EP0123703A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kugelförmigen Granulaten mit temperatur- und korngrössengesteuerter Erstarrung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kugelförmigen Granulaten mit temperatur- und korngrössengesteuerter Erstarrung Download PDF

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EP0123703A1
EP0123703A1 EP83104114A EP83104114A EP0123703A1 EP 0123703 A1 EP0123703 A1 EP 0123703A1 EP 83104114 A EP83104114 A EP 83104114A EP 83104114 A EP83104114 A EP 83104114A EP 0123703 A1 EP0123703 A1 EP 0123703A1
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EP
European Patent Office
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solidification
furnace
adjustable
water
atomization
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83104114A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Holm Krüger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAGINSKI, BERND
Original Assignee
Baginski Bernd
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Filing date
Publication date
Application filed by Baginski Bernd filed Critical Baginski Bernd
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
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    • B22F1/14—Treatment of metallic powder
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    • B22F9/10—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force
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    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of spherical granules, in particular metallic abrasives for blasting objects, in which the starting material is first melted in an electric melting furnace, then atomized as it emerges from a tapping pan and hardened, tempered and sorted after solidification, and a device for carrying out the process Procedure.
  • the main task is solved in that the blasting agent droplets solidify in a free movement phase after atomization. Solidification in the free movement phase results in favorably solidified, crack-free particles of uniform geometry and uniform proportions. According to the invention, a high output of high-quality abrasive particles is achieved.
  • the solidification takes place in a gaseous and / or droplet-shaped coolant, in particular in a water vapor and / or mist atmosphere generated by spray nozzles.
  • a water vapor and / or fog atmosphere By solidification in a water vapor and / or fog atmosphere, the rate of solidification is considerably increased compared to solidification in air, but remains significantly lower than in a water bath.
  • the particles can therefore solidify completely in the water vapor and / or fog atmosphere and only arrive on a means of transport without cracks when they are solid, so that their shape does not change.
  • the faster solidification compared to the solidification in air surprisingly has no adverse effect on the freedom from cracks in the particles produced.
  • the atomization takes place in a mechanically and hydraulically combined manner and in particular by changing the mechanical and hydraulic parameters in a controllable manner.
  • Combined mechanical and hydraulic atomization advantageously achieves more targeted and uniform atomization than with pure water jet atomization.
  • By adjustment, for example a height adjustment and a vertical adjustment as well as by Changes in speed of the mechanical atomization device different solidification trajectories can be set. This enables advantageous, targeted control of the solidification of the abrasive particles.
  • Another control is carried out by changing the additional atomizing water jet or the additional atomizing water jets.
  • the abrasive particles produced are hardened and tempered with different dwell times depending on the grain size class.
  • the abrasive particles produced are hardened and tempered with different dwell times depending on the grain size class.
  • the starting material is added to the electric melting furnace in the form of a pure metallic insert, that an induction crucible furnace is used as the electric melting furnace and that a water spray or fog chamber is used as the solidification chamber and that a hardening furnace and a tempering furnace with one or more speed-adjustable hardening tracks are used will.
  • the combination of these measures and devices results in a hitherto unmatched good quality of the blasting medium produced, the C, P and S contents in particular, in contrast to the use of scrap and melting in an arc furnace, being able to be adhered to very precisely.
  • a device which has a water spray or fog chamber for the controlled solidification of the blasting medium.
  • the controlled solidification according to the invention can thus be achieved with its positive properties on the quality of the blasting medium.
  • the mechanical atomizing device has an atomizing wheel which is adjustable, in particular vertically adjustable and adjustable in speed, with respect to the exit jet of the tapping pan, the atomizing wheel advantageously being water-cooled.
  • Mechanical atomization can advantageously be carried out simply by means of an atomizing wheel. Water cooling avoids excessive heating of the atomizing wheel. Due to the adjustability, an influence on the trajectory of the liquid droplets is possible in the atomization in such a way that the trajectory certainly does not lead to a conveyor or to a water bath before the droplets solidify. So they can; Droplets are completely undeformed and solidify without cracks and the proportion of high-quality, round and crack-free abrasive particles is correspondingly high.
