PL236911B1 - Sposób i urządzenie do intensywnego mieszania i ścinania stopów w fazie ciekłej oraz w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do intensywnego mieszania i ścinania stopów w fazie ciekłej oraz w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem, pozwalające uzyskać rozdrabnianie mikrostruktury, zmniejszenie ilości wtrąceń, odgazowywanie stopu oraz wytworzenie mikrostruktury globularnej.

Obróbka ciekłych stopów przed procesem odlewania jest powszechnie stosowana z uwagi na potrzebę eliminacji zanieczyszczeń, rozpuszczonych gazów jak również w celu ujednorodnienia składu chemicznego i rozdrobnienia mikrostruktury w odlewanych elementach. Obecnie stosowane metody opierają się na mechanicznym mieszaniu ciekłego stopu z wykorzystaniem wirnika lub pręta grafitowego z dyszą, przez którą wprowadzane są gazy.

Znane jest (z publikacji F. Czerwiński, Aspects of Liquid Metal Engineering, Metallurgical and Materials Transactions, B 48/1, str. 367-393) mieszanie cieczy wokół wirnika prowadzące do tworzenia się wirów w ciekłym stopie, które dochodzą do powierzchni ciekłego stopu. Wyprowadzane są w ten sposób na powierzchnię lustra stopu tlenki oraz wszelkie zanieczyszczenia. Opisana powyżej technologia jest stosowana w procesach odlewniczych, w których np. stopy aluminium w postaci gąsek (jako materiał wsadowy) roztapiane są najczęściej w piecach oporowych lub indukcyjnych gdzie prowadzi się obróbkę ciekłego stopu. Po jej zakończeniu ciekły stop odlewany jest grawitacyjnie do form piaskowych lub kokilowych, albo pod ciśnieniem do form kokilowych lub wtryskowych, z wykorzystaniem wymuszonego ruchu stopu wypełniającego wnękę formy, spowodowanego ciśnieniem wywołanym ruchem tłoka prasującego maszyny odlewniczej.

Konkurencyjnym procesem dla tradycyjnego odlewania jest formowanie tiksotropowe (p. publikacja Z. Fan, Int. Mater. Rev., 2002, vol. 47, str. 49-86). Formowanie tiksotropowe prowadzone jest w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem, oraz przy odpowiednio przygotowanej strukturze wyjściowej, która powinna składać się z globularnych ziaren fazy stałej (nie roztopionej podczas procesu) otoczonej fazą ciekłą. Dzięki unikalnym właściwościom reologicznym stopów w stanie stało-ciekłym, polegającym na spadku lepkości pod wpływem naprężeń ścinających, możliwe jest uzyskanie laminarnego przepływu do formy podczas procesu odlewania. Przy zastosowaniu technologii intensywnego mieszania możliwie jest uzyskanie struktury tiksotropowej składającej się z globularnych ziaren.

Obróbka stopów przed procesem formowania poprawia jakość ciekłego stopu, co pozytywnie wpływa na polepszenie właściwości mechanicznych jak również umożliwia uzyskanie struktury globularnej w zakresie stało-ciekłym.

Według aktualnego stanu wiedzy można rozróżnić trzy metody obróbki ciekłych stopów metali: - oparte na mieszaniu mechanicznym, które wykorzystuje wysokie szybkości przepływów oraz ścinania, niemniej jednak generuje turbulentne przepływy przy powierzchni lustra metalu, - wykorzystujące mechaniczne lub elektromagnetyczne mieszanie z niskimi prędkościami przepływów w celu uniknięcia turbulentnych zaburzeń przy powierzchni, w których jednakże zmniejszona zostaje efektywność samego procesu obróbki ciekłego stopu, - z zastosowaniem wysokoobrotowych mikserów o dużej szybkości ścinania oraz przepływów, w których częściowo eliminuje się zjawiska związane z tworzeniem się wirów oraz turbulentnych przepływów przy powierzchni lustra stopu.

