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ES2231150T3 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de polvo de metal por atomizacion. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de polvo de metal por atomizacion.

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Publication number
ES2231150T3
ES2231150T3 ES00890013T ES00890013T ES2231150T3 ES 2231150 T3 ES2231150 T3 ES 2231150T3 ES 00890013 T ES00890013 T ES 00890013T ES 00890013 T ES00890013 T ES 00890013T ES 2231150 T3 ES2231150 T3 ES 2231150T3
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ES
Spain
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laundry
jet
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nozzle
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Expired - Lifetime
Application number
ES00890013T
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English (en)
Inventor
Claes Tornberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine Boehler Edelstahl GmbH
Original Assignee
Boehler Edelstahl GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Boehler Edelstahl GmbH filed Critical Boehler Edelstahl GmbH
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Publication of ES2231150T3 publication Critical patent/ES2231150T3/es
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
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    • B22F2009/088Fluid nozzles, e.g. angle, distance

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de polvo de metal a partir de un producto fundido de la misma naturaleza, en el que una colada, que sale de un cuerpo de tobera de un recipiente metalúrgico (G), se divide en gotitas, mediante chorros de gas en una cámara de atomización, y estas gotitas se dejan solidificar en granos de polvo esencialmente esféricos, que está caracterizado como sigue: la colada (S) que sale esencialmente en dirección vertical del cuerpo de la tobera para la colada (D) está al menos parcialmente expuesta a al menos tres chorros de gas (1,2,3) cada uno con una dirección diferente.

Description

Procedimiento y dispositivo para la fabricación de polvo de metal por atomización.
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de polvo de metal a partir de un producto fundido de la misma naturaleza, en el que una colada, que sale de un cuerpo de tobera de un recipiente metalúrgico, se divide en gotitas, mediante chorros de gas en una cámara de atomización, y estas gotitas se dejan solidificar en granos de polvo esencialmente esféricos.
La invención incluye un utillaje para la fabricación de polvo de metal a partir de un producto fundido de la misma naturaleza que consiste en esencial en una cámara de atomización en la que se puede introducir una colada metálica desde un recipiente metalúrgico mediante un cuerpo de tobera, en una unidad de desintegración situada en esta cámara en el lado de alimentación, con inyectores de gas para exponer la colada a chorros de gas con el objeto de dividirla en gotitas, en un espacio de solidificación previsto en el lado de evacuación para el enfriamiento de las gotitas y la formación de granos de polvo así como en dispositivos de tratamiento de polvo posteriores.
A causa de las mayores exigencias de calidad para los productos se utilizan cada vez más polvos de metal obtenidos por atomización en la industria de materiales y de tratamiento de superficies. El modo de empleo se determina por una distribución de tamaño de grano igualmente ventajosa, es decir la proporción respectiva de granos de polvo con un diámetro determinado en un rango de diámetros. Para una metalización con llama para el revestimiento de superficies de piezas por ejemplo, es ventajoso el empleo de un así llamado polvo monograno desde el punto de vista de la producción y de los costes. En cambio para la fabricación de piezas obtenidas por prensado en isostático en caliente de polvo de metal este polvo debe tener una densidad de vertido alta y presentar una distribución de tamaño de grano correspondiente.
La fabricación de polvo de metal atomizado se efectúa de forma que una colada de metal se expone a un chorro de gas, preferentemente de gas inerte o gas noble, que tiene una velocidad de flujo alta o una gran energía cinética. La exposición al gas causa una división de la colada en gotitas finas que a continuación se solidifican esferoidalmente en granos. A parte de la temperatura, de la viscosidad y la tensión superficial del metal líquido tienen especial importancia la aceleración de la fusión por el chorro de gas, es decir las fuerzas que accionan en ese momento (Powder Production and Spray Forming, Advances in Powder Metallurgy & Particulate Materials- 1992, Volume 1, Metal Powder Industries Federation, Princeton, N.J., Page 137 - 150, Particle size prediction in an atomization system; Claes Tomberg) para el tamaño y la distribución de tamaños de los granos de polvo formados.
