<B>Verfahren zur Herstellung von metallischen</B> Granalien <B>und Vorrichtung</B> <B>zur Durchführung dieses Verfahrens</B> Zur Herstellung metallischer Granalien sind bereits verschiedene Verfahren bekannt. Es sind dies: Aufgiessen von flüssigem Metall auf einen rotierenden Teller, eine rotierende Trommel oder ein Schleuderrad oder Zerstäuben eines Strahles flüssigen Me- talles vermittels Druckluft, Wasserdampf oder einer Kombination beider.
Metallgranalien, besonders solche aus weiss erstarrtem Gusseisen oder aus Stahl, werden mit Vorteil an Stelle von körnigem Sand, z. 'B. Quarzsand, verwendet zum Putzen von Gussatücken aus Stahlguss, Grauguss oder Nichteisenmetallen, zum mechanischen Erst- zundern von Walzerzeugnissen und zum Rei nigen der Oberflächen von Gegenständen, die einer nachfolgenden Oberflächenbehandlung unterzogen werden, wie Farbanstrich, Ver zinken, Emaillieren und dergleichen.
Die Korngrösse der verwendeten Granalien hat sich natürlich dem jeweiligen Verwen- dungszweck, das heisst der gewünschten Fein heit der behandelten Oberfläche anzupassen. Im allgemeinen ist zum Putzen von Guss- stücken ein grobes Korn von mehreren Milli metern Durchmesser zweckmässig; zum Ent- zundern von Walzprodukten ist dagegen ein mittleres Korn und für die Vorbereitung einer Oberfläche zum Emaillieren ein feines Korn vorteilhaft.
Bei der Durchführung des erstgenannten Herstellungsverfahrens entstehen aber vorwie gend grobe Granalien bis zu 5 oder mehr mm Durchmesser, die für die Erzielung einer feinen Oberflächenbeschaffenheit zu gross sind und deshalb vor ihrer Verwendung zum grossen Teil gebrochen werden müssen, wäh rend das zweiterwähnte Verfahren meist zu feines Korn oder sogar Pulver ergibt, das für Entzunderung nicht geeignet ist.
Die Herstellung von Gusseisenkies mittle rer Körnung, das heisst von einer Korngrösse von etwa. 2 mm mit den vorstehend erwähn ten Verfahren ist daher mit Nachteilen ver bunden, da. einerseits zusätzliche Zerkleine rungsarbeit ,geleistet werden muss, und ander seits das entstehende gebrochene,, scharfkan tige Korn an allen mit ihm in Berührung kommenden Maschinenteilen einen verheeren den Verschleiss verursacht. Ausserdem ist der Verbrauch an solchem Gusseisenkies, das heisst Eisenkies aus weiss erstarrtem Gusseisen, in folge Zerspringens der Körner beim Auf schlagen sehr hoch.
Da es nicht möglich ist, weiche bis mittel harte Stahlkörner nach dem Granulieren zu zerkleinern, das heisst auf die dem Verwen- dungszweck entsprechende Korngrösse zu brin gen, ist es nach den bis anhin bekannten Ver fahren überhaupt nicht möglich, Granalien aus weichen bis mittelharten Stahlsorten in der für solche Putzarbeiten erfordeiIiehen Korn grösse wirtschaftlich herzustellen.
Diese Nachteile können durch die vorlie gende Erfindung behoben werden. Gegenstand -der Erfindung ist ein Ver fahren zur Herstellung metallischer Grana- lien, gemäss welchem flüssiges Metall auf min destens einen scharfen Wasserstrahl gegossen wird, wobei der Wasserdruck vor dem Aus- tritt aus der Düse mindestens 2 atü beträgt.
Dieses Verfahren ermöglicht es, die Korn grösse der entstehenden, beispielsweise aus weichem bis mittelhartem Stahl bestehenden Granalien zu regulieren und dadurch ohne nachfolgende weitere Zerkleinerung eine wirt schaftliche Ausbeute an Granalien der ver langten Korngrössen zu erzielen. Die anfallen den Granalien werden lediglich durch Absie- ben nach Korngrössen sortiert.
Mit Vorteil wird das flüssige Metall auf das Wasserstrahlenbündel einer Hochdruck brause gegossen.