  • one or more water jets preferably generated by means of flat nozzles, act on the atomizing wheel. This ensures optimal atomization and cooling of the atomizing wheel.
  • the water spray chamber has, in particular in the direction of the parabolic throwing of the atomizing wheel, as well as further water spray nozzles and a floor which is preferably designed as a vibrating conveyor or vibrating channel.
  • the spray nozzles advantageously enable the formation of the Water vapor and / or mist atmosphere required according to the invention for rapid controlled cooling, with the result of the advantageous crack-free solidification of the flight, and the vibrating conveyor ensures that the abrasive particles formed are immediately and gently removed from the water spray chamber.
  • the tapping pan is equipped with an outlet nozzle which has no circular cross section and is preferably exchangeable.
  • the outlet nozzle is designed as a flat nozzle or the like. This results in a particularly favorable form of the pouring jet, which ensures uniform atomization with parallel trajectories. This further promotes the uniformity of the metal droplets formed.
  • the flat nozzle or the like e.g. consists of zirconium oxide, is designed as an insert for cost reasons. It is easy to replace when worn. This also promotes a consistently high product quality over a long period of time. The usual periodic fluctuations in the grain sizes and in the grain formation in the known production processes for blasting media due to heavy nozzle wear and the resulting uneven thickness of the casting strands are avoided.
  • the shape of the outlet nozzle has an ellipse, a banana or preferably a rectangular shape. This results in a particularly favorable pouring stream shape which is matched to the atomizing wheel and which leads to maximum output.
  • the hardening furnace and the tempering furnace have one or more parallel continuous paths with adjustable throughput speeds. This results in the advantageous possibility of setting the residence time in the hardening furnace in accordance with the individual sizes of the abrasive particles to obtain a grain that is optimally hardened and not decarburized even in border grain sizes.
  • Fig. 1, 1 denotes the feed material, here in the known method steel scrap and 2 the electric melting furnace, here in the known method an arc furnace.
  • the liquid steel reaches the tapping pan 3, from which it emerges vertically downwards through a round nozzle and from the water jet device 4, e.g. three water jets, is atomized.
  • the droplets are still flowing into the water bath 5, from which after solidification by a bucket elevator 6 or the like. taken in particle form and placed in a rotary kiln 7 for drying. After drying, the unsuitable grain sizes are screened and separated into round or square particles, which are further treated separately.
  • the two qualities are now stored in storage containers 10 and alternately processed further. First of all, they are now fed into a hardening rotary kiln 11, from which they reach the quenching pool 12.
  • the hardening material is e.g. removed by a screw conveyor 13 and fed to a further drying rotary kiln 14, from which the quality shot is fed directly to a tempering furnace 16, in order then to be separated into grain size classes, temporarily stored, weighed and packaged.
  • the quality grit is given to a roller mill 15 before starting, that is to say in the brittle and easily breaking state, from which it reaches the tempering furnace 16. Following this, this material is also divided into grain size classes, temporarily stored, weighed and loaded.
  • the feed material 34 here low-alloy scrap
  • the induction crucible furnace 35 with the targeted addition of C and Mn and is melted.
  • the material then passes from the induction crucible furnace 35 into the atomizing and cooling device 31, which is explained in more detail in FIG. 3.
  • the abrasive particles are dried by residual heat, also according to the known method to a screening 37. A division into the two qualities can be omitted, since practically only the shot quality is produced.
  • hardening in hardening furnace 39 now takes place on different tracks 40 with different throughput speeds for the individual grain size classes.
  • the particles pass from the individual hardening tracks into the hardening bath 42, from where the particles are fed directly to the tempering furnace 44.
  • the material is then also available in sizes in the known manner classes divided, cached, weighed and packaged.
  • the atomizing wheel 23 is located below the tapping pan 20 with the molten content 21.
  • the pouring jet 22 pours out of the tapping pan 20 from a flat nozzle, which is preferably designed to be exchangeable, onto the water-cooled atomizing wheel 23 and is atomized here into a schematically drawn metal droplet cloud .
  • the atomizing wheel 23, which rotates according to the movement arrow 28, is height and side adjustable according to the adjustment arrows 29.