Cuando una colada metálica que cae libremente está expuesta como mínimo a un chorro de gas en una cámara de atomización, lo que puede representar un procedimiento de seguridad funcional, el tamaño de grano de polvo a conseguir con relación a la parte principal de la fracción está limitado hacia abajo, porque en la zona entre la tobera y la colada metálica se agota una gran parte de la energía del chorro de gas. Por una parte se puede aumentar la calidad del producto y ajustar el tamaño de grano deseado mediante separación con criba de las partes gruesas, por otra parte esto origina un bajo rendimiento y una rentabilidad baja de la producción.
Para mejorar la calidad y especialmente la rentabilidad de los productos fabricados a partir de polvos metálicos hace mucho tiempo se ha intentado encontrar un procedimiento capaz de fabricar un polvo metálico esferoide con gran proporción de grano fino y con alto rendimiento de producción.
Si la división de la colada en comparación gruesa no se efectúa inmediatamente, sino se aplana anteriormente, se intensifica el efecto del chorro de gas al que se expone la colada y se forman gotitas más finas, que antes de solidificar a causa de la tensión de la superficie toman una forma esférica. La reducción del diámetro de las partículas de polvo depende esencialmente, como anteriormente explicado, del grado de aceleración de la colada.
Se conocen procedimientos de atomización para coladas metálicas en las que la colada se divide inmediatamente después de su salida del cuerpo de la tobera del recipiente metalúrgico con una o más chorros de gas desde toberas situadas directamente en la salida. Como de esta forma el gas por una parte posee una velocidad muy alta en la salida y por otra parte a causa de la incidencia de la temperatura alta se extiende rápidamente y pierde efecto hacia el centro del chorro, se forma una fracción de polvo metálico muy amplia con partes gruesas y finas.
Para evitar el inconveniente arriba descrito, según US 2 968 062 se ha recomendado utilizar un utillaje con una tobera que se ensancha hacia fuera y situar el canal de entrada de gas cónico de forma concéntrica alrededor de esta tobera. De esta forma el chorro de gas produce céntricamente una presión negativa que hace fluir la colada hacia el borde de la salida ensanchada donde el chorro de gas acoge esta película fina de la colada, la divide eficazmente y la acelera. Con estos utillajes por una parte se pueden producir polvos de grano muy fino, pero por otra parte tienen el inconveniente de la tendencia a las averías y la baja cantidad de colada elaborable.
Para mejorar la seguridad de funcionamiento del dispositivo de atomización US 4 272 563 ha recomendado dejar caer la colada libremente del cuerpo de tobera y exponerla a chorros de gas después de un recorrido de caída. A pesar de emplear toberas que forman chorros de gas con velocidad supersónica no se ha podido conseguir una aceleración de la colada suficiente para formar granos de polvo con diámetro pequeño.
Ya se ha intentado utilizar distancias cortas de toberas para aumentar el efecto de aceleración del chorro de gas dirigido sobre la colada metálica que cae libremente. Pero en la zona de la tobera por la aspiración del chorro de gas saliente y a causa del efecto eyector se inducen corrientes de gas turbillonarias que con distancia corta de la tobera del lugar de división de la colada pueden llevar consigo o pueden retornar gotitas que finalmente se instalan en el cuerpo de tobera y desestabilizan el procedimiento. Por estas razones hay que prever una distancia mínima de tobera por lo que por otra parte baja desproporcionalmente el efecto del chorro de gas con relación a una división de la colada en gotitas pequeñas. Por ejemplo con un chorro de gas que sale de una tobera laval con velocidad supersónica la acción de la fuerza a una distancia de 30 veces el diámetro de la tobera se reduce a la mitad aproximadamente.
