Установка для получения металлических порошков распылением расплавов

Установка для получения металлических порошков распылением расплавов

Реферат

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для получения порошков металлов и их сплавов распылением расплавов сжатым газом. Предложенная установка, содержащая плавильную печь, форсунку, распылительную камеру, пылеулавливающую систему, состоящую из циклона, рукавного или жидкостного фильтра, и бункер для сбора крупных фракций порошка, согласно изобретению снабжена сепаратором-классификатором, распылительная камера выполнена водоохлаждаемой в виде трубы переменного сечения с отношением диаметров в начале и в конце трубы 1:(0,7-0,3) при длине трубы от 5 до 10 от ее среднего диаметра. Обеспечивается повышение классифицирующей способности установки и улучшение условий удаления порошка. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии и касается получения порошков металлов и их сплавов распылением расплавов сжатым газом, особенно для получения небольших опытных и малотоннажных партий порошков.

Известны промышленные установки для получения порошков распылением расплавов сжатыми газами [Производство и применение алюминиевых порошков и пудр. - М.: Металлургия, 1980, с. 17], представляющие комплекс сложных аппаратов: плавильно-пульверизационные печи, пылеосадительные камеры, пылеулавливающие аппараты (циклоны, мультициклоны, рукавные или жидкостные фильтры), замкнутые системы рециркуляции газа. Недостатком таких установок является их громоздкость и непригодность для получения небольших опытных образцов и даже малотоннажных партий.

Известна установка для получения порошков методом распыления расплавов сжатым газом, содержащая плавильную печь, форсунку, распылительную камеру, пылеулавливающую систему, состоящую из циклона, рукавного или жидкостного фильтра, и бункер для сбора крупных фракций порошка (патент RU 2158659). Эта установка принята за ближайший аналог.

Недостатками этой установки являются низкая эффективность классификации распыленного порошка из-за трудности выноса порошка из распылительной камеры в пылеулавливающую систему и, как следствие, накопление тонких фракций порошка в распылительной камере и необходимость дополнительной классификации крупных фракций порошка.

Технической задачей настоящего изобретения является улучшение условий удаления порошка из распылительной камеры установки и повышение классифицирующей способности установки в целом.

Решение технической задачи заключается в следующем.

Установка для получения металлических порошков распылением расплавов, содержащая плавильную печь, форсунку, распылительную камеру, пылеулавливающую систему, состоящую из циклона, рукавного или жидкостного фильтра, и бункер для сбора крупных фракций порошка, снабжена сепаратором-классификатором, а ее распылительная камера выполнена водоохлаждаемой в виде трубы переменного сечения с отношением диаметров в начале и конце трубы 1:(0,7-0,3) при длине трубы от 5 до 10 от ее среднего диаметра.

Сепаратор-классификатор выполнен в виде вертикальной или наклонной трубы и размещен между распылительной камерой и циклоном.

Установка снабжена нижним отводом в бункер для сбора крупных фракций порошка, размещенным под сепаратором-классификатором.

Диаметр сепаратора-классификатора равен или больше среднего диаметра распылительной камеры.

Наклон трубы сепаратора-классификатора составляет не менее 45° к горизонту.

Вход в сепаратор-классификатор расположен над бункером для крупных фракций порошка.

На фиг.1 показана установка с вертикальным классификатором, на фиг.2 - с наклонным классификатором.

Установка содержит плавильную печь 1, форсунку 2, распылительную водоохлаждаемую камеру в виде трубы переменного сечения 3, сепаратор-классификатор 4, снизу которого имеется отвод в бункер 5 для сбора крупных фракций распыленного порошка, пылеулавливающую систему, состоящую из циклона 6 и рукавного или жидкостного фильтра 7, и вентилятор 8.

Установка работает следующим образом.

В плавильной печи 1 расплавляют металл. Полученный расплав пульверизируют сжатым газом с помощью форсунки 2 в распылительную камеру 3, где жидкий металл диспергируется потоком сжатого газа на частицы, которые охлаждаются в газовой среде непосредственно в распылительной камере 3, сепараторе-классификаторе 4, а затем в пылеулавливающей системе - циклоне 6 и фильтре 7, где происходит отделение частиц порошка от газового потока.

Размещение сепаратора-классификатора непосредственно в технологической цепи аппаратов позволяет повысить эффективность разделения частиц порошка по крупности.

Выполнение конструкции рабочей камеры в виде водоохлаждаемой трубы 3 конической формы, отношение диаметра которой на выводе порошка из трубы составляет (0,7-0,3) от диаметра на вводе струи расплава, позволяет повысить скорость пылегазового потока по длине трубы в 2-10 раз и тем самым улучшить вынос порошка в пылеулавливающую систему. Устройство отвода в бункер 5 под сепаратором-классификатором позволяет удалить из пылегазового потока наиболее крупные фракции порошка. Остальной пылегазовый поток попадает в сепаратор-классификатор 4, где происходит газовая классификация порошка. Благодаря тому что диаметр сепаратора-классификатора больше диаметра выхода пылегазового потока из распылительной камеры, скорость потока уменьшается, из него выделяются крупные фракции порошка, которые падают (или скользят по наклонной поверхности) вниз к отводу в бункер 5 на разгрузку.

Самые тонкие фракции из сепаратора-классификатора уносятся в пылеулавливающую систему - циклон 6 и фильтр 7.

Наклон сепаратора-классификатора более 45 к горизонту обеспечивает осыпание крупных фракций порошка в бункер. При меньшем угле наклона сепаратора-классификатора порошок может задерживаться на его стенках.

Расчеты показали, что эффективность разделения повышается на 15-20% в зависимости от крупности распыленного порошка.

Формула изобретения

1. Установка для получения металлических порошков распылением расплавов, содержащая плавильную печь, форсунку, распылительную камеру, пылеулавливающую систему, состоящую из циклона, рукавного или жидкостного фильтра, и бункер для сбора крупных фракций порошка, отличающаяся тем, что она снабжена сепаратором-классификатором, распылительная камера выполнена водоохлаждаемой в виде трубы переменного сечения с отношением диаметров в начале и в конце трубы 1:(0,70,3) при длине трубы от 5 до 10 от ее среднего диаметра.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сепаратор-классификатор выполнен в виде вертикальной или наклонной трубы и размещен между распылительной камерой и циклоном.

3. Установка по пп.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена нижним отводом в бункер для сбора крупных фракций порошка, размещенным под сепаратором-классификатором.

4. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что диаметр трубы сепаратора-классификатора равен или больше среднего диаметра распылительной камеры.

5. Установка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что наклон трубы сепаратора-классификатора составляет не менее 45 к горизонту.

6. Установка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что вход в сепаратор-классификатор расположен над бункером для крупных фракций порошка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2