установка для получения металлических порошков распылением расплавов

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.

Описание изобретения к патенту

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.