NO137746B - Anordning for fremstilling av sf{riske eller tiln{rmet sf{riske faste partikler fra en str¦m av smeltet materiale - Google Patents

Description

Den.foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning

for fremstilling av hovedsakelig likeformede ferrolegeringspartikler som har en tilnærmet sfærisk fornu En utsetter derved smeltet metall for en sentrifugalkraft tilstrekkelig til å lede -og dispergere det smeltede metall i en radielt begrenset sone der de dispergerte metallpartikler kommer til kontakt med og ruller på flaten inne i sonen slik at virkningen av den rullende kontakt sammen med virkningen av

.metallets overflatespenning, vil være tilstrekkelig til å

forme hver partikkel til en tilnærmet sfærisk form.

De smeltede til halvsmeltede ferrolegeringspartikler føres deretter fra den radielle sone og størkner -hurtig i deres antatte former. Ferrolegeringspartiklene eller kulene fremstilt på denne måte, er relativt likeformet i størrelse, men størrel-sen kan variere avhengig av graden av anvendt .sentrifugalkraft på det smeltede metall og konturen til den radielt begrensede sone.

Forskjellige metoder anvendes for å fremstille små ferrolegeringspartikler for anvendelse som tilsatsmateriale ved smelting.av me tal legeringe r. Y, ed en ferrolegeringssats er det nødvendig med partikler av jevn størrelse slik at den er relativt fri for fint pulver slik at når satsen når sitt ende-lige bestemmelsessted, kan den mates inn i en metallsmelteovn uten fare for at det fine pulver eksploderer eller på annen måte forstyrrer driften av smelteovnen.

En fremgangsmåte for fremstilling av ferrolegerings-tilsatser med liten størrelse er .å støpe dem i den ønskede størrelse. Denne fremgangsmåte er kostbar og gir fortsatt legeringsmaterialer som omfatter fint pulver som det kreves ennå en operasjon for å fjerne. Dessuten er størrelser mellom 8 Tyler mesh opp til 9,5 mm, og fortrinnsvis 6,3 mm, vanskelige å støpe ved fremstilling i stor skala.

En annen fremgangsmåte som for tiden anvendes, er å støpe legeringer i store kokiller og deretter knuse støpe-gddset ved hjelp av vanlige anordninger for fremstilling av forskjellige størrelser. På grunn av sprøheten i legeringen, dannes en betraktelig mengde fint pulver og partikler med gal størrelse hvilket minsker utbyttet av en valgt partikkel-størrelse. Separering av den valgte partikkelstørrelse fra andre partikkelstørrelser krever en ytterligere operasjon som krever ytterligere tid og omkostninger for den totale produk-sjon. ' Ulempen ved kjente metoder for fremstilling av legeringer i en partikkelstørrelse innen et noe snevert størrelses-område består i den store mengde partikler som samtidig dannes og som' faller-utenfor området. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en måte der antall partikler som ikke holder mål, minskes kraftig og hvor de utvalgte' partikler er i det nærmeste sfæriske i form. Dessuten kreves ikke noen-dyr knusning, støpe- eller formeoperasjon.'

I hovedtrekkene innebærer anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse at man utsetter en'strøm av-smeltet væske inne i eri"isolert sone for en sentrifugalkraft som er tilstrekkelig til å- lede og dispergere den smeltede' strøm inn i- en radielt-begrenset buktende passasje der "de smeltede til halvsmeltede partikler av den dispergerte strøm, kommer i kontakt med og ruller på i det minste en bueformet flåte i passasjen. Den smeltede væske kan være ethvert materiale som størkner ved romtemperatur, f.eks. smeltet metall. Virkningen av'den rullende kontakt sammen med virkningen av overflate-spenningen i den smeltede til halvsmeltede væske, er tilstrekkelig til å foranledige de små partikler til å anta en tilnærmet

sfærisk form. Fortrinnsvis bør de- smeltede til halvsmeltede partikler rulle på et roterende organ som har en hellende bueformet flate og deretter føres tangentielt til den motsatte flate i passasjen som har en nédadheliende buet flate slik at maksimal periferiell kontakt' mellom de tilnærmet kule-formede partikler og platene til den buede kanal eller passasje,

oppnås. Por å øke denne kontaktvirkning kan de motstående flater ..i passasjen roteres i motsatt retning i forhold til hverandre hvorved de tilnærmet sfæriske partikler utsettes for en økt spiralformet rotasj.onsbevegelse idet en slik bevegelse følger som en kombinasjon av den radielle bevegelse på grunn av sentrifugalkraften og den sirkulære bevegelse på grunn av de i motsatt retning til hverandre roterende flater. Det er denne kombinasjon av radielt rettet kontaktkraft og sirkulært utøvet kontaktkraft som t i-l sammen med den relativt lave overflatespenning som former, de dispergerte partikler til tilnærmet sfæriske former.