Przykładem ostatniego z powyższych rozwiązań jest patent nr US9498820B2, w którym przedstawiono wysokoobrotowy mikser do obróbki metalu ciekłego lub metalu w zakresie stało-ciekłym. W wynalazku zastosowano wałek, na który nałożony został krzyżowy rotor, a całość znajduje się w tulei, w której na wysokości rotora znajdują się otwory. Dno tulei jest otwarte zaś powyżej rotora występuje zwężenie w celu uzyskania podpory dla wałka, który mocowany jest również w górnej części tulei przy napędzie. Urządzenie zanurzone jest w ciekłym metalu, który w wyniku ruchu obrotowego rotora zasysany jest siłą odśrodkową do góry i wyrzucany z dużą prędkością przez otwory w pobocznicy tulei. W rozwiązaniu tym ścinanie zachodzi w wyniku przepływu rozpędzonego medium przez otwory w tulei.

Drugie dostępne w literaturze rozwiązanie, które przeznaczone jest do obróbki ciekłego stopu lub stopu w zakresie stało-ciekłym, polega na wysokoefektywnym ścinaniu, zaś szczegółowy opis rozwiązania zawarty jest w opisie zgłoszenia nr WO2016027087A1. Zasada działania zbliżona jest do sprężarki osiowej, w której umieszczono wałek z wirnikiem łopatkowym, generujący dodatkowo wymuszony przepływ turbulentny oraz wysokie ścinanie, głównie poprzez przejście cieczy przez perfo

PL 236 911 B1 rowane płyty poniżej łopatek, przy czym obudowa w kształcie stożka ma za zadanie zwiększenie ciśnienia podczas wymuszonego przepływu. W efekcie uzyskuje się rozdrobnienie mikrostruktury oraz ujednorodnienie składu chemicznego brak jest jednakże wyników eksperymentalnych potwierdzających pozytywny wpływ procesu na samą mikrostrukturę otrzymanych odlewów.

Powszechnie stosowanymi rozwiązaniami są układy ślimakowe, które powodują mieszanie i ścinanie stopu w fazie ciekłej oraz stało-ciekłej. Rozwiązanie zawarte w zgłoszeniu nr US5501266A polega na nagrzaniu stopu powyżej temperatury likwidusa i użyciu układu jednoślimakowego w postaci obracającego się w cylindrze ślimaka, na powierzchnię którego wylewany jest stop, który następnie jest chłodzony do temperatury poniżej likwidusa przy jednoczesnym dalszym transporcie, podczas którego zachodzi proces jego ścinania i mieszania, po czym stop wtryskiwany jest do formy (proces nosi nazwę „rheomolding”).

W urządzenia opisanym w publikacji nr US6745818B1 wykorzystywane są dwa ślimaki, które pobierają ciekły metal i chłodzą go w cylindrze przy jednoczesnym mieszaniu i ścinaniu, prowadzącym do uzyskania mikrostruktury globularnej.

We wszystkich tych rozwiązaniach, opartych o klasyczne ślimaki, stosowane są niskie prędkości obrotowe ślimaków w stosunku do prezentowanego w ramach niniejszego zgłoszenia rozwiązania.

Sposób intensywnego mieszania i ścinania stopów w fazie ciekłej oraz w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem, w którym to sposobie w tyglu ze stopem będącym w fazie ciekłej lub w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem umieszcza się urządzenie do mieszania i ścinania stopów ciekłych lub stopów w zakresie stało-ciekłym, charakteryzuje się tym, że miesza się w tyglu stop ciekły lub stop w stanie stało-ciekłym, zawierający 1-30% fazy stałej, za pomocą wirnika ślimakowego, obracającego się z prędkością 200-20 000 obr./min, do wywołania jego wymuszonego przepływu o prędkości nie większej niż 10 m/s, po czym rozpędzoną strugę metalu poddaje się ścinaniu na perforowanej płycie, po przejściu przez którą strugę metalu poddaje się ścinaniu na obrotowym nożu ścinającym, obracającym się z prędkością 200-20 000 obr./min, przy czym czas trwania procesu wynosi 1-30 min.

Korzystnie, w strefę ścinania ciekłego stopu wprowadza się gaz obojętny.

Korzystnie, w strefę ścinania ciekłego stopu wprowadza się gaz reaktywny.

