberscheibe 2 1 und der Unterscheibe 25 sich befindet. Beim gleichsinnigen Umlauf der Scheibe ist der Bewegungssinn der sich überdeckenden Teile der Scheiben gegenläufig. Der Zerteilungsvorgang spielt sich in gleichem Sinne ab, wie bei Abb. I erläutert. Der auf die obere Scheibe auftreffende Gießstrahl wird zweckmäßig auf den Teil der Scheibe 21 auffließen gelassen, unter dem die Mittelscheibe 22 läuft.Fig.2 illustrates an embodiment in which between the upper Disc 21 and the lower disc 25, a middle disc 22 is provided, wherein the axis 24 of the central disk 22 against the axis 23 of the upper disk 21 and the lower disk 25 is offset so that only part of the central disk 22 between of the upper pane 2 1 and the washer 25 is located. At the rotation of the disc in the same direction is the sense of movement of the overlapping parts of the panes in opposite directions. The division process takes place in the same way, as explained in Fig. I. The pouring stream that hits the upper pane becomes expediently allowed to flow onto the part of the disc 21 under which the central disc 22 is running.

Abb.3 veranschaulicht eine Scheibe, die mit radialen, engen Schlitzen versehen ist, während Abb. 4 eine Scheibe veranschaulicht, deren Schlitze sich, nach der Peripherie der Scheibe zu trapezartig erweitern. Die Begrenzungskanten der Schlitze können dabei schräg nach unten verlaufen, so daß das zerstäubte oder flüssige Gut einen gesonderten Schlagimpuls in Richtung auf die darunter befindliche Scheibe erhält.Fig.3 illustrates a disc that has radial, narrow slots is provided, while Fig. 4 illustrates a disc, the slots of which are expand to trapezoidal shape towards the periphery of the disc. The boundary edges the slots can run obliquely downwards, so that the atomized or liquid good a separate impact pulse in the direction of the one below Disc received.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for producing powders from metals or metal alloys, which act as a liquid jet on a circumferential, with radial Slotted disc with the supply of a coolant in the area of the the beam atomizing boundary surfaces of the disk and the slots are guided are, characterized in that at least two at different speeds circumferential disks at a small distance from each other so arranged overlapping are that the metal and the coolant against the boundary surfaces and through the Slits of the disks thrown through with progressive atomization of the metal will.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the rotational speed the disc is changeable.

3. Device according to claims I and 2, characterized characterized in that the discs rotate in opposite directions.

4. Device according to claims I and 2, characterized in that the disks rotate in the same direction with offset axes. Considered publications: German Patent Nos. 159 854, 422 221, 479 41 1; Austrian Patent No. 135 675; Swiss patents No. 198 468, 2o6 995; USA. Patent Nos. I 224 815, 1399848, 1938 876, 1973051, 2010902, 2 2 0 8 9I9.