De la SE-AS-421 758 se conoce un utillaje para la fabricación de polvo de metal en el que para dividir la colada en la cámara de atomización se utilizan dos chorros de gas. En este utillaje se expone la colada introducida que cae libremente a un primer chorro de gas con un ángulo de 20º aproximadamente que conduce a un cracking y a una desviación de la colada, y posteriormente ésta se divide verticalmente por un segundo chorro de gas con alta intensidad en gotitas metálicas. De esta forma por una parte se evita una adhesión de gotitas metálicas en las piezas de la tobera de gas, por otra parte la gran distancia de la segunda tobera del lugar de división de la colada causa una amplia distribución de tamaños de grano con baja prorrata de polvo fino.
La patente US-4 282 903 propone un procedimiento que expone una colada metálica vertical a un chorro de gas horizontal en el que se emplea una pequeña distancia de tobera ventajosa. Para evitar la adhesión de gotitas metálicas en el cuerpo de tobera en la zona de la tobera se dirige un chorro de gas auxiliar inclinado al lugar de división. De esta forma la división de la colada compacta se efectúa casi íntegramente mediante el principal chorro de gas horizontal de manera que el rendimiento de polvo de grano fino es bajo.
Otro procedimiento para la fabricación de polvo de metal mediante la exposición de una colada a chorros de gas horizontales se describe en la patente WO 89/05197. Según este procedimiento se dirigen dos chorros de gas planos, con su cara pequeña dirigida esencialmente en vertical en un ángulo agudo el uno hacia el otro, y la colada en la zona de choque de los chorros se introduce de forma que se exponen primeramente la zona de superficie y a continuación las demás zonas parciales de la colada metálica a los chorros de gas. A causa de la zona de división aumentada y a causa de la extensión longitudinal en la que se efectúa la división de la colada, la acción de la fuerza específica en la colada es grande, pero la energía de los chorros de gas está limitada por el límite de la velocidad del sonido. Un polvo de metal fabricado de esta manera posee un rango de diámetro de grano estrecho, las partículas finas y gruesas sólo están representadas en poca cantidad, de manera que este polvo formado en dirección monograno tiene inconvenientes para ciertos empleos a causa de su poca densidad de vertido.
Todos los procedimientos económicos para la fabricación de polvos de metal a partir de coladas y los utillajes aplicables tienen en común los inconvenientes que la parte de polvo fino es demasiado pequeña y/ o la distribución de tamaño de grano es poco favorable para una elaboración subsiguiente a productos de alta calidad económica.
La invención quiere remediar esto y persigue el fin de desarrollar un procedimiento de fabricación para polvo de metal a partir de una colada con el que se consigue de manera económica con gran parte de polvo fino y evitando partículas gruesas desfavorables una amplia distribución de tamaño de grano no saliéndose de los límites. Además la invención tiene la función de fabricar un utillaje con el que se puede fabricar favorablemente un polvo de metal en una fracción o con una distribución de tamaños de grano, con la que éste, por ejemplo teniendo una densidad de vertido alta, se puedan elaborar ulteriormente productos de calidad excelente, por ejemplo mediante prensado isostático en caliente.
Este objetivo se puede conseguir con un procedimiento adecuado de forma que la colada que sale esencialmente en vertical del cuerpo de la tobera se expone por lo menos en parte, al menos a tres chorros de gas consecutivos con diferentes direcciones.
En un utillaje del carácter inicialmente descrito el objeto se consigue de forma que la unidad de desintegración tenga al menos tres cuerpos de tobera cuyos chorros de gas se puedan dirigir en cada caso dentro de una secuencia operacional en un ángulo entre 5º y 170º hacia la colada introducida y hacia la colada ajustada en una dirección y formada por el chorro situado más arriba, respectivamente.
