SE507828C2 - Atomiseringsförfarande - Google Patents

Description

507 828 z pulver genom sintring är det önskvärt att pulverpartiklarna är mycket små för att därigenom påskynda sintringsförloppet.

I sàdana applikationer kan avsiktning av det grövre pulvret vara nödvändigt, vilket ger lågt utbyte och därmed hög kostnad. En högre andel fint pulver är således önskvärd i sådana applikationer.

Vid vätskeatomisering (mediaström av vätska) användes ofta vatten, men även olja kan förekomma. Vid vattenatomisering kännetecknas pulvret av oregelbunden form, vilket är en fördel vid efterföljande processer, som avser att åstadkomma en grönkropp genom pressning. I sådana processer pressas pulvret kallt till en grönkropp, som genom sintring ges erforderlig hållfasthet. Vid vattenatomisering, speciellt där även luft är närvarande, sker oxidation snabbt i partikel- ytan, vilket förhindrar partiklarnas sfärodisering, och ger den oregelbundna formen. Vid atomisering med vätska (såsom vatten) krävs mycket stora pumpanläggningar för erhållande av tillräcklig mängd/tillräckligt tryck. Det kan även konstateras, att det är kostsamt att åstadkomma munstycken för vattenatomisering där spaltöppningenm kan vara någon tiondels millimeter bred och höjden på spalten några decimeter. Vattentrycket kan vara 100 - 200 bar.

Uppfinningen: Föreliggande uppfinning utgör en lösning av dessa och andra härmed sammanhängande problem, och där mediaströmmen eller -strömmarna består av vätska och gas, och kännetecknas därav, att sönderdelningen av en företrädesvis vertikal 5 507 828 tappstrále sker med hjälp av företrädesvis horisontella mediaströmmar, där tvà strömmar av ett finfördelningsmedium med stor vertikalutbredning och med en horisontell strömningsriktning bildas av tvá inbördes åtskilda, spaltformiga och på samma höjd belägna munstycken eller munstycksrader, vilka strömmar givas en utströmning med bestämd vinkel mellan mediaströmmarnas vertikalplan.

Man undviker härmed de nackdelar, som förefinns vid atomisering medelst en mediaström, bestående av enbart vätska, och förfaringssättet innebär en väsentlig komplettering av gasatomisering.

Vid gasatomisering exempelvis med kväve kan vätskan lämp- ligen bestå av flytande kväve. I atomiseringszonen kommer då gasen, den flytande gasen, samt smältan att blandas varvid, på grund av smältans höga temperatur, en mycket hastig förångning och expansion av den flytande gasen äger rum. Den hastiga, i det närmaste explosionsartade föràngningen, ger lokalt hög turbulensintensitet och därmed en effektiv atomisering av smältan till små partiklar.

Vid vätskeatomisering, exempelvis med vatten där gasen kan vara luft, fàs förutom ovannämnda atomiseringseffekt en oxidation av smältpartiklarna/pulverpartiklarna, vilket enligt det tidigare beskrivna ger en oregelbunden form.

Vid atomisering med dubbla mediaströmmar, exempelvis enligt ovan beskrivna kombinationer, kan medierna blandas i munstycket eller pàföras i separata munstycken. Munstyckena kan vidare utformas exempelvis i en böjd form så att 507 828 4 centrifugalkraften koncentrerar vätskan i innerbana och därmed får dennsamma att hamna närmast tappstràlen.

Vätskan kan i och för sig ha högt tryck och därmed hög hastighet, och gasen hjälper till att hàlla uppe denna hastighet. Vätskan kan även komma in i dysorna med lägre hastighet och av gasen accelereras till en högre hastighet.

Proportionerna mellan gas och vätska kan varieras från att endast en ringa del av summamediaströmmen består av vätska till att huvuddelen av densamma bestàr av vätska. Detta beroende av vilken effekt som önskas uppnås, exempelvis mer eller mindre oxidation vid vattenatomisering eller exempelvis graden av extra sönderdelningseffekt vid gasatomisering.

Ritningar: Uppfinningen är närmare exemplfierad i bifogade figurer, av vilka figur l visar ett snitt, sett ovanifrán av förfaringssättet enligt uppfinningen, och figur 1A samma förfarande, sett från sidan samt figur 2 sektionerna A-A och B-B i figur 1. Figur 3 och 4 visar två varianter av förfaringssättet enligt uppfinningen, och figur 5 visar en motströmsbarriär.

Figurbeskrivning: I figur l visas ett vertikalt snitt i tvà dysor 1,2 med vertikala, avlånga utblásningsmunstycken eller rader av munstycken. Dysorna för detta medium är försedda med mellanväggar 3,4 för avskiljande av vätska, såsom vatten från gas, exempelvis luft i mediaströmmarna. Dessa väggar slutar vid 15 före passagen av en tappstråle 5 av metallsmälta eller 5 507 828 annan vätska som skall sänderdelas/atomiseras. Tappstrålen är vertikal och belägen före mediastràlarnas skärningslinje 6.