Urządzenie do intensywnego mieszania i ścinania stopów w fazie ciekłej oraz w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem, do umieszczania w tyglu, w którym znajduje się stop w stanie ciekłym lub w stanie stało-ciekłym, charakteryzuje się tym, że składa się z korpusu pośredniego oraz korpusu głównego, wewnątrz których znajduje się wałek napędowy połączony rozłącznie z jednej strony z silnikiem elektrycznym, a z drugiej strony wałek napędowy połączony jest rozłącznie z wirnikiem ślimakowym, przy czym szczelina pomiędzy wirnikiem ślimakowym a wewnętrzną średnicą korpusu głównego, tj. komory mieszająco-ścinającej, wynosi 0,1-5 mm, zaś poniżej wirnika ślimakowego, w odległości 0,1-50 mm, znajduje się płyta perforowana o grubości 1-5 mm z otworami o średnicy 0,2-5 mm, połączona rozłącznie z korpusem głównym za pomocą połączenia gwintowego, a poniżej płyty perforowanej, w odległości 0,1-3 mm, znajduje się nóż ścinający połączony rozłącznie z wirnikiem ślimakowym, natomiast w górnej części korpusu pośredniego znajduje się zawór gazu ochronnego.

Korzystnie, urządzenie zawiera dyszę podawania gazu do korpusu głównego.

Korzystnie, wirnik ślimakowy ma stałą średnicę rdzenia i stały skok S linii śrubowej.

Korzystnie, wirnik ślimakowy ma stałą średnicę rdzenia i zmienny skok S linii śrubowej. Korzystnie, wirnik ślimakowy ma zmienną średnicę rdzenia i stały skok S linii śrubowej . Korzystnie, wirnik ślimakowy ma następującą geometrię: D jako średnica zewnętrzna 5-100 mm, L jako długość części roboczej 15-250 mm, H jako wysokość kanału równa 0,1-0,7*D, W jako szerokość kanału równa 0,2-2*D, skok linii śrubowej S równy 0,2-2,2*W, kąt φ pochylenia zwoju 15-60°, zaś szerokość zwoju e równa 0,02-0,5*D.

Korzystnie, nóż ścinający posiada od dwóch do siedmiu ramion o przekroju prostokątnym.

Korzystnie, nóż ścinający posiada od dwóch do siedmiu ramion o przekroju trójkątnym.

Korzystnie, nóż ścinający posiada ramiona o geometrii cylindrycznej.

W rozwiązaniu według wynalazku ciekły metal jest ścinany pomiędzy perforowaną płytą a nożem. Ścinanie stopu zachodzi powyżej temperatury likwidusa lub w zakresie stało-ciekłym w celu rozdrobienia mikrostruktury, przyspieszenia reakcji chemicznych, usunięcia gazów rozpuszczonych w stopie i uzyskania tiksotropowych cech struktury. Stop w fazie ciekłej po takiej obróbce ścinania jest wykorzystywany jako materiał wyjściowy do odlewania.

PL 236 911 B1

Wprowadzenie gazu obojętnego w strefę ścinania ciekłego stopu powoduje jego odgazowanie, natomiast wprowadzany do ścinanego ciekłego stopu gaz reaktywny reaguje z tymże stopem i wytworzona zostaje faza wzmacniająca.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania zilustrowanych rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do intensywnego ścinania i mieszania stopów w fazie ciekłej lub stało-ciekłej, fig. 2 przedstawia schematycznie geometrię wirnika ślimakowego, fig. 3 przedstawia warianty (a, b i c) geometrii wirnika ślimakowego, fig. 4 przedstawia przykładowe (a, b, c i d) geometrie noży ścinających, fig. 5 przedstawia schemat działania urządzenia według wynalazku, zaś fig. 6 ilustruje mikrostruktury (a, b i c) stopów poddanych procesowi obróbki za pomocą urządzenia według wynalazku.

P r z y k ł a d 1

Stop aluminium z serii AK7 (Al-Si) stopiono w piecu oporowym w temperaturze 720°C. Następnie ciekły stop poddany został obróbce w urządzeniu wg wynalazku przy obrotach wirnika ślimakowego 8 z prędkością 10 000 obr./min, do wywołania jego wymuszonego przepływu z prędkością nie większą niż 10 m/s, zaś po ścinaniu stopu na perforowanej płycie 9 i na nożu ścinającym 11 przez okres 5 minut został on odlany do kokili stalowej. Mikrostruktura stopu przedstawiona została na rysunku 6a, na której widoczne są równomiernie rozłożone drobne globularne ziarna otoczone przez eutektykę. Otrzymana morfologia roztworu stałego jest odpowiednia dla procesu formowania tiksotropowego, jak również charakteryzuje się wyższymi właściwościami mechanicznymi niż mikrostruktura zawierająca dendryty. Poziom porowatości gazowej wynosi mniej niż 1,5% obj. a ilość wtrąceń poniżej 0,2%.