Las ventajas de la invención consisten esencialmente en que la colada en el momento de su división en gotitas experimenta una aceleración, porque por una parte su masa con relación a la superficie, que finalmente se expone al chorro de gas, es baja, y por otra parte el impulso se efectúa por un chorro de gas con distancia pequeña a la tobera, es decir con un chorro con gran acción de fuerza. Esencial para la invención es que la colada antes de la división en gotitas con alta energía se prepara por al menos dos chorros antepuestos de diferente dirección respectivamente efectuándose en un primer paso un aumento de la superficie de ataque en un segundo paso un acondicionamiento de la colada movida. Si por la sinergia la masa de la colada con relación a la superficie de ataque es pequeña y la fuerza del chorro de gas es grande, la aceleración es alta y se forman partículas con diámetro pequeño. Científicamente expresado existe la siguiente relación: El tamaño de la partícula es aproximadamente igual al valor de la raíz cuadrada de una constante dividida por la aceleración.
En una versión favorable de la invención se prevé que la colada que sale del cuerpo de la tobera se desvíe en su dirección de flujo y se amplíe o se adelgace y/ o se divida mediante al menos un primer chorro de gas, y que a continuación al menos un segundo chorro con una misma componente direccional, que choque inclinado, prepare la colada plana ampliada y/ o dividida y construya una barrera de aspiración para la(s) tobera(s) de al menos un tercer chorro de gas posterior, el que está formado como chorro de gas de alta velocidad inclinado hasta parcialmente en contrasentido a la colada plana preparada y que realice un fraccionamiento fino o una atomización de la colada en gotitas metálicas que a continuación se dejan solidificar. En una desviación y ampliación de la colada compacta efectuada mediante el primer chorro de gas en la cara de impacto se puede conseguir una forma esencialmente plana de la colada metálica, dependiendo la velocidad y el ángulo del chorro de gas del espesor y de la estabilidad y de la longitud de la colada, que cae libremente, así como del adelgazamiento o de la ampliación deseados. En la cara opuesta a la cara de entrada del chorro a menudo se forma una superficie desfavorable para una división final de la colada plana con partículas metálicas arrancadas. La invención prevé que esta cara de la colada plana que presenta una superficie desfavorable se exponga a un segundo chorro de gas inclinado y así se prepare la colada para una división eficaz en gotitas metálicas. Con este chorro de gas también se puede construir una barrera de aspiración por lo que como otra ventaja no pueden llegar partículas líquidas al cuerpo de tobera laval final de manera que al efecto no se perjudica la seguridad de funcionamiento. Además es importante que el chorro de alta velocidad se dirija de forma inclinada a la colada plana, porque de esta forma se produce una gran acción de fuerza en relación a una división fina en gotitas metálicas. Cuanto más grande la inclinación del chorro de gas hacia la colada, que puede llegar a tener contrasentido, tanto más grande será la aceleración del metal y finalmente la parte de grano fino del polvo de metal.
Tanto para obtener una alta parte de grano fino en el polvo como para evitar la formación de partículas gruesas, que se tienen que eliminar, es favorable que la colada con un diámetro de 2,0 mm hasta 15,0 mm se desvíe en su sentido de corriente mediante al menos un primer chorro de gas por un ángulo a de entre 5º y 85º, preferentemente entre 15º y 30º, y esencialmente se amplíe en forma sectorial a una colada plana. Una desviación de la colada por un ángulo menor de 5º es desfavorable porque ésta exige bruscamente un incremento de la longitud de formación de la colada plana, que por otra parte está limitada a causa de la pérdida de temperatura. Una formación del flujo plano de la colada especialmente eficaz, efectuándose esta favorablemente de forma sectorial, se consigue en una desviación de la misma por un ángulo de entre 15º y 30º, pudiendo producir desviaciones por ángulos mayores de 45º una división de la colada por el chorro de gas desfavorable.