  • the atomized metal droplets fly through, thrown off by the atomizing wheel, the water vapor and mist atmosphere which is generated by the fine atomizing nozzles 25 and solidify in flight, i.e. in a predominantly round shape. In the solid state, after solidification, they collect on the bottom of the cooling device 31, which is designed as a discharge vibratory conveyor 26 and moves according to the movement arrow 27.
  • the water from the ultra-fine spray nozzles 25 collects partly in condensed form on the vibrating conveyor 26 and is drawn off on the underside in accordance with arrow 30 or rises in vapor form into a collecting dome in the upper part of the cooling device 31 and is discharged from there.
  • a horizontal auxiliary atomizing water jet serves to support the atomization on the atomizing wheel 23, which further improves the controllability and simultaneously cools the atomizing wheel 23.
  • the detailed design of the atomizing wheel 23 is shown in FIG. 4.
  • the cylindrical atomizing surface 32 is provided with raised sides. This ensures that the liquid metal droplets are not to the side, but only be thrown in the circumferential direction.
  • the atomizing wheel 23 also has lateral water jets 33, which at the same time take over the cooling of the atomizing wheel 23.
  • the invention described above is primarily aimed at the production of crack-free abrasives and similar products. Without going beyond the scope of the invention, it can also be used to produce metal powders of all kinds, in particular those in which a uniform geometry and a homogeneous internal structure are required.
  • the cooling in the water vapor and / or fog atmosphere according to the invention is not mandatory and can also be replaced by cooling in gases. In all cases, the advantages of controlled cooling on a free flight runway result.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Granulaten, insbesondere metallischen, bei dem Ausgangsmaterial zunächst in einem Elektroschmelzofen eingeschmolzen, dann aus einer Abstichwanne (20) austretend zerstäubt und nach Erstarrung gehärtet, angelassen und sortiert wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erstarrung in einer Freibewegungsphase (24) nach der Zerstäubung erfolgt. Die Zerstäubung erfolgt kombiniert mechanisch und hydraulisch.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Granulaten, insbesondere metallischen Strahlmitteln zum Strahlen von Gegenständen, bei dem Ausgangsmaterial zunächst in einem Elektroschmelzofen eingeschmolzen, dann aus einer Abstichwanne austretend zerstäubt und nach Erstarrung gehärtet, angelassen und sortiert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchfürung des Verfahrens.
  • Es ist bekannt, Strahlmittel in der Weise herzustellen, daß zunächst ein Gießstrahl durch einen seitlichen Preßwasserstrahl zerstäubt wird und dann die dabei entstandenen Metalltröpfchen in einem Wasserbad abgeschreckt und die Strahlmittelteilchen anschließend in einem Drehrohrofen gehärtet werden. Nachteilig ist hierbei eine sehr starke Schwankung in der Korngröße der entstandenen Strahlmittelteilchen mit häufiger Überschreitung der Grenzkorngrößen sowie eine ungünstige Mengenverteilung zwischen runden und unrunden Strahlmittelteilchen. Weiterhin ist sehr nachteilig, daß die entstandenen Strahlmittelteilchen rissig sind und sowohl sichtbare Risse als auch Haarrisse aufweisen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die ein quantitativ höheres ! Ausbringen von rißfreien Strahlmittelteilchen bei günstiger, Mengenverteilung zwischen runden und unrunden Teilchen ermöglichen. Des weiteren soll der Gesamtprozeß der Strahlmittelherstellung nach der Erfindung so gestaltet werden, daß auch ein qualitativ höherwertiges Strahlmittel ohne weiche Innenzonen oder Randentkohlungszonen mit gleichmäßiger Härte entsteht.