P r z y k ł a d 2

Stop magnezu AZ91 stopiono w temperaturze 650°C. Następnie ciekły stop poddany został obróbce w urządzeniu wg wynalazku przy obrotach wirnika ślimakowego 8 z prędkością 10 000 obr./min, do wywołania jego wymuszonego przepływu z prędkością nie większą niż 10 m/s, zaś po ścinaniu stopu na perforowanej płycie 9 i na nożu ścinającym 11 przez okres 10 minut stop został odlany do stalowej formy. W trakcie procesu wprowadzono do ciekłego stopu nanocząstki SiC, które zostały zassane przez otwory 13 i 13a znajdujące się w korpusie głównym 2. Mikrostruktura stopu, przedstawiona na fig. 6b, składała się z globularnych ziaren otoczonych przez eutektykę, w której widoczne są w szarym kontraście aglomeraty nanocząstek SiC.

P r z y k ł a d 3

Stop magnezu AZ91 stopiono w piecu w temperaturze 650°C, a następnie schłodzono do temperatury 600°C, która odpowiada 15% udziałowi fazy stałej. Następnie ciekły stop poddany został obróbce w urządzeniu wg wynalazku przy obrotach wirnika ślimakowego 8 z prędkością 10 000 obr./min, do wywołania jego wymuszonego przepływu z prędkością nie większą niż 10 m/s, zaś po ścinaniu stopu na perforowanej płycie 9 i na nożu ścinającym 11 przez okres 5 minut został on odlany do stalowej kokili. Mikrostruktura stopu, przedstawiona na fig. 6c, składała się z ziaren fazy nieroztopionej w ilości około 10% otoczonej przez eutektykę. Otrzymana struktura była odpowiednia dla procesu odlewania tiksotropowego z uwagi na morfologię roztworu stałego.

P r z y k ł a d 4

Stop magnezu AZ91 stopiono w piecu w temperaturze 680°C, do którego wprowadzone zostało urządzenie do intensywnego mieszania z zainstalowaną lancą 12a w otworze 13, przez którą to lancę 12a do stopu podawany był gaz reaktywny CO2. W wyniku rozdrobnienia w komorze mieszająco-ścinającej gaz reagował ze stopem magnezu tworząc tlenki typu MgO oraz węgliki AI4C3. Fazy te umacniały materiał mający w tym przypadku postać kompozytu.

P r z y k ł a d 5

Urządzenie 1 do intensywnego ścinania i mieszania stopów w fazie ciekłej oraz w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem, składa się z korpusu głównego 2 oraz korpusu pośredniego 3, i w celu zachowania sztywności umieszczone jest na statywie 4, który zamocowany jest do ramy 4a urządzenia przesuwającego całe urządzenie w osi pionowej. Wewnątrz obu korpusów 2 i 3 znajduje się wałek napędowy 5, który w górnej części jest podparty szczelnym łożyskiem ślizgowym 6 i połączony rozłącznie z silnikiem elektrycznym 7. W dolnej części wałek napędowy 5 połączony jest rozłącznie z wirnikiem 8 o geometrii śrubowej (tj. wirnikiem ślimakowym), przy czym szczelina pomiędzy wirnikiem ślimakowym 8 a wewnętrzną średnicą korpusu głównego 2, tj. komory mieszająco-ścinającej, wynosi 0,1-5 mm. Poniżej wirnika 8, w odległości 0,1-50 mm, przykładowo 5 mm, znajduje się perforowana płyta 9 o grubości 1-5 mm, przykładowo 2 mm, z otworami o średnicy od 0,2 do 5 mm, przykładowo 2 mm, połączona rozłącznie z korpusem głównym 2 za pomocą połączenia