Con respecto a una alta parte de grano fino del polvo de metal, pero también a una distribución de tamaño de grano favorable, es muy ventajoso que el flujo plano de la colada de forma sectorial después de alcanzar una anchura producida por el primer chorro de gas de al menos 5 veces, preferentemente de al menos 10 veces, la anchura o el espesor de la colada, que cae libremente, se desvíe mediante al menos un tercer chorro de gas, que está preparado como chorro de alta velocidad, por un ángulo y de entre 25º y 150º, preferentemente de entre 60º y 90º, y que se atomice o se divida en un flujo de gotitas. Cuando el flujo plano de la colada tiene menos de 5 veces el espesor del espesor inicial de la colada, su compacidad es grande y la parte de polvo fino producible en comparación es pequeña. Una ampliación de más de 10 veces el diámetro de la colada origina especialmente buenas condiciones para una división en gotitas con alta parte de grano fino, especialmente cuando el chorro de gas de alta velocidad, que causa esta división, desvía la colada plana con un ángulo de entre 60º y 90º. Ángulos de desviación más grandes de hasta 150º aumentan la parte de grano fino y producen una tendencia a la formación de monograno.
Para la preparación del flujo de metal, pero especialmente para la formación de una barrera de aspiración eficaz, es favorable que el flujo plano de la colada desde o en la zona de la desviación o atomización por el tercer chorro de gas de alta velocidad se exponga o se prepare mediante un segundo chorro de gas, que tiene una misma componente direccional, pero con un ángulo \delta de entre 5º y 85º, preferentemente de entre 15º y 30º, a esta colada, por lo que se evitan remolinos aspirantes del chorro de gas de alta velocidad que llevan gotitas de colada. Con ángulos \delta más pequeños de 5º los remolinos aspirantes del chorro de gas de alta velocidad no se pueden evitar completamente, por lo que se produce el peligro de un depósito de metal en el cuerpo de la tobera y una inestabilidad del procedimiento. Ángulos de desviación del segundo chorro de gas mayores de 85º pueden deformar la colada desfavorablemente antes de su atomización y disminuir desfavorablemente la velocidad relativa entre la colada y el tercer chorro de gas y con eso la aceleración del metal.
Las ventajas del utillaje de la invención consisten esencialmente en el hecho de que mediante una colocación de al menos tres cuerpos de toberas de gas en una unidad de desintegración la colada puede estar expuesta a chorros de gas en tres zonas respectivamente y de esta forma se puede deformar y tratar, estando el ángulo del chorro de gas con respecto a la colada favorablemente de entre 5º y 170º en cada caso.
En una versión ventajosa de la invención el primer cuerpo de tobera de gas está situado de tal forma que el chorro formado por éste, teniendo la misma componente direccional, esté dirigido hacia la colada con un ángulo \alpha' de entre 5º y 85º, preferentemente con un ángulo \alpha 15º y 30º, y que la longitud de la colada que cae libremente sea igual a la medida de longitud: distancia de la tobera de gas al punto de impacto del chorro de gas en la colada, aumentada o reducida por un valor, que como máximo sea 10 veces el diámetro de la colada. El ángulo de orientación del chorro de gas hacia la colada es importante para un adelgazamiento y ensanchamiento sectorial de ésta; la longitud de la colada que cae libremente tiene gran importancia para su estabilidad en el momento del desvío y la deformación en un flujo plano así como por la forma que se puede conseguir en esta deformación.
Para conseguir condiciones óptimas de atomización para el metal líquido es importante que el segundo cuerpo de tobera esté situado de forma que el segundo chorro de gas de la secuencia operacional esté dirigido al flujo plano de la colada adelgazada por el primer chorro con la misma componente direccional en un ángulo \delta de entre 5º y 85º, preferentemente con un ángulo \delta de entre 15º y 30º y que el punto de impacto de este segundo chorro de gas esté situado en la zona del o antes del punto de desvío, de impacto o de atomización del tercer chorro de gas situado más abajo. El ángulo entre el segundo chorro de gas y el flujo plano de la colada así como su punto de impacto a la colada tienen doble importancia. Por una parte se puede ajustar favorablemente la condición del flujo plano inmediatamente siguiente a la división, por otra parte tiene que efectuase eficazmente la supresión de una formación de remolinos de aspiración por efecto eyector de la tobera de alta velocidad. La invención cumple estas exigencias por la selección de las gamas de ángulos, sobre todo de las gamas
preferentes.