Der Wasserdruck vor dem Austritt aus der Düse bzw. der Hochdruckbrause soll min destens 2 atü betragen, kann aber zweckmässig ein Vielfaches dessen sein. Dieser Wasser druck bzw. die daraus resultierende Wasser geschwindigkeit, bestimmt massgebend die Korngrösse der Granalien. Je grösser die Was ser geschwindigkeit ist, desto kleiner werden die Granalien. Durch Veränderung des Was serdruckes bzw.
der Wassergeschwindigkeit und der davon abhängigen Wassermenge in der Zeiteinheit, sowie durch Veränderung der pro Zeiteinheit aufzugiessenden Metallmenge kann die Korngrösse bzw. der prozentuale Anteil der verschiedenen Korngrössen im er haltenen Grana.liengemiseh in sehr weiten Grenzen beeinflusst werden.
Versuche haben ergeben, dass mit dem Ver fahren gemäss der Erfindung bei günstigem Verhältnis von Wasserdimek und aufgegosse ner Metallmenge und unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens eine Ausbeute von bis zu 80 /o an Granalien der Körnung 0-1 mm oder bis zu 100 /n an Granalien der Körnun 0-2,5 mm erzielt werden kann. Das Verfahren hat ferner den Vorteil, dass es ermöglicht, alle im Stahlwerk anfallen den Giessreste, soweit sie noch flüssig und giessbar sind, nutzbringend zu verwerten.
In der Zeichnung sind drei beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Er findung sowie Einzelheiten derselben und Ausführungsvarianten von solchen schema tisch dargestellt.
Es zeigen: F,ig. 1 eine Seitenansicht der ersten Aus führungsform der Vorrichtung zur Herstel lung metallischer Granalien, Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Vorrich tung, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Wasserdüse dieser Vorrichtung, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Ausfüh rungsvariante der Wasserdüse, Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung der Wasserdüse, Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch einen Zwischenbehälter für das zu granulie- rende flüssige Metall,
Fig. 7 eine Draufsicht, auf diesen Zwi schenbehälter, Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch einen Strahlablenker, Fig. 9 eine Seitenansicht. der zweiten Aus- führun gsfoi-in der Vorrichtung zur Herstel lung metallischer Granalien und Fig. 10 eine Seitenansicht der dritten Aus führungsform der Vorrichtung zur Herstel lung metallischer Granalien.
In Fig. 1 ist mit 1 eine das flüssige Metall enthaltende CTiesspfanne, in deren Boden ein regulierbarer Auslauf 2 vorgesehen ist, be zeichnet, welche an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kran aufgehängt ist und mit diesem an die Arbeitsstelle. gefahren wer den kann. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung metallischer Granalien besitzt ein Wasserbassin 3, welches mit einem M'asserüberlauf 4 versehen ist..
An der einen Schmalseite dieses Wasserbassins ist eine Hochdiuiekpumpe 5 angeordnet, welcher durch eine Leitung 6 Wasser zugeleitet wird. Diese Ilochdruekpumpe 5 speist über ein mit einem Absperrschieber 7 versehenes Druck rohr 8 eine an der diesseitigen Schmalseite über dem Wasserbassin 3 angeordnete Hoch druckbrause 9, deren Strahl so geneigt gerich tet ist, dass er vor der andern Schmalseite des Wasserbassins 3 auf den in diesem sich ein stellenden Flüssigkeitsspiegel auftrifft.
Das Wasserbassin 3 ist ferner mit einer durch einen Absperrschieber 10 versehenen Ent leerungsleitung 11 versehen.. Von der Leitung 6 zweigt eine mit einem Absperrschieber 12 versehene Leitung 13 .ab, durch welche dem Wasserbassin 3 zusätzliches Kühlwasser zuge leitet werden kann.
