форсунка для распыления расплавленных металлов

Формула изобретения

Форсунка для распыления расплавленных металлов, содержащая корпус с кольцевой щелью для подачи сжатого газа, ниппель с центральным каналом для подачи расплава и соединенный с ним металлопровод, отличающаяся тем, что металлопровод снабжен штуцером дополнительного ввода газа, обеспечивающего подачу образующегося потока газометаллической смеси в центральный канал, а выходная часть центрального канала в ниппеле выполнена в виде параболической камеры с вершиной, обращенной внутрь форсунки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения порошков распылением расплавленных металлов.

Известна форсунка для распыления расплавленных металлов, включающая корпус с кольцевой щелью для подачи сжатого газа и ниппель с центральным цилиндрическим каналом для подачи расплава [СССР, а.с. 318237, М.Кл.² В 22 D 23/08, 1970].

Недостатками указанной форсунки являются низкая степень диспергирования рассплава, низкая производительность процесса распыления, обусловленная зашлаковыванием центрального канала.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является форсунка для распыления расплавленных металлов, включающая корпус с кольцевой щелью для подачи сжатого газа, ниппель с центральным каналом для подачи расплава, снабженный теплоизоляционной набивкой и защитным чехлом, при этом выходная часть канала для подачи расплава выполнена в виде корпуса с углом при вершине, равным 10-60^o [СССР, а.с. 550235, М. Кл. В 22 D 23/08; В 05 В 7/00, 1977].

Основными недостатками данной форсунки являются зарастание и закупорка центрального канала с сужающейся части конуса шлаком и оксидными пленами, что приводит к частым остановкам процесса распыления, снижению производительности и снижению степени диспергирования металлического расплава.

Данная форсунка для распыления расплавленных металлов имеет невысокий технический уровень, что обусловлено отсутствием возможности регулирования процесса распыления расплава, что, в свою очередь, отражается на стабильности работы форсунки и не позволяет добиться максимально возможной высокой производительности и степени диспергирования расплава.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции форсунки для распыления расплавленных металлов с введением в центральный канал форсунки вакуумной камеры в виде параболоида с вершиной, обращенной внутрь канала, обеспечивающей повышение степени диспергирования и создание дополнительного газового потока для образования газометаллической смеси, подаваемой в центральный канал, что обеспечивает формирование интенсифицирующего потока газометаллической смеси в процессе распыления, тем самым предотвращается закупорка центрального канала форсунки, повышается производительность форсунки с получением высокотонкой фракции порошковой продукции.

Техническим результатом заявляемой форсунки для распыления расплавленных металлов является создание нового типа форсунки с предварительным дроблением струи металла путем ввода газообразного агента в движущийся расплав, поступающий по центральному каналу в зону распыления форсунки, что позволяет разработать новый технологический процесс диспергирования расплавленных металлов.

Указанный технический результат достигается тем, что форсунка для распыления расплавленных металлов включает корпус с кольцевой щелью для подачи сжатого газа, ниппель с центральным каналом для подачи расплава и соединенный с ним металлопровод, снабженный штуцером дополнительного ввода газа, обеспечивающего подачу образующегося потока газометаллической смеси в центральный канал, а выходная часть центрального канала в ниппеле выполнена в виде параболической камеры с вершиной, обращенной внутрь форсунки.

Выполнение выходной части центрального канала в ниппеле форсунки в виде параболической камеры с вершиной, обращенной внутрь форсунки, обеспечивает повышение диспергирования расплава газометаллической смеси, интенсифицирующей процесс распыления расплавленных металлов.

Создание форсунки для распыления расплавленных металлов с металлопроводом, снабженным штуцером дополнительного ввода газа, обеспечивающего формирование и подачу потока газометаллической смеси в центральный канал форсунки, позволяет разработать новый технологический процесс распыления расплавленных металлов с предварительным дроблением металлической струи.

На чертеже изображена форсунка для распыления расплавленных металлов.

Форсунка состоит из корпуса 1 с кольцевой щелью 7 для подачи сжатого газа, ниппеля 2 с центральным каналом для подачи расплава, сопряженного с защитным чехлом 3, крышки 4 и металлопровода 5. Сжатый газ через патрубок 6 поступает в кольцевую щель 7 корпуса 1 форсунки.

Металлопровод 5 снабжен штуцером 8 дополнительного ввода газа для формирования и подачи потока газометаллической смеси в центральный канал форсунки. Выходная часть центрального канала в ниппеле 2 выполнена в виде параболической камеры 9 с вершиной, обращенной внутрь форсунки, что увеличивает объем выходной части канала, способствует большему расширению потока газометаллической смеси, обеспечивает дополнительное дробление газометаллической смеси, поступающей в зону распыления, что позволяет интенсифицировать процесс распыления расплавленных металлов.

Работа данной форсунки заключается в следующем.

Перед пуском производится сборка и подготовка форсунки к распылению расплава. При этом в корпусе 1 с кольцевой щелью 7 для подачи сжатого газа точно устанавливаются и строго контролируются размеры кольцевого зазора на выходе форсунки (фиг. 1) между крышкой 4 и ниппелем 2 с центральным каналом. Камера 9 выходной части центрального канала выполнена в виде параболоида с вершиной, обращенной внутрь форсунки, для подачи расплава в зону распыления. К центральному каналу ниппеля 2 с противоположной стороны герметично присоединяется металлопровод 5, снабженный штуцером 8 дополнительного ввода газа, обеспечивающего формирование и подачу образующегося потока газометаллической смеси в центральный канал форсунки.

При пуске форсунки через патрубок 6 в кольцевую щель 7 подается сжатый газ от источника под давлением до 60 ати. Истечение газа из кольцевого зазора создает в параболической камере 9 выходной части центрального канала вакуумное разряжение и тем самым обеспечивает принудительное поступление расплавленного металла по металлопроводу 5 в канал 9. Благодаря увеличению объема камеры выходной части центрального канала за счет выполнения ее в виде параболоида с вершиной, обращенной внутрь форсунки, происходит расширение потока поступающего расплава, плотность его снижается, что способствует большей степени диспергирования металла, а затем газометаллической смеси расплава. Для формирования потока газометаллической смеси через штуцер 8 в металлопроводе 5 дополнительно вводится газ в движущийся расплав, пузырьки которого пронизывают жидкий металл, дробят его и совместно с ним образуют газометаллическую смесь. Поток газометаллической смеси прерывистыми струями и слоями растекается и заполняет параболическую камеру 9 выходной части центрального канала. На выходе форсунки под воздействием кольцевого газового потока газометаллическая смесь распыляется на частицы металла.

Изменяя в широких пределах количество подаваемого газа, регулируется степень дисперсности частиц металла вплоть до ультравысокой.

Подача газа через штуцер 8 в металлопроводе 5 позволяет периодически безостановочно по ходу процесса распыления производить продувку центрального канала во избежание его зашлаковывания и закупорки, что исключает перебои в работе, вызываемые заменой закупоренных форсунок вновь собранными (запасными). Кроме того, пузырьки газа при движении газометаллической смеси схлопывают с его поверхности еще незатвердевшие налипающие шлаковые и окисные плены.