Mens de smeltede til halvsmeltede legeringspartikler fortsatt er utsatt .for de kombinerte krefter, kastes de ut fra det perfierielle utløpet til den buede kanal eller passasje og kjøles hurtig eller størkner i deres antatte tilnærmet

sfæriske former. En beholder eller lignende inne-holdende et kjølemedium kan anvendes for å fange opp og kjøle og størkne' legeringspartiklene som har tilnærmet sfærisk form i en grad som er avhengig av sentrifugalkraften, utformingen -av de buede flater, antall topper i den buktende -eller sinusformede passasje og den smeltede væskes spesielle' viskositet. En buktende passasje som i det minste har en topp, er nødvendig.for å sikre at de dispergerte partikler skal rulle på i det minste en hellende buet flate, for således å tilveiebringe tilstrekkelig kontaktkraft som kan legges til overflate-spenningskraften ,for hensiktsmessig forming av partiklene. Inn-løpet til den buktende passasje kan justeres for å regulere i .det minste de maksimale størrelser-til de dispergerte partikler som tvinges gjennom passasjen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til de vedlagte tegninger hvor

fig. 1 er et vertikalsnitt gjennom senter av anordningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 er et perspektivriss av det roterende sted i anordningen som viser den spiralformede bane som de dispergerte partikler følger.

I fig. 1 mates varmt smeltet metall aksialt på det roterende sirkulære sted 1 som er fremstilt av et materiale som kan motstå den høye temperatur til det smeltede metall, som f.e-ks. grafitt, aluminiumoksyd, magnesiumoksyd, støpejern eller annet ildfast metall som ikke reagerer med det smeltede metall. Stedet har et konisk formet utspring 2 sentralt anbragt og opp-adrettet. En skrå, buet' flate 3 strekker seg radielt utad fra fremspringet 2 og før den' når til nærhet' av- periferien, antar flaten et horisontalt overgangsparti og skråner' deretter lett

nedad til avslutningen. En roterende trommel" 4 har en aksial åpning 5 hvorigjennom det smeltede metall'føres til kontakt med .det . fremspringende parti 2. Trommelens' 4 -underflate er utformet med en buet flate som passer sammen med' flaten 3 men som strekker seg radielt ytterligere- utad slik at når den er aksielt plassert over stedet 1, dannes det en buet passasje 13. Det er også mulig å la stedet 1-strekke seg lengre utad enn trommelen for derved å avslutte den buktede passasje i en oppad-retning. Trommelen likesom■stedet 1, kan fremstilles av ethvert -.materiale, som motstår en høy 'omgivelsestemperatur uten å rea-gere med det smelte.de metall som finfordeles til små partikler.

En motor 6 anvendes for å-rotere stedet 1, méns en motor 7 roterer trommelen 4 i en motsatt retning. ' Et kjegle-formet skjørt 8 nyttes for å beskytte;stedets 1 rbtasjonsorgan mot -metallpartikler.

Beholderen 9 kan være én enkel ringformet beholder' eller minst to buede beholdere som plassert' inntil hverandre danner en ringformet beholder. - Denne beholder som 'inneholder e.t a.vkj.øxings- eller størkningsmedium 14, er-anbragt under og radielt utad fra perif eriutl-øpet 15 til den buktende - passas j e slik at; den er i stiiling t'il å oppfange- de utslyngede tilnærmet sfæriske partikler 11.

Foruten å understøtte trommelen 4, utgjør en sylind-risk mantel 10 også en bestkyttelsesbarriere mot partikler som slynges ut fra den buktende passasje- i-'gal retning.

Ved drift mates smeltet metall, såsom en- ferrolegering, inn i åpningen 5 i trommelen 4 og ledes til kontakt med fremspringet 2. Metallmatningshastigheten er variabel men må være tilstrekkelig lav til å tillate tilstrekkelig kontakt med det roterende fremspring 2 slik at metallet kan slynges ut sentri-fugalt og dispergeres i den buktende kanal 13 mellom trommelen 4 og stedet 1. Når stedet 1 roterer, tvinges de dispergerte metallpartikler til å rulle og gli på den buede flate 3 på hvilken -hver partikkel beveger seg i en spiralbane som f.eks. -vist i fig.2. Hver partikkel beveger seg i denne spiralbane og utsettes for -en radielt virkende sentrifugalkraft A og en sirkulær eller roterende kraft .B som danner normal til kraften A og sammen med -denne utsetter partikkelen for maksimal omkretskontakt med flaten 3 til det roterende sted 1. De smeltede, tilnærmet sfæriske formede partikler slynges deretter tangentielt på den buede underflate 12 til trommelen 4 der de fortsetter å rulle-hvorved den rullende kontakt økes. En større rullekontakt mellom de tilnærmet sfæriske formede partikler og trommelen kan oppnås ved å rotere trommelen i motsatt retning av stedets 1 rotasjon.