  • Die Hauptaufgabe wird dadurch gelöst, daß die Erstarrung der Strahlmitteltröpfchen in einer Freibewegungsphase nach der Zerstäubung erfolgt. Durch eine Erstarrung in der Freibewegungsphase ergeben sich günstig erstarrte, rißfreie Teilchen von gleichmäßiger Geometrie und gleichmäßigen Größenverhältnissen. So wird erfindungsgemäß ein hohes Ausbringen qualtitativ hochwertiger Strahlmittelteilchen erreicht.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Erstarrung in einem gas- und/oder tröpfchenförmigen Kühlmittel, insbesondere in einer durch Sprühdüsen erzeugten Wasserdampf- und/oder Nebelatmosphäre stattfindet. Durch eine Erstarrung in einer Wasserdampf-und/oder Nebelatmosphäre wird gegenüber einer Erstarrung an Luft die Erstarrungsgeschwindigkeit erheblich vergrößert, bleibt aber wesentlich kleiner als in einem Wasserbad. Die Teilchen können daher in der Wasserdampf-und/oder Nebelatmosphäre vollständig erstarren und gelangen erst, wenn sie fest sind, so daß sich ihre Form nicht ändert, rißfrei auf ein Transportmittel. Die schnellere Erstarrung gegenüber der Erstarrung in Luft hat dabei erstaunlicherweise keinen ungünstigen Einfluß auf die Rißfreiheit der erzeugten Teilchen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zerstäubung kombiniert mechanisch und hydraulisch sowie insbesondere durch Änderung der mechanischen und hydraulischen Parameter regelbar erfolgt. Durch eine kombinierte mechanische und hydraulische Zerstäubung wird vorteilhaft eine gezieltere und gleichmäßigere Zerstäubung als bei einer reinen Wasserstrahlzerstäubung erreicht. Es ergeben sich immer gleiche Flugbahnen durch konstante Anfangsgeschwindigkeiten, so daß eine wesentlich gezieltere Erstarrungsführung möglich ist als bei einer reinen Wasserstrahlzerstäubung. Durch Verstellung, z.B. eine Höhenverstellung und eine Vertikalverstellung sowie durch Drehzahländerungen der mechanischen Zerstäubungsvorrichtung, lassen sich unterschiedliche Erstarrungsflugbahnen einstellen. So ist eine vorteilhafte gezielte Steuerung der Erstarrung der Strahlmittelteilchen möglich. Eine weitere Steuerung erfolgt durch die Veränderung des zusätzlichen Zerstäubungswasserstrahls, oder der zusätzlichen Zerstäubungswasserstrahlen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erzeugten Strahlmittelteilchen je nach Korngrößenklasse mit unterschiedlicher Verweildauer gehärtet und angelassen werden. Durch eine Härtung der unterschiedlich großen Strahlmittelteilchen mit angepaßter Verweildauer wird erreicht, daß die Teilchen jeweils so lange der Härtetemperatur ausgesetzt sind, wie notwendig. Ebenso wird beim Anlaßvorgang verfahren. So wird eine vollständige Entkohlung ebenso wie eine Randentkohlung vermieden. In gleicher Weise wird das Auftreten von weichen Kernen mit harten Schalen, die zu einem früheren Brechen der Körner führen vermieden. Es ergibt sich für alle Korngrößen ein vorteilhaft gut durchgehärtetes Korn.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ausgangsmaterial dem Elektroschmelzofen in Form von metallisch reinem Einsatz zugegeben wird, daß als Elektroschmelzofen ein Induktionstiegelofen und daß als Erstarrungsraum eine Wassersprüh- oder Nebelkammer und daß ein Härteofen und ein Anlaßofen mit einer oder mehreren geschwindigkeitsregelbaren Härtebahnen verwendet werden. Durch die Kombination dieser Maßnahmen und Vorrichtungen ergibt sich eine bisher unerreicht gute Qualität des hergestellten Strahlmittels, wobei insbesondere die C, P und S-Gehalte im Gegensatz zu der Verwendung von Schrott und dem Aufschmelzen in einem Lichtbogenofen sehr genau eingehalten werden könne.
  • Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Wassersprüh- oder Nebelkammer zur gesteuerten Erstarrung des Strahlmittels aufweist. So ist die erfindungsgemäße gesteuerte Erstarrung mit ihren positiven Eigenschaften auf die Qualität des Strahlmittels erreichbar.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die mechanische Zerstäubungsvorrichtung ein gegenüber dem Austrittsstrahl der Abstichpfanne verstellbares, insbesondere vertikal verstellbares und geschwindigkeitsregelbares Zerstäubungsrad aufweist, wobei das Zerstäubungsrad vorteilhaft wassergekühlt ist. Durch ein Zerstäubungsrad kann vorteilhaft einfach eine mechanische Zerstäubung durchgeführt werden. Eine Wasserkühlung vermeidet dabei eine zu hohe Erwärmung des Zerstäubungsrades. Durch die Verstellbarkeit ist bei der Zerstäubung eine Beeinflussung der Flugbahn der flüssigen Tröpfchen in der Weise möglich, daß die Flugbahn mit Sicherheit nicht vor der Erstarrung der Tröpfchen auf einen Förderer oder in ein Wasserbad führt. So können die ; Tröpfchen vollständig undeformiert und rißfrei erstarren und der Anteil hochwertiger, runder und rißfreier Strahlmittelteilchen ist entsprechend hoch.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an dem Zerstäubungsrad ein oder mehrere, vorzugsweise mittels Flachdüsen erzeugte, Wasserstrahlen angreifen. So ist eine optimale Zerstäubung und Kühlung des Zerstäubungsrades gewährleistet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wassersprühkammer insbesondere in Wurfparabelrichtung des Zerstäubungsrades angeordnete, sowie weitere Wassersprühdüsen und einen vorzugsweise als Schwingförderer oder Schwingrinne ausgebildeten Boden aufweist. Die Sprühdüsen ermöglichen vorteilhaft einfach die Bildung der erfindungsgemäß notwendigen Wasserdampf und/oder Nebelatmosphäre zur schnellen gesteuerten Abkühlung mit der Folge der vorteilhaften rißfreien Flugerstarrung und der Schwingförderer sorgt für einen sofortigen schonenden Abtransport der gebildeten Strahlmittelteilchen aus der Wassersprühkammer.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstichpfanne mit einer Auslaßdüse ausgerüstet ist, die keinen Kreisquerschnitt aufweist und vorzugsweise auswechselbar ist. Durch die Ausbildung der Auslaßdüse als Flachdüse o.ä. ergibt sich eine besonders günstige Form des Gießstrahles, die für eine gleichmäßige Zerstäubung mit parallelen Flugbahnen sorgt. So wird die Gleichmäßigkeit der gebildeten Metalltröpfchen noch weiter gefördert. Die Flachdüse o.a., die z.B. aus Zirkonoxyd besteht, ist aus Kostengründen als Einsatzteil ausgebildet. Bei Verschleiß ist sie leicht auswechselbar. Auch hierdurch wird eine gleichmäßig hohe Produktqualität über lange Zeit gefördert. Die üblichen periodischen Schwankungen in den Korngrößen und in der Kornausbildung bei den bekannten Herstellverfahren für Strahlmittel durch starken Düsenverschleiß und dadurch bedingte ungleich dicke Gießstränge werden vermieden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Form der Auslaßdüse eine Ellipsen-, eine Bananen- oder vorzugsweise eine Rechteckform aufweist. So ergibt sich eine besonders günstige, auf das Zerstäubungsrad abgestimmte Gießstrahlform, die zu einem maximalen Ausbringen führt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß. der Härte- und der Anlaßofen eine oder mehrere parallele Durchlaufbahnen mit regelbaren Durchlaufgeschwindigkeiten aufweist. Hierdurch ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, die Verweilzeit im Härteofen entsprechend den einzelnen Größen der Strahlmittelteilchen einzustellen und so ein auch in den Grenzkorngroßen optimal gehärtetes und nicht randentkohltes Korn zu erhalten.
  • Die Erfindung wird in Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.
  • Im einzelnen zeigen:
    • Fig. 1 das bekannte Herstellverfahren,
    • Fig. 2 das erfindungsgemäße Herstellverfahren scwie
    • Fig. 3 die Wassersprühkammer mit Zerstäubungsvorrichtung und
    • Fig. 4 die Profilierung des Zerstäubungsrades.
  • In Fig. 1 bezeichnet 1 das Einsatzmaterial, hier bei dem bekannten Verfahren Stahlschrott und 2 den Elektroschmelofen, hier bei dem bekannten Verfahren ein Lichtbogenofen. Aus dem Lichtbogenofen 2 gelangt der flüssige Stahl in die Abstichpfanne 3, aus der er durch eine Runddüse vertikal nach unten austritt und von der Wasserstrahlvorrichtung 4, mit z.B. drei Wasserstrahlen, zerstäubt wird. Noch flüssig gelangen die Tröpfchen in das Wasserbad 5, aus denen sich nach der Erstarrung durch ein Becherwerk 6 o.ä. in Teilchenform entnommen und einem Drehofen 7 zur Trocknung aufgeben werden. Anschließend an die Trocknung erfolgt eine Absiebung der ungeeigneten Korngrößen sowie eine Trennung in runde oder eckige Teilchen, die getrennt weiter behandelt werden.
