Устройство для диспергирования расплавов

Устройство для диспергирования расплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ, содержащее кристаллизатор с приводом, ванну с расплавленным материалом, систему перемещения и нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергоемкости, устройство снабжено вытеснителем, а ванна выполнена в виде двух сообщающихся емкостей большего и меньшего объемов. причем над емкостью большего объема расположен вытеснитель, соединенный с системой перемещения, а над емкостью меньшего объема - кристаллизатор с приводом, связанным через расходомер с системой перемещения. « (Л С

Соаа СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(5II В 22 0 11/06; В 22 F 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ъ I ., . "

I - .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) 1.,патент ctIIA 9 4170257, кл. 164-87„ опублик. 1979, 2. Патент CILIA 9 4154284, кл. 164-130, опублик. 1979.

Ыи

ne eгУГЦ Ф (21) 3400499/22-02 (22) 22.02.82 (46) 07,07.83. Бюл. Р 25 (72) В.A Солдатенко, Б.С. Митин, С.П. Чижик, A.Â, Чувпило, Е.Г.Жуков, О.Г. Меерович, В.A. Васильев и К.Н. Кошкин (71) Научно-производственное объединение "Квант" и Московский авиационный технологический институт им. К.Э. Циолковского (53) 621.762.242 (088.8) „„SU„„1026938- A (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГПРОВАННЯ РАСПЕВОВ, содержащее кристаллизатор с приводом, ванну с расплавленным материалом, систему перемещения и нагреватель, о т л и ч а— ю щ е е с я тем. что, с целью повышения производительности и снижения энергоемкости, устройство снабжено вытеснителем..а ванна вы олнена в виде двух сообщающихся емкостей большего и меньшего объемов, причем над емкостью большего объема расположен вытеснитель. соединенный с системой перемещения. а над емкостью меньшего объема — кристаллизатор с приводом, связанным через расходомер с системой перемещения.

1026938

Изобретение относится к порошкОвой металлургии, а именно.к получению высокодисперсных порошков в процессе диспергирования и быстрой закалки расплава со скоростями охлаждения выше 10 К/с. 5

Известно устройство для диспергирования материалов из расплава, copepx

Недостатки этого устройства заключаются в наличии системы перемещения ванны с расплавом относительно кристаллиэатора для поддержания неизменного уровня поверхности расплава, а также в срыве контакта из за подвижности поверхности гребня под влиянием газовой струи.

Наиболее близким по технической суцности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для диспергирования расплавов, содержащее цилиндрический кристаллизатор с приводом, ванну расплава материала, систему вертикального

30 перемецения кристаллизатора с исполнительным механизмом, нагреватель и приемный бункер (21 .

Однако величина перемещения кристаллизатора ограничена габарита- 35 ми его ванны, а также углом вылета материала. Это приводит к ограничению объема ванны, использованию ваин с большой плоцадью для увеличения производительности и к энергетическим потерям для поддержания стабильной температуры расплава.

Цель изобретения — повышение производительности устройства, снижение энергоемкости.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для диспергирования расплавов, содержащее кристаллиэатор с приводом, ванну с расплавленным материалом, систему переглещения и нагреватель, снабжено вытеснителем, а ванна выполнена в виде двух сообщаюцихся емкостей большего и меньшего объеглов, причем над емкостью большего объема расположен вытеснитель, соединенный с системой перемещения, а над емкостью меньшего объема — кристаллиэатор с приводом, связанным через расходомер с системой перемецения. 60

На фиг. 1 представлена схема по.лучения тонкодисперсного материала, на фиг. 2 — схема предлагаемого устройСтва, на фиг. 3 — ванна, вид сверху. 65

Устройство содержит ванну 1 с расплавом 2, подогреваемую с помощью нагревателя 3, кристаллизатор

4 с приводом 5, ключ б, расходомер

7, соединенный через систему 8 перемещения с вытеснителем 9. Ванна 1 выполнена ступенчатой: в виде двух емкостей большего и меньшего объемов, причем площадь 10 расположена под вытеснителем 9, плоцадь 11 — под кристаллизатором 4. Ширина площади 11 не менее 1 см. При больших размерах плоцади 11 увеличиваются тепловые потери и появляется неиспользованный объем расплава. При ширине площади 11 менее 1 см поверхность мениска эа счет сил адгеэии к стенкам ванны становится волнистой, что приводит к проскальзыванию кристаллиэатора, т.е. к срывам работы устройства. Кроме того, при толщине мениска менее 1 см происходит выбивание (отрыв) всего мениска из ванны без намерзания егo на кромки кристаллизатора.

Устройство работает следующим образом.

В ванну 1 заливают готовый расплав 2 исходного материала или с помощью нагревателя 3 плавят материал. При вращении кристаллизатора

4 тонкий слой расплава 2 намерэает на кромках кристаллиэатора 4, запускаемого приводом з при замыкании ключа 6. Одновременно включается расходомер 7 и система 8 перемещения вытеснителя 9.

При вращении кристаллиэатора 4 намерзший материал вытягивается иэ общей массы расплава 2 и охлаждается на кристаллиэаторе 4 с высокой скоростью охлаждения 10 К/с за счет передачи тепла теплопроводностью.

Для регулирования скорости охлаждения применяют водоохлаждаемый кристаллизатор 4 и внешнюю систему охлаждения кристаллиэатора 4 газоохлаждением (на фиг, 2 не показана), Слой намерзшего материала удерживается на кристаллизаторе 4 за счет сил адгезии. По мере остывания слоя адгезионная прочность уменьшается и в определенный момент центробежная сила становится больше адгезионной прочности. Происходит отрыв охлажденного материала от кромки кристаллиэатора 4 и отбрасывание его в сторону (бункер, конвейер).

Уровень расплавленного материала поддерживается постоянным эа счет цепи: расходомер 7, система 8 перемещения вытеснителя 9. Расходомер

7 — таймерное устройство, подающее импульсы на систему перемещения 8, так как расход материала от времени можно представить в виде: — =RARE

1026938

Составитель Г. Портнова

Редактор И. Касарда Техред С. Мигунова Корректор А.Повх

Тираж 813 Подписное

BHffIfIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4630/14

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где Ч вЂ” объем материала, уходящего из расплава; время, (а — скорость вращения кристаллизатора, — радиус кристаллизатора; 5

5 — площадь смачивания; коэффициент пропорциональности, постоянный для данного устройства.

Таким образом, вытеснитель 9, lÎ погружаясь в расплав 2 поддерживает уровень расплава постоянным. Выполне-, ние устройства с вытеснителем 9 и ступенчатой ванной 1 позволяет устранить возникновение поверхност- f5 ных колебаний, так как зеркало под кристаллиэатором 4 имеет малую поверхность лишь для обеспечения конTXKTB кристаллизатор — расплав, а вытеснитель 9 несет функцию демпфера. Базовый объект имеет производительность до 200 кг/ч и открытую поверхность ванны площадью

700 см . Таким образом, тепловые потери составляют 70 кВт/ч, так как с 1 см эа счет конвекции теря2 ется энергия в 100 Вт.

Предлагаемое устройство обеспечивает уровень расплава в течение непрерывной трехсменной работы установки, что повышает производительность в 2,5 раза, при общем снижении энергоемкости системы за счет замкнутого объема ванны. В качестве исходных материалов используют цинк, свинец и алюминий.