Nachdem die Hochdruckpumpe 5 in Gang gesetzt. und der Absperrschieber 7 des Druck rohres 8 geöffnet ist, wird der Auslauf 2 der Giesspfanne 1, welche mittels des Kranes in eine solche Stellung gefahren und in eine sol che Höhenlage. gebracht ist, da.ss der Ausläfaf 2 vor der Hochdruckbrause 9 etwa 25-30 cm über der Mitte des Strahles dieser Hochdruck brause 9 sich befindet, geöffnet. Der aus dem Auslauf 2 der Giesspfanne 1 austretende Strahl flüssigen Metalles trifft nun auf den Strahl der Hochdruckbrause 9 und wird durch diesen zerrissen. Die Metallpartikel fallen in das Wasserbassin 3 und werden in diesem gesammelt.
Um zu vermeiden, dass das im Wasserbassin 3 befindliche Wasser zum Sieden kommt und um eine übermässige Dampfentwicklung zu verhüten, wird dem Wasserbassin 3 durch die Leitung 13 zusätz liches Kühlwasser zugeführt.
Die Hochdruckbrause 9 (Fig. 3 und 5) be sitzt mehrere übereinanderliegende Reihen von zueinander versetzt angeordneten Aus trittsöffnungen 9' und sie ist, wie dargestellt, mit Vorteil fächerartig ausgebildet., derart, dass ihre Einzelstrahlen auseinanderstreben. Es wird dadurch erreicht, dass auch die Me tallpartikel auseinander gerissen werden und somit nicht zusammenbacken können.
Um zu verhindern, dass grössere Metalltropfen durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Wasserstrahlen der Hochdruckbrause 9 hin durchfallen können ohne vom Druckwasser weiter zerkleinert zu werden, kann eine Hoch- druckbrause 9" (Fig. 4) verwendet werden, bei welcher die übereinanderliegenden Was- serstra.hlreihen sich kreuzen und ein enges Netz bilden.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, kann über der Hochdrrtckbra.use 9 ein ebenfalls von der Hochdruckpumpe 5 mit Druckwasser gespei stes Strahlrohr 14 vorgesehen sein, dessen Wasserstrahl eine Vorverteilung .des aus der Giesspfanne 1 austretenden Strahles von flüs sigem Metall bewirkt. Es gelingt dadurch, die Korngmösse der metallischen Granalien wesent lich zu verkleinern.
Zwischen dem Auslauf 2 der Giesspfanne 1 und dem Wasserstrahl der Hochdruckbrause 9 kann ein fest. über dem Wasserbassin 3 ange ordneter Zwischenbehälter 15 (Fig. 6 und 7) vorgesehen sein, in dessen Boden eine Aus giessöffnung 16 in Form eines zur Achse der Hochdruckbrause 9 quer gerichteten Schlitzes vorgesehen ist. Das flüssige Metall wird hier bei aus der Giesspfanne in diesen Zwischen behälter gegossen und fliesst durch dessen schlitzartige Ausgiessöffnung 16 in einem breiten Strahl geringer Dicke auf den Was serstrahl der HochdruekbrarLse 9.
Es kann damit. eine feinere Verteilung des Metalles er zielt werden. Gegebenenfalls kann der Zwi schenbehälter 15 beheizt sein, um das in ihm enthaltene Metall auf genügend hoher Tem peratur zu halten. Eine Verbreiterung des Strahles von flüssigem Metall kann auch, wie in Fig. 8 dargestellt, mittels eines über dem Wasserbassin gelagerten, feuerfest ausgeklei deten, schaufelartigen Strahlablenkers 17 er reicht werden.
Bei .der Vorrichtung zur Herstellung von metallischen Granalien gemäss Fig. 9 ist mit 20 ein Wasserbassin bezeichnet, welches mit einem Überlauf 21 und einer Entleerlngslei- tung 22 versehen ist. Inder Mitte dieses Was serbassins 20 ist eine Hochdruckbrause 23 an- ,-geordnet, welcher Druckwasser durch eine Hochdruckleitung 24 zugeführt wird imd deren Austrittsöffnungen in mehreren Reihen übereinander auf einer ringförmigen Kegel fläche liegen.
Diese Hochdruckbrause 23 pro duziert einen aus einer .grossen. Zahl von Was- serstrahlen gebildeten, kegelförmigen Wasser mantel. Auf der Hochdruckbrause 23 ist ein Support. 25 angeordnet, welcher einen kegel förmigen Strahlverteiler 26 aus feuerfestem Material trägt.