Si en una versión especialmente favorable de la invención el tercer cuerpo de tobera está dispuesto de forma que un tercer o en la secuencia operacional último chorro de gas formado como chorro de gas de alta velocidad esté dirigido al flujo plano de la colada en un ángulo \gamma' de entre 25º y 150º, preferentemente de más grande de 60º, y que la distancia entre la(s) tobera(s) de gas y el punto de desvío, de impacto o de atomización sea más pequeña que 20 veces el diámetro de la tobera de gas, se consigue un rendimiento de la instalación con calidad óptima de polvo, porque se puede establecer una alta acción de la fuerza y aceleración para una división del metal en gotitas. La acción de la fuerza y la aceleración aumentan con un aumento del ángulo y así en total se pueden producir fracciones de polvo más finos.
Se ha probado que es ventajoso si al menos el tercer o en la secuencia operacional último cuerpo de tobera se dispone para producir al menos un chorro de gas supersónico.
Perfeccionando la invención se pueden crear condiciones de división de la colada plana favorables si al último cuerpo de tobera de gas, que se puede utilizar para un chorro de gas de alta velocidad, se anteponen más de dos cuerpos de tobera de gas para suministrar chorros de gas ajustables a la colada.
Existen posibilidades de ajuste favorables para la fracción de polvo de metal deseada, cuando los chorros de gas se pueden ajustar en su dirección y su intensidad, respectivamente.
Cuando, según otra versión y previsto como favorable, al menos un chorro de gas está formado como chorro plano o chorro múltiple mediante colocación de varias toberas posicionadas una al lado de otra, y/ o
sobre todo interpuestas una encima de la otra, la anchura del chorro de gas para la exposición a la colada disponible puede aumentarse.
Finalmente puede ser ventajoso que el plano determinado por los chorros de gas desvíe de la vertical.
A continuación se describe la invención más detalladamente con ayuda de dibujos, que representan solamente una versión.
Muestran
Figura 1 esquema de una unidad de desintegración
Figura 2a recorrido de una colada con exposición a chorros de gas, vista esquemática
Figura 2b recorrido de la colada en una vista de 2a girada por 90º.
En la figura 1 se representa esquemáticamente una unidad de desintegración con tres toberas en la zona de entrada. De un recipiente metalúrgico G se efectúa mediante un cuerpo de tobera D la entrada de metal bajo la formación de una colada S, que cae en esencial libremente a lo largo de un recorrido L_{S}. Por una primera tobera de gas A se forma un primer chorro de gas 1, que desplaza a una distancia L_{A} la colada S en la zona 11 con una misma componente direccional, pero con un ángulo \alpha'. Por este impulso con un primer chorro de gas 1 se producen empezando en la zona del punto de choque 11 un desvío o una modificación de la dirección de flujo de la colada compacta S y su adelgazamiento y ensanchamiento formando un flujo plano de la colada FS.
Mediante una tobera B se forma un segundo chorro de gas 2, que desvía la colada FS, después de un recorrido de ensanchamiento de la misma, en un punto de impacto 21 con la misma componente direccional, pero con un ángulo \delta.
Una tobera de gas C, que está dispuesta preferentemente como tobera de laval, produce un chorro de gas 3, que toca la colada FS a una distancia L_{c} a la tobera C en un punto de desvío, de impacto o de atomización 31 con un ángulo \alpha' y que produce a continuación su división en un flujo de partículas de metal P. La exposición de la colada plana FS al chorro de gas 3 se puede efectuar inclinado hasta parcialmente en dirección opuesta.
Según la invención también se pueden prever más de tres chorros de gas de diferentes orientaciones y/ o varios chorros de gas en una dirección prevista, respectivamente.