De tilnærmet sfæriske partikler 11 slynges ut ved periferiutløpet 15 i en nedadrettet retning inn i beholderen 9- Et kjølemedium av enhver ikke-reaktiv -gass eller væske som f.eks. vann, olje, smeltet salt, smeltet glass eller en kombinasjon derav, avkjøler hurtig partiklene i deres antatte former. En stråle av kald luft innført i nærheten mellom passasjens utløp og beholderen kan også anvendes for å tilveiebringe størkning av partiklene. En dukforing med masker inne i beholderen kan anvendes for å lette fjerning av partiklene. Det er også mulig å anvende en roterende type nettingforing som kan anvendes for å-føre partiklene til en på forhånd valgt seksjon i beholderen der en transportør som heller skrått utover gjennom en passende åpning i det .nedre parti i den sylindriske mantel, kontinuerlig fjerner partiklene og fører dem inn i en samlebeholder.

Ettersom det-koniske fremspring 2 som kontinuerlig kommer i kontakt med det smeltede metall, derved uttettes for slitasje, kan det gjøres utskiftb.art ved å anordne et -gjenget eller geometrisk utformet nedre parti som kan skrues eller settes inn i en tilsvarende utsparing i stedets 1 sentrum..

Omfanget av den buede passasje med hensyn til helling og antall topper, er variabel dg er avhengig av den grad av sfærisk form som ønskes på de. størknede legeringspartikler.

Det periferielle utløp av passasjen kan avsluttes med en oppad-helling hvorved de utslyngede partikler rettes oppad.

Smeltede ferrolegeringer som er egnet for anvendelse

i forbindelse med den omtalte anordning, omfatter ferrosilisium,

ferromangan, ferrokrom, ferrokromsilisium, magnesiumferrosili-sium,.- silisiummangan og lignende-.

Eksempel:

Ved anvendelse.av :en anordning tilsvarende den som er vist i tegningen, ble flere ladninger■av .smeltet 50% ferrosilisium som hver veide ca. 15 kg, helt i den sentrale åpning til en grafittrommel for å bringes i kontakt med et .roterende konisk fremspring til et grafittsted. Det koniske fremspring brøt strømmen av ferrosilisium opp i små partikler og slyngte disse inn- i en buktende passasje lignende den som er vist på .tegningen,. Perrosilisiumpartiklene ble bragt til å rulle i spiralform og gli på det roterende sted og ble deretter slyngt ut tangen.tielt for å komme i kontakt med og rulle på den undre buede flate til trommelen. Partiklene under innvirkning av overflatespenning og rullekontakt ble bragt til å innta en tilnærmet sfærisk form i løpet av den tid som gikk til de nådde passasjens perifere utløp. De ble deretter ført. ut fra den buktede passasje pg fanget opp i et flertall sirkulære beholdere anbragt under og konsentrisk ut fra passasjeutløpet; Beholderne var fylt med vann"som umiddelbart kjølte de oppfangede ferrosilisiumpartikler i deres antatte former hvilke var tilnærmet' sfæriske til sfæriske.

De størknede partikler ble deretter utsatt for. en siktanalyse og viste seg å inneholde 92' vektprosent mellom 8 Tyler mesh og 6,3 mm.

Uttrykket tilnærmet sfærisk har til hensikt -å betegne formen hos finfordelte .partikler såsom kuler eller pellets som kan ha utspring som i figur avviker fra. en helt sfærisk form. Disse utspring fremkommer ved størkningen av partiklene før partiklene har antatt en virkelig tilnærmet sfærisk til sfærisk form. Selv om partiklene avviker- fra en fullstendig sfærisk form er de fortsatt kommersielt anvendbare så-lenge de faller innenfor et bestemt størrelsesområde.

Det er klart at et høyere prosenttall likeformede partikler kan oppnås ved å rotere trommelen til anordningen ifølge .oppfinnelsen i en motsatt retning til rotasjonen'for stedet 4 qg/eller ved'å forlenge lengden til .den buktende passasje, som dannes av trommelen og.nevnte sted ettersom den ene eller begge av disse modifikasjoner kommer til- å øke den spiralformede bane på hvilken partiklene kommer til å rulle hvorved partiklene utsettes for en større omkretskontakt med passasjeflåtene. Denne økede omkretskontakt, beroende på den økte radielle og sirkulære rullebevegelse som gis partiklene, kommer til å bidra til at partiklene antar en mer tilnærmet sfærisk form.

Claims (4)

1. Anordning for fremstilling av sfæriske eller tilnærmet sfæriske faste partikler fra en strøm av smeltet materiale, omfattende en sirkulær, motordrevet rotor som har et konisk formet, sentralt fremspring og en sinusformet.øvre flate som strekker seg i retning utad, en tapperenne anbragt sentralt over det koniske fremspring for innføring av det smeltede ma-terialet og en beholder for et kjølemedium anbragt omkring rotorens omkrets lavere enn nivået til dens øvre kant, karakterisert ved at en sirkulær trommel (4) er anbragt koaksialt med og ovenfor rotoren(l)og hvis nedre flate(12) samvirker med den sinusformede øvre flate(3)til rotoren(1)for å danne en sinusformet passasje(13)som har minst ett høyt parti.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at trommelens(4)sinusformede nedre flate(12)rager lengre ut enn rotorens (1) samvirkende flate (3).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at den sinusformede passasje (13) ender i retning oppad.

4. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at trommelen (4) er roterbar i en retning motsatt rotorens (1) rotasjonsretning.