PL 236 911 B1 gwintowego 10. Poniżej płyty perforowanej 9, w odległości 0,1-3 mm, przykładowo 0,5 mm, znajduje się nóż ścinający 11 połączony rozłącznie z wirnikiem 8, który może być wprowadzany w ruch obrotowy w zakresie prędkości od 200-20 000 obr./min. W górnej części korpusu pośredniego 3 znajduje się zawór 12 gazu ochronnego (Ar, N), który zaciągany jest znad lustra metalu do wnętrza stopu podczas obracania się wirnika ślimakowego 8. Dodatkowo korpus główny 2 może zawierać dyszę 12a do podawania gazu bezpośrednio do korpusu 2 tj. do komory mieszająco-ścinającej. W tym przypadku pęcherzyki gazu są rozdrabnianie w tej komorze, dzięki czemu zwiększa się ich powierzchnia aktywna, a to z kolei pozytywnie wpływa na usuwanie wtrąceń i gazów z ciekłego metalu. W górnej części korpusu głównego 2 znajdują się otwory 13 o średnicy od 3-10 mm, przykładowo 5 mm, zaś w dolnej części korpusu pośredniego 3 znajdują się otwory 13a do doprowadzania materiału w stanie ciekłym lub stało-ciekłym do ślimaka podczas ruchu obrotowego wirnika.

Wirnik ślimakowy 8 przedstawiony na fig. 2 posiada przykładową geometrię: średnica zewnętrzna D - 29 mm, długość części roboczej L - 60 mm, wysokość kanału H - 6 mm, szerokość kanału W - 21 mm, skok linii śrubowej S - 24 mm, kąt φ pochylenia zwoju - 25° oraz szerokość zwoju e - 3 mm, a dodatkowo wirnik 8, zilustrowany fig. 3, może mieć następujące warianty geometrii: a) stała średnica rdzenia i stały skok, b) zmienny skok, c) zmienna średnica rdzenia i stały skok. Wariantowa zmiana geometrii ślimaka może dodatkowo generować wzrost ciśnienia w korpusie głównym 2, co sprzyja zwiększonym prędkościom przepływu w obszarze wylotu z korpusu głównego 2. Fig. 4 przedstawia natomiast przykładowe geometrie noży ścinających: a) dwuramienny o prostokątnej geometrii ostrzy, b) siedmioramienny o prostokątnej geometrii ostrzy, c) dwuramienny o trójkątnej geometrii ostrzy, d) trzyramienny o cylindrycznej geometrii ostrzy.

Urządzenie do intensywnego mieszania i ścinania 1 jest umieszczone na statywie 4, który zamocowany jest do ramy 4a urządzenia (nie uwidocznionego na rysunku) przesuwającego całe urządzenie 1 w osi pionowej statywu 4, pozwalającego na regulację zanurzenia h w tyglu 14, w którym znajduje się stop 16 w stanie ciekłym lub stało-ciekłym, i w którym temperatura regulowana jest za pomocą grzałek 15 (fig. 5).

Proces ścinania stopu zachodzi w miejscu transportu jego strugi za pomocą obracającego się ślimaka, w obszarze pomiędzy wewnętrzną ścianą korpusu głównego 2 a pobocznicą wirnika ślimakowego 8, przy czym w tym czasie występuje również mieszanie. Przepływ rozpędzonej z dużą prędkością (do 10 m/s) strugi stopu jest ograniczony przez perforowaną płytę 9, przez co w komorze korpusu głównego 2 wzrasta ciśnienie do wartości 0,5 bara. Efekt ten powoduje tworzenie się silnego pola zawirowań w obszarze pomiędzy wirnikiem ślimakowym 8 a perforowaną płytą 9 (sitem), co powoduje intensywne mieszanie stopu. Zintensyfikowany proces ścinania zachodzi w obszarze przepływu stopu przez perforowaną płytę 9 (sito) oraz w miejscu pomiędzy płytą 9 a obracającym się nożem tnącym 11. Urządzenie napędzane jest przez wał 5, który połączony jest z silnikiem elektrycznym 7. Podczas pracy urządzenia stop 16, będący w stanie ciekłym lub stało-ciekłym, jest zasysany, zgodnie ze strzałami 17, przez otwory 13 i 13a, usytuowane w korpusie głównym 2 oraz korpusie pośrednim 3, do wnętrza korpusu głównego 2, gdzie następuje zwiększenie prędkości przepływu, intensywne ścinanie i mieszanie stopu, który następnie wypływa, zgodnie ze strzałkami 18, przez dolną część korpusu głównego 2, gdzie znajdują się perforowana płyta 9 (sito) i nóż 11. Ciągły ruch stopu, wywołany działaniem urządzenia, generuje makroskopowy przepływ zaznaczony strzałkami 19 i 20, który dzięki wielokrotnemu przejściu przez komorę ścinająco-mieszającą prowadzi do homogenizacji składu chemicznego oraz wyrównania temperatury stopu. W efekcie usuwane są wtrącenia niemetaliczne i następuje odgazowywanie stopu, zaś sam proces sprzyja rozdrobnieniu mikrostruktury i zarodkowaniu.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób intensywnego mieszania i ścinania stopów w fazie ciekłej oraz w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem, w którym to sposobie w tyglu ze stopem będącym w fazie ciekłej lub w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem umieszcza się urządzenie do mieszania i ścinania stopów ciekłych lub stopów w zakresie stało-ciekłym, znamienny tym, że miesza się w tyglu stop ciekły lub stop w stanie stało-ciekłym, zawierający 1-30% fazy stałej, za pomocą wirnika ślimakowego (8), obracającego się z prędkością 200-20 000 obr./min, do wywołania jego wymuszonego przepływu o prędkości nie większej niż 10 m/s, po czym rozpędzoną strugę metalu poddaje się ścinaniu na perforowanej pły

