RU2058853C1

RU2058853C1 - Block-sprayer for centrifugal spraying of metal molten bath

Info

Publication number: RU2058853C1
Application number: RU93021509A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Тимофеевич Кондратенко; Сергей Павлович Герасимов; Михаил Владимирович Пикунов
Original assignee: Тимофей Тимофеевич Кондратенко; Сергей Павлович Герасимов; Михаил Владимирович Пикунов
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: metal molten bath centrifugal spraying process. SUBSTANCE: high-temperature block-sprayer has body with horizontal canal of round of square cross-section located inside the body along its diameter. Sprayer is forced into rotation around its vertical axis. Smelt metal stream is fed into vertical canal-riser. Disk-sprayer is rotated with rate from 1) 75•2π rad/s to 2) 300•2π rad/s. Smelt stream splitting is exercised in canal made along horizontal axis of symmetry of disk-sprayer. Apparatus is distinguished with its simplicity and high productivity. EFFECT: simplified design and high productivity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению быстроохлажденных металлических частиц и волокон как исходного сырья для изготовления прессованием, прокаткой и т.д. готовых машиностроительных деталей и полуфабрикатов. The invention relates to powder metallurgy, in particular to the production of rapidly cooled metal particles and fibers as feedstock for manufacturing by pressing, rolling, etc. finished engineering parts and semi-finished products.

В современном производстве металлических порошков, волокон, гранул часто применяют распыление струи расплава центробежными силами с помощью специальных центробежных дисков-распылителей (блоков-распылителей). In the modern production of metal powders, fibers, granules, spraying of the melt jet is often used by centrifugal forces using special centrifugal atomizer disks (atomizer units).

Известен диск-распылитель потока расплава (а.с. N 16503667, кл. B 22 F 9/08), в котором для распыления потока расплава применен ударно-центробежный распылитель в виде диска с закрепленными на нем огнеупорными лопатками. Для повышения стойкости лопаток они выполнены в виде конусов с углом при вершине от 60 до 120^о. Основания конусов крепятся на диске-распылителе.Known disk sprayer of the melt flow (A.S. N 16503667, class B 22 F 9/08), in which a spray-centrifugal atomizer in the form of a disk with refractory blades fixed to it is used to spray the melt stream. To increase the resistance of the blades are made in the form of cones with an apex angle of 60 to ^120. The bases of the cones are mounted on a spray disc.

Однако такой диск-распылитель обладает следующими недостатками: размывание лопаток при ударе о струю металла; колебание гранулометрического состава получаемой фракции при колебании технологических параметров литья. However, such a spray disk has the following disadvantages: erosion of the blades upon impact with a stream of metal; the fluctuation of the particle size distribution of the obtained fraction when the technological parameters of the casting fluctuate.

Известно устройство диска-распылителя [1] в котором для дробления потока расплава применен распылительный диск, соединенный с приводным валом. Вал выполнен полым для подачи хладагента. Диск выполнен полым, рабочая поверхность диска выполнена перфорированной. Диск сообщен с полостью вала для подачи хладагента через приводной вал. A device of a spray disk [1] is known in which a spray disk connected to a drive shaft is used to crush the melt flow. The shaft is hollow to supply refrigerant. The disk is hollow, the working surface of the disk is perforated. The disk communicates with the cavity of the shaft for supplying refrigerant through the drive shaft.

Однако данный гранулятор обладает следующими недостатками: зашлаковывание перфорационных отверстий, особенно при литье расплавов с температурой более 1000^оС; необходимость использования хладагента и высокая окисленность гранул.However, this granulator has the following disadvantages: slagging perforations, especially when casting a melt temperature of over 1000 ^{° C;} the need for refrigerant and high oxidation of the granules.