  • Die beiden Qualitäten werden nun in Vorratsbehältern 10 gelagert und abwechselnd weiter verarbeitet. Zunächst werden sie nun einem Härtedrehofen 11 aufgegeben, aus dem sie in das Abschreckbecken 12 gelangen. Dem Abschreckbecken 12 wird das gehärtete Material z.B. durch einen Schneckenförderer 13 entnommen und einem weiteren Troclc- nungsdrehofen 14 zugeführt, aus dem die Qualität shot direkt einem Anlaßofen 16 zugeführt wird, um dann in Korn- größenklassen getrennt, zwischengespeichert, verwogen und verpackt zu werden.
  • Die Qualitität grit wird vor dem Anlassen, also im spröden und leicht brechenden Zustand, einer Walzenmühle 15 aufgegeben, aus der es in den Anlaßofen 16 gelangt. Anschließend an diesen wird auch dieses Material in Korngrößenklassen aufgeteilt, zwischengespeichert, gewogen und verladen.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren gelangt das Einsatzmaterial 34, hier niedrig legierter Schrott, unter gezielter Zugabe von C und Mn zunächst in den Induktionstiegelofen 35 und wird aufgeschmolzen. Aus dem Induktionstiegelofen 35 gelangt das Material dann in die Zerstäubungs- und Abkühlvorrichtung 31, die in Fig. 3 näher erläutert ist. Aus der Zerstäubungs- und Abkühlvorrichtung 31 gelangen die Strahlmittelteilchen durch Restwärme getrocknet, entsprechend dem bekannten Verfahren ebenfalls zu einer Absiebung 37. Eine Aufteilung in die beiden Qualitäten kann entfallen, da praktisch nur die shot Qualität erzeugt wird.
  • Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren erfolgt nun die Härtung in dem Härteofen 39 auf unterschiedlichen Bahnen 40 mit unterschiedlichen Durchlaufgeschwindigkeiten für die einzelnen Korngrößenklassen. Von den einzelnen Härtebahnen gelangen die Teilchen in das Härtebad 42, von wo aus die Teilchen direkt dem Anlaßofen 44 zugeführt werden. Auch hier wird im bekannter Weise das Material dann in Größenklassen aufgeteilt, zwischengespeichert, verwogen und verpackt.
  • In Fig. 3 ist mit weiteren Details die Zerstäubungs- und Abkühlvorrichtung erläutert. Unter der Abstichpfanne 20 mit dem schmelzflüssigen Inhalt 21 befindet sich das Zerstäubungsrad 23. Aus der Abstichpfanne 20 ergießt sich der Gießstrahl 22 aus einer Flachdüse, die vorzugsweise auswechselbar ausgebildet ist, auf das wassergekühlte Zerstäubungsrad 23 und wird hier in eine schematisch eingezeichnete Metall-Tröpfchenwolke zerstäubt. Das Zerstäubungsrad 23, das sich entsprechend dem Bewegungspfeil 28 dreht, ist entsprechend der Verstellpfeile 29 höhen- und seitenverstellbar. Die zerstäubten Metalltröpfchen durchfliegen, vom Zerstäubungsrad abgeschleudert, die Wasserdampf- und Nebelatmosphäre, die durch die Feinstzerstäubungsdüsen 25 erzeugt wird und erstarren im Flug, d.h. in überwiegend runder Form. Im festen Zustand sammeln sie sich nach der Erstarrung auf dem Boden der Abkühlvorrichtung 31, der als Austrags-Schwingförderer 26 ausgebildet ist und sich entsprechend dem Bewegungspfeil 27 bewegt.
  • Das Wasser aus den Feinstsprühdüsen 25 sammelt sich teils in kondensierter Form auf dem Schwingförderer 26 und wird an der Unterseite entsprechend dem Pfeil 30 abgezogen oder steigt in Dampfform in einen Sammeldom im Oberteil der Abkühlvorrichtung 31 auf und wird von dort abgeführt.