   PL 236 911 B1 cie (9), po przejściu przez którą strugę metalu poddaje się ścinaniu na obrotowym nożu ścinającym (11), obracającym się z prędkością 200-20 000 obr./min, przy czym czas trwania procesu wynosi 1-30 min.
2. 2. Sposób intensywnego ścinania według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefę ścinania ciekłego stopu wprowadza się gaz obojętny.
3. 3. Sposób intensywnego ścinania według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefę ścinania ciekłego stopu wprowadza się gaz reaktywny.
4. 4. Urządzenie do intensywnego mieszania i ścinania stopów w fazie ciekłej oraz w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem, do umieszczania w tyglu, w którym znajduje się stop w stanie ciekłym lub w stanie stało-ciekłym, znamienne tym, że składa się z korpusu pośredniego (3) oraz korpusu głównego (2), wewnątrz których znajduje się wałek napędowy (5) połączony rozłącznie z jednej strony z silnikiem elektrycznym (7), a z drugiej strony wałek (5) połączony jest rozłącznie z wirnikiem ślimakowym (8), przy czym szczelina pomiędzy wirnikiem (8) a wewnętrzną średnicą korpusu głównego (2), tj. komory mieszająco-ścinającej, wynosi 0,1-5 mm, zaś poniżej wirnika ślimakowego (8), w odległości 0,1-50 mm, znajduje się płyta perforowana (9) o grubości 1-5 mm z otworami o średnicy 0,2-5 mm, połączona rozłącznie z korpusem głównym (2) za pomocą połączenia gwintowego (10), a poniżej płyty perforowanej (9), w odległości 0,1-3 mm, znajduje się nóż ścinający (11) połączony rozłącznie z wirnikiem (8), natomiast w górnej części korpusu pośredniego (3) znajduje się zawór (12) gazu ochronnego.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zawiera dyszę (12a) podawania gazu do korpusu głównego (2).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wirnik ślimakowy (8) ma stałą średnicę rdzenia i stały skok (S) linii śrubowej.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wirnik ślimakowy (8) ma stałą średnicę rdzenia i zmienny skok (S) linii śrubowej.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wirnik ślimakowy (8) ma zmienną średnicę rdzenia i stały skok (S) linii śrubowej
9. 9. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wirnik ślimakowy (8) ma następującą geometrię: średnica zewnętrzna (D) 5-100 mm, długość części roboczej (L) 15-250 mm, wysokość kanału (H) 0,1-0,7*D, szerokość kanału (W) 0,2-2*D, skok linii śrubowe] (S) 0,2-2,2*W, kąt (φ) pochylenia zwoju 15-60°, zaś szerokość zwoju (e) 0,02-0,5*D.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że nóż ścinający (11) posiada od dwóch do siedmiu ramion o przekroju prostokątnym.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że nóż ścinający (11) posiada od dwóch do siedmiu ramion o przekroju trójkątnym.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że nóż ścinający (11) posiada ramiona o geometrii cylindrycznej.