Das flüssige Metall wird aus der Giess pfanne 1 genau auf die Spitze des Strahlver- teilers 26 gegossen und fliesst- allseitig über diesen hinunter. Vom untern Rand des kegel förmigen Strahlverteilers 26 fliesst das Metall auf die scharfen Wasserstrahlen des kegelför migen Wassermantels der Hochdruckbrause 23 und wird von diesen granuliert.
Bei der Vorrichtung zur Herstellung me tallischer Granalien gemäss Fig. 10 ist in der Mitte eines Wasserbassins 30, welches mit einem Überlauf 31 und einer Entleerungslei tung 32 versehen ist, ein vertikales Rohr 33 vorgesehen. In diesem Rohr 33 ist eine Welle 34 gelagert, welche über ein unterhalb des Wasserbassins 30 auf ihrem untern Ende sitzendes Kegelzahnrad 35 und ein mit diesem im Eingriff stehendes, auf dem einen Ende einer Welle 36 sitzendes Kegelrad 37 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Motor angetrieben wird.
Auf dem obern Ende der Welle 34 sitzt, eine zu ihr koaxiale, kege- lige Schleuderscheibe 38. Über dem Wasser bassin 30 ist eine ringförmige, zur Schleuder- se heibe 38 konzentrische Hochdruckbrause 39, welche von einer in der Zeichnung nicht dar -gestellten Hoehdruekpumpe mit Wasser ge speist wird, fest angeordnet.
Diese Hoch druckbrause 39 besitzt eine grosse Zahl von nach unten gerichteten WasseraustrittsÖff- nungen und produziert. einen aus sehr vielen scharfen Wasserstrahlen gebildeten, die Sehleuderseheibe 38 umgebenden Wasser- mantel.
Das flüssige Metall wird aus der Giess pfanne 1 genau auf die Spitze der rotierenden Sehleuderseheibe 38 gegossen und von deren Rand abgeschleu,dert. Die von der Schleuder scheibe 38 abgeschleuderten Metalltropfen -erden vom Wassermantel der Hoehdruek- brause aufgefangen und von dessen scharfen Wasserstrahlen granuliert.
<B> Method for producing metallic </B> granules <B> and apparatus </B> <B> for carrying out this method </B> for producing metallic granules are already known. These are: Pouring liquid metal onto a rotating plate, a rotating drum or a centrifugal wheel or atomizing a jet of liquid metal by means of compressed air, steam or a combination of both.
Metal granules, especially those made of white solidified cast iron or steel, are advantageously used instead of granular sand, e.g. 'B. Quartz sand, used for cleaning cast pieces made of cast steel, gray cast iron or non-ferrous metals, for mechanical initial scaling of rolled products and for cleaning the surfaces of objects that are subjected to subsequent surface treatment, such as painting, galvanizing, enamelling and the like.
The grain size of the granules used has of course to be adapted to the respective purpose, i.e. the desired fineness of the treated surface. In general, a coarse grain several millimeters in diameter is advisable for cleaning castings; In contrast, a medium grain is advantageous for descaling rolled products and a fine grain is advantageous for preparing a surface for enamelling.
When carrying out the first-mentioned manufacturing process, however, predominantly coarse granules up to 5 or more mm in diameter are formed, which are too large to achieve a fine surface finish and therefore have to be largely broken before use, while the second-mentioned process is usually too fine Results in grain or even powder that is unsuitable for descaling.
The production of cast iron gravel with a medium grain size, i.e. a grain size of around. 2 mm with the above-mentioned method is therefore associated with disadvantages, since. On the one hand, additional shredding work has to be performed, and on the other hand the resulting broken, sharp-edged grain causes devastating wear and tear on all machine parts that come into contact with it. In addition, the consumption of such cast iron pebbles, that is to say iron pebbles from white solidified cast iron, is very high as a result of the cracking of the grains when they are hit.
Since it is not possible to comminute soft to medium-hard steel grains after granulation, i.e. to bring them to the grain size appropriate for the intended use, it is not at all possible to use the previously known methods to produce granules from soft to medium-hard types of steel Economical to produce in the grain size required for such plastering work.