Наиболее близким к предлагаемому является блок-распылитель [2] который выполняют пористым. Пористый блок-диск выполняют методами порошковой металлургии из глинозема, циркония, карбида кремния. Пористость блока-диска должна составлять >20% для исключения перекрытия каналов, но в то же время <70% для получения необходимой механической прочности материала блока. При работе устройства блок-диск крепят на платформу-держатель. Платформу вращают с высокой угловой скоростью. Струю расплава подают вертикально сверху на блок-диск. За счет кинетической энергии, создаваемой центробежным полем, металл диспергируется и разбрызгивается из пор блока. Closest to the proposed is a spray unit [2] which is made porous. The porous block disk is performed by powder metallurgy methods from alumina, zirconium, silicon carbide. The porosity of the disk block should be> 20% to prevent overlapping channels, but at the same time <70% to obtain the necessary mechanical strength of the material of the block. When the device is operating, the block disk is mounted on the holder platform. The platform is rotated at high angular velocity. The melt stream is fed vertically from above to a block disk. Due to the kinetic energy created by the centrifugal field, the metal is dispersed and sprayed from the pores of the block.

Однако такой блок-распылитель имеет недостатки: сложность изготовления пористого блока; необходимость предварительного подогрева пористого блока-распылителя. However, such a spray unit has disadvantages: the complexity of manufacturing a porous block; the need for preheating of the porous atomizer block.

Цель изобретения упрощение технологического процесса дробления потока расплава и повышение производительности диска (блока)-распылителя. The purpose of the invention is the simplification of the technological process of crushing the flow of the melt and increasing the performance of the disk (block) spray.

Цель достигается тем, что впервые применен огнеупорный диск-распылитель, в теле которого по диаметру выполнен горизонтальный канал круглого или прямоугольного сечения. The goal is achieved by the fact that for the first time a refractory atomizer disk is used, in the body of which a horizontal channel of circular or rectangular cross section is made in diameter.

На фиг. 1 показан горизонтальный канал круглого или прямоугольного сечения 2; на фиг. 2 то же, с постоянной или переменной площадью поперечного сечения. In FIG. 1 shows a horizontal channel of circular or rectangular cross section 2; in FIG. 2 the same, with a constant or variable cross-sectional area.

Площадь поперечного сечения канала диска (блока)-распылителя на выходе должна быть не менее, чем в 5 раз больше площади поперечного сечения подаваемой струи расплава. The cross-sectional area of the channel of the disk (block) -spray at the outlet should be no less than 5 times larger than the cross-sectional area of the supplied melt stream.

Работа предлагаемого центробежного диска (блока)-распылителя осуществляется следующим образом. The work of the proposed centrifugal disk (block) sprayer is as follows.

Распылитель 2 приводят во вращение вокруг его вертикальной оси вращения, совпадающей с его осью симметрии. Подают поток расплава в вертикальный канал-стояк 1. Диск-распылитель вращают со скорость от 75 2 π рад/с до 300 2 π рад/с по выбору. Мелкодисперсное дробление потока расплава происходит в канале 3, выполненном по горизонтальной оси симметрии диска-распылителя. Дробление потока расплава в этом канале происходит в результате турбулентного движения расплава. Турбулентное движение расплава в канале 3 возникает как из-за высокой скорости движения расплава по каналу, так и из-за того, что поток движется в неинерциальном поле сил, т.е. каждая элементарная масса расплава Δ m_i, находящаяся на расстоянии Δ R_i от вертикальной оси вращения диска, имеет свое ускорение a_i= ω²·ΔR_i, где ω угловая частота вращения диска, 2 π рад/с.The atomizer 2 is rotated around its vertical axis of rotation, coinciding with its axis of symmetry. The melt flow is fed into the vertical riser channel 1. The atomizer disk is rotated at a speed of 75 2 π rad / s to 300 2 π rad / s of choice. Fine crushing of the melt flow occurs in the channel 3, made along the horizontal axis of symmetry of the atomizer disk. Crushing of the melt flow in this channel occurs as a result of turbulent motion of the melt. The turbulent motion of the melt in the channel 3 arises both because of the high speed of the melt along the channel and because the flow moves in a non-inertial force field, i.e. each elementary mass of the melt Δ m _i located at a distance Δ R _i from the vertical axis of rotation of the disk has its own acceleration a _i = ω ² · ΔR _i , where ω is the angular frequency of rotation of the disk, 2 π rad / s.

Claims

BLOCK SPRAYER FOR CENTRIFUGAL SPRAYING OF METAL MELT containing a disk of refractory material, characterized in that a horizontal diametrical channel of circular or rectangular cross section and a vertical channel for supplying the melt in communication with it are made in the body of the disk.