Las figuras 2a y 2b muestran el esquema de una colada S en vista desde dos direcciones trasladados por 90º (proyección en vertical, proyección en cruz). Desde un cuerpo de tobera D se efectúa esencialmente en vertical una entrada de una colada S en una unidad de desintegración de una cámara de atomización. La colada S con un diámetro S_{1} se expone después de un recorrido de caída libre en un punto de impacto 11 a un chorro de gas 1 y de esta forma se desvía y por un ángulo \alpha y se adelgaza, como se ve en Figura 2b, y se ensancha a un flujo plano de colada FS, como se ve en Figura 2a. Después de alcanzar una anchura S_{2} se expone la colada plana FS a un chorro de gas de alto rendimiento 3 en un punto de desvío, de impacto o de atomización 31, que produce una formación de un flujo de partículas de metal P. En la zona del punto de atomización 31 o situado anteriormente se expone la colada plana FS a un chorro de gas 2, que impacta en la colada plana y la deforma en el punto 21, pudiéndose producir también una desviación de la dirección de flujo de la colada metálica.
Según la invención también es posible que una colada se exponga a en una secuencia funcional al menos tres chorros de gas, que tienen una misma componente direccional y se divide en un flujo de partículas de metal.

Claims (14)

1. Procedimiento para la fabricación de polvo de metal a partir de un producto fundido de la misma naturaleza, en el que una colada, que sale de un cuerpo de tobera de un recipiente metalúrgico (G), se divide en gotitas, mediante chorros de gas en una cámara de atomización, y estas gotitas se dejan solidificar en granos de polvo esencialmente esféricos, que está caracterizado como sigue: la colada (S) que sale esencialmente en dirección vertical del cuerpo de la tobera para la colada (D) está al menos parcialmente expuesta a al menos tres chorros de gas (1,2,3) cada uno con una dirección diferente.
2. Procedimiento según reivindicación 1, que está caracterizado como sigue: la colada (S) que sale del cuerpo de la tobera (D) se desvía en su dirección de flujo y se amplía o se adelgaza y/ o se divide mediante al menos un primer chorro de gas (1), y a continuación al menos un segundo chorro (2) con una misma componente direccional, que choca inclinado, prepara la colada plana (FS) ampliada y/ o dividida y construye una barrera de aspiración para la(s) tobera(s) (C) de al menos un tercer chorro de gas (3) posterior, el que está formado como chorro de gas de alta velocidad inclinado hasta parcialmente en contrasentido a la colada plana preparada (FS) y que realiza un fraccionamiento fino o una atomización de la colada en gotitas (P) metálicas que a continuación se dejan solidificar.
3. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2, que está caracterizado como sigue: la colada (S) con un diámetro (S1) de 2,0 mm hasta 15,0 mm se desvía en su sentido de corriente mediante al menos un primer chorro de gas (1) por un ángulo (\alpha) de entre 5º y 85º, preferentemente entre 15º y 30º, y esencialmente se amplía en forma sectorial a una colada plana (FS).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 ó 3 que está caracterizado como sigue: el flujo plano de la colada de forma sectorial (FS) después de alcanzar una anchura (S2) producida por el primer chorro de gas (1) de al menos 5 veces, preferentemente de al menos 10 veces, la anchura o el espesor de la colada, que cae libremente (S1), se desvía mediante al menos un tercer chorro de gas (3), que está preparado como chorro de alta velocidad, por un ángulo (\gamma) de entre 25º y 150º, preferentemente de entre 60º y 90º, y se atomiza o se divide en un flujo de gotitas (P).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4 que está caracterizado como sigue: el flujo plano de la colada (FS) desde o en la zona (31) de la desviación o atomización por el tercer chorro de gas de alta velocidad (3) se expone a o se prepara mediante un segundo chorro de gas (2), que tiene una misma componente direccional, pero con un ángulo (\delta) de entre 5º y 85º, preferentemente de entre 15º y 30º, a esta colada, por lo que se evitan remolinos aspirantes del chorro de gas de alta velocidad (3) que llevan gotitas de colada.