  • Zur Unterstützung der Zerstäubung auf dem Zerstäubungsrad 23 dient ein horizontaler Hilfs-Zerstäubungswasserstrahl, der die Regelbarkeit weiter verbessert und das Zerstäubungsrad 23 gleichzeitig kühlt.
  • Die nähere Ausgestaltung des Zerstäubungsrades 23 zeigt Fig. 4. Die zylindrische Zerstäubungsfläche 32 ist mit erhöhten Seiten versehen. Hierdurch wird erreicht, daß die flüssigen Metalltröpfchen nicht nach der Seite, sondern lediglich in Umfangsrichtung abgeschleudert werden. Zur Vergrößerung der Führungswirkung weist das Zerstäubungsrad 23 weiterhin seitliche Wasserstrahlen 33 auf, die gleichzeitig die Kühlung des Zerstäubngsrades 23 übernehmen.
  • Die vorstehend geschilderte Erfindung ist vornehmlich auf die Erzeugung von rißfreien Strahlmitteln und ähnlichen Produkten gerichtet. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können mit ihr auch Metallpulver aller Art hergestellt werden, insbesondere solche, bei denen eine gleichmäßige Geometrie und ein homogenes inneres Gefüge verlangt wird. Die Abkühlung in der erfindungsgemäßen Wasserdampf- und/oder Nebelatmosphäre ist nicht zwingend und kann auch durch Abkühlung in Gasen ersetzt werden. In allen Fällen ergeben sich die Vorteile der gesteuerten Abkühlung auf einer Freiflugbahn.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Granulaten, insbesondere metallischen, bei dem Ausgangsmaterial zunächst in einem Flektroschmelzofen eingeschmolzen, dann aus einer Abstichwanne austretend zerstäubt und nach Erstarrung gehärtet, angelassen und sortiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstarrung in einer Freibewegungsphase nach der Zerstäubung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstarrung in einem gas-und/oder tröpfchenförmigen Kühlmittel, insbesondere in einer durch Sprühdüsen erzeugten Wasserdampf- und/oder Nebelatmosphäre stattfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung kombiniert mechanisch und hydraulisch erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung durch Änderung der mechanischen und hydraulischen Parameter regelbar erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Strahlmittelteilchen je nach Korngrößenklasse mit unterschiedlicher Glüh-Verweildauer gehärtet und angelassen werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial dem Elektroschmelzofen in Form von metallisch reinem Einsatz zugegeben wird, daß als Elektroschmelzofen ein Induktionstiegelofen und daß als Erstarrungsraum eine Wassersprüh- oder Nebelkammer und daß ein Härteofen mit einer oder mehreren geschwindigkeitsregelbaren Härtebahnen verwendet wird.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Wassersprüh-oder Nebelkammer (31) zur gesteuerten Erstarrung des Strahlmittels aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein gegenüber dem Austrittsstrahl (22) der Abstichpfanne (20) verstellbares, insbesondere vertikal verstellbares und geschwindigkeitsregelbares Zerstäubungsrad (23) aufweist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungsrad (23) wassergekühlt ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zerstäubungsrad (23) ein oder mehrere, vorzugsweise mittels Flachdüsen erzeugte, Wasserstrahlen angreifen.
11. Einrichtung nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassersprühkammer (31), insbesondere in Wurfparabelrichtung des Zerstäubungsrades angeordnete, sowie weitere Wassersprühdüsen (25) und einen vorzugsweise als Schwingförderer (26) oder Schwingrinne ausgebildeten Boden aufweist.
12. Einrichtung nach Anspruch 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstichpfanne (20) mit einer Auslaßdüse ausgerüstet ist, die keinen Kreisquerschnitt aufweist und vorzugsweise auswechselbar ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Auslaßdüse eine eine Ellipsen-, eine Bananen-oder vorzugsweise eine Rechteckform aufweist.
14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Härteofen (39) und der Anlaßofen (44) eine oder mehrere parallele Durchlaufbahnen mit regelbaren Durchlaufgeschwindigkeiten aufweist.
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