Som nämnts i ovannämnda patentskrift skall mediaströmmarmmarna 7,8 bilda en viss vinkel inbördes, såsom upp till 60 grader, lämpligen 5-20 grader, och placeringen av tappstràlen 5 relativt strömmarna 7,8 är så beräknad, att en ström av det omgivande mediet kompenseras av bakåt utströmmande sänderdelningsmedium. I figur lA visas detta förfarande, sett från sidan.

I figur 2 visas dyssektionen vid partierna A-A, och B-B i figur l, och placeringen av mellanväggarna visas (3,4), men som nämnts kan dessa uteslutas.

I figur 3 visas en utformning för att förstärka centri- fugaleffekten för vätskan, mediaströmmarna 7,8 och den tappstràle av metallsmälta (eller annan vätska), som skall sönderdelas. Vatten/vätska inblåses vid 9 och 10 medelst ett rör eller via en spalt i dysväggen.

Mediaströmmen med vätska, såsom vatten och gas, såsom luft, kan vara blandad redan i dysornas inloppsdelar och på grund av centrifugalkraften vid inloppsradierna kommer vattnet att placera sig närmast tappstràlen 5 och den andra mediastrålen.

I figur 4 visas ena halvan av ett annat alternativ, där vatten inblàses i dysorna närmare tappstràlen 5 och skärningslinjen 6 (se ll, alt 12). Inblàsningen sker via rör eller spalt i dysväggen. Här bringas vattnet mot de inre delarna av mediastràlarna (invid tappstràlen 5) pà grund av 507 828 6 centrifugalkraften. (Jämför ovanstående i samband med beskrivningen av figur 3.) I figur 4 visas vidare ett alternativ där vattnet pàföres i ett eller flera separat(a) munstycke(n) 16, placerat(-de) mellan gasmunstyckena.

Som visats i den svenska patentskriften 8704905-2 kan nära dysornas utblâsningsmunstycken, d.v.s. när media och smälta har en hastighet, som fortfarande är hög, arrangeras en barriär av motriktad mediaström 13 (vätska såsom vatten och/eller gas såsom luft). Detta innebär en mångfaldigad ökning av kontaktytan mellan sönderdelningsvätskan (smältan) och mediet 7,8. (Se figur 5) Vätska kan tillföras (17) i en ringformad spalt (vid 18).

Som mediasammansättning kan förutom den nämnda luft-vatten även nämnas inertgas-vatten, inertgas-olja och kolväte (gas)- olja samt flytande gas - gas såsom kväve eller argon. Som gas kan även nämnas vattenånga.

Uppfinningen kan varieras på mángahanda sätt inom ramen för nedanstående patentkrav.

Claims (6)

507 828 .EAIEHIESBAL

1. l.Förfarande för atomisering av vätska, företrädesvis metallsmältor, genom sönderdelning av en tappstråle av vätskan med hjälp av minst en mediaström, där mediaströmmen eller -strömmarna 7,8 består av vätska och gas, k ä n n e-t e c k n a d d ä r a v, att sönderdelningen av en företrädesvis vertikal tappstràle 5 sker med hjälp av företrädesvis horisontella mediaströmmar, där två strömmar 7,8 av ett finfördelningsmedium med stor vertikalutbredning och med en horisontell strömningsriktning bildas av tvâ inbördes atskilda, spaltformiga och på samma höjd belägna munstycken eller munstycksrader, vilka strömmar givas en utströmning med bestämd vinkel mellan mediaströmmarnas vertikalplan.

2.Förfaringssätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att mediaströmmarna 7,8 består av gas och vätska, där vätskan utgörs av vatten, olja eller flytande gas, och där gasen utgörs av luft, vattenånga, inertgas eller gasformigt kolväte.

3.Förfaringssätt enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att mediet tillföres átskilt i dysor 2,3 där vätska och gas àtskils i munstycket medelst väggar 3,4.

4.Förfaringssätt enligt patentkrav 1-2, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v, att vätska tillföres gasen i mediaström- marna 7,8 vid dysornas bakre delar eller kort före kontakten med tappstràlen

5. 507 828 8 5.Förfaringssätt enligt patentkrav 1-2, k ä n n e t e c k -n a t d ä r a v, att vätskan tillföres via separata mun- stycken, placerade mellan gasdysor med horisontell till vertikal riktning på vätskeströmmen.

6.Förfaringssätt enligt något eller några av föregående patentkrav 2-6, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att nära dysornas utblàsningsmunstycken, d.v.s. när hastigheten fortfarande är hög, en barriär 13 av motriktad mediaström àstadkommes i och för en màngfaldigad ökning av kontaktytan mellan sönderdelningsvätskan och mediet.