6. Dispositivo para la fabricación de polvo de metal a partir de un producto fundido de la misma naturaleza que consiste en esencial en una cámara de atomización en la que se puede introducir una colada metálica (S) desde un recipiente metalúrgico (G) mediante un cuerpo de tobera (D), en una unidad de desintegración situada en esta cámara en el lado de alimentación, con inyectores de gas para exponer la colada (S) a chorros de gas con el objeto de dividirla en gotitas, en un espacio de solidificación previsto en el lado de evacuación para el enfriamiento de las gotitas y la formación de granos de polvo así como en dispositivos de tratamiento de polvo posteriores que está caracterizado como sigue: la unidad de desintegración tiene al menos tres cuerpos de tobera (A, B, C) cuyos chorros de gas (1, 2, 3) se pueden dirigir en cada caso dentro de una secuencia operacional en un ángulo entre 5º y 170º hacia la colada introducida (S) y hacia la colada ajustada en una dirección y formada (FS) por el chorro situado más arriba, respectivamente.
7. Procedimiento según reivindicación 6 que está caracterizado como sigue: el primer cuerpo de tobera de gas (A) está situado de tal forma que el primer chorro de gas (1), teniendo la misma componente direccional, esté dirigido hacia la colada (S) con un ángulo (\alpha') de entre 5º y 85º, preferentemente con un ángulo (\alpha') 15º y 30º, y que la longitud (L_{S}) de la colada que cae libremente (S) sea igual a la medida de longitud: distancia (L_{A} ) de la tobera de gas (A) al punto de impacto (11) del chorro de gas en la colada (S), aumentada o reducida por un valor, que como máximo sea 10 veces el diámetro (D1) de la colada
L_{S} = (L_{A}\pm10 \ x \ D_{1})
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 ó 7 que está caracterizado como sigue: el segundo cuerpo de tobera (B) está situado de forma que el segundo chorro de gas (2) de la secuencia operacional esté dirigido al flujo plano de la colada adelgazada (FS) por el primer chorro (1) con la misma componente direccional en un ángulo (\delta) de entre 5º y 85º, preferentemente con un ángulo (\delta) de entre 15º y 30º y que el punto de impacto (21) de este segundo chorro de gas (2) esté situado en la zona del o antes del punto de desvío, de impacto o de atomización (31) del tercer chorro de gas (3) situado más abajo.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8 que está caracterizado como sigue: el tercer cuerpo de tobera (C) está dispuesto de forma que un tercer o en la secuencia operacional último chorro de gas formado como chorro de gas de alta velocidad (3) esté dirigido al flujo plano de la colada (FS) en un ángulo (\gamma') de entre 25º y 150º, preferentemente de más grande de 60º, y que la distancia (L_{c}) entre la(s) tobera(s) de gas (C) y el punto de desvío, de impacto o de atomización (31) sea más pequeña que 20 veces el diámetro de la tobera de gas.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8 que está caracterizado como sigue: al menos el tercer o en la secuencia operacional último cuerpo de tobera (C) se dispone para producir al menos un chorro de gas supersónico (3).
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 10 que está caracterizado como sigue: al último cuerpo de tobera de gas (C), que se puede utilizar para un chorro de gas de alta velocidad (3), se anteponen más de dos cuerpos de tobera de gas para suministrar chorros de gas ajustables a la colada(S, FS).
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 11, que está caracterizado como sigue: los chorros de gas se pueden ajustar en su dirección y su intensidad, respectivamente.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 12 que está caracterizado como sigue: al menos un chorro de gas está formado como chorro plano o chorro múltiple mediante colocación de varias toberas posicionadas una al lado de otra, y/ o sobre todo interpuestas una encima de la otra.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 13 que está caracterizado como sigue: el plano determinado por los chorros de gas desvía de la vertical.
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