These disadvantages can be remedied by the present invention. The subject of the invention is a process for the production of metallic granules, according to which liquid metal is poured onto at least one sharp water jet, the water pressure being at least 2 atmospheres before it emerges from the nozzle.
This process makes it possible to regulate the grain size of the resulting granules, for example consisting of soft to medium-hard steel, and thus to achieve an economic yield of granules of the required grain sizes without subsequent further comminution. The resulting granules are only sorted according to their size by sieving them.
The liquid metal is advantageously poured onto the bundle of water jets from a high pressure shower.
The water pressure before it emerges from the nozzle or the high-pressure shower should be at least 2 atmospheres, but it can expediently be a multiple of this. This water pressure or the resulting water velocity determines the size of the granules. The greater the speed of the water, the smaller the granules become. By changing the water pressure or
the water velocity and the dependent amount of water in the unit of time, as well as by changing the amount of metal to be poured in per unit of time, the grain size or the percentage of the different grain sizes in the Grana.liengemiseh obtained can be influenced within very wide limits.
Tests have shown that with the method according to the invention with a favorable ratio of water dimes and poured amount of metal and using a suitable device to carry out the method, a yield of up to 80 / o of granules of grain size 0-1 mm or up 100 / n of granules with a grain size of 0-2.5 mm can be achieved. The method also has the advantage that it makes it possible to utilize all casting residues that arise in the steelworks, provided they are still liquid and pourable.
In the drawing, three example embodiments of the device for carrying out the method according to the invention He and details of the same and variants of such are shown schematically.
It show: F, ig. 1 is a side view of the first embodiment of the device for the produc- tion of metallic granules, Fig. 2 is a plan view of this device, Fig. 3 is a plan view of the water nozzle of this device, Fig. 4 is a plan view of an embodiment of the water nozzle, Fig. 5 shows a diagrammatic representation of the water nozzle, FIG. 6 shows a vertical section through an intermediate container for the liquid metal to be granulated,
Fig. 7 is a plan view of this inter mediate container, Fig. 8 is a vertical section through a beam deflector, Fig. 9 is a side view. the second embodiment of the device for the production of metallic granules and FIG. 10 a side view of the third embodiment of the device for the production of metallic granules.
In Fig. 1 is 1 with a liquid metal containing CTiesspfanne, in the bottom of which an adjustable outlet 2 is provided, be distinguished, which is suspended from a crane, not shown in the drawing and with this to the job. who can be driven. The apparatus shown in FIGS. 1 and 2 for the production of metallic granules has a water basin 3 which is provided with a mass overflow 4.
On one narrow side of this water basin, a high-pressure pump 5 is arranged, which is fed through a line 6 water. This Ilochdruek Pump 5 feeds a pressure pipe 8 provided with a gate valve 7 to a high-pressure shower 9 arranged on the narrow side on this side above the water basin 3, the jet of which is so inclined that it hits the other narrow side of the water basin 3 in this an adjusting liquid level hits.
The water basin 3 is also provided with a discharge line 11 provided by a gate valve 10. From the line 6 a line 13 with a gate valve 12 branches off, through which the water basin 3 additional cooling water can be fed.
After the high pressure pump 5 is started. and the gate valve 7 of the pressure pipe 8 is open, the outlet 2 of the pouring ladle 1, which is moved by means of the crane in such a position and in a sol surface altitude. is brought that.ss the outlet 2 in front of the high pressure shower 9 about 25-30 cm above the center of the jet of this high pressure shower 9 is open. The jet of liquid metal emerging from the outlet 2 of the pouring ladle 1 now strikes the jet of the high pressure shower 9 and is torn by this. The metal particles fall into the water basin 3 and are collected in it.
In order to prevent the water in the water basin 3 from boiling and to prevent excessive steam development, the water basin 3 is supplied with additional cooling water through the line 13.
The high pressure shower 9 (Fig. 3 and 5) be sitting several superimposed rows of mutually offset from outlet openings 9 'and it is, as shown, advantageously designed like a fan., So that their individual jets diverge. It is achieved in that the Me tallpartikel are torn apart and thus cannot stick together.
In order to prevent larger metal droplets from falling through the spaces between the individual water jets of the high pressure shower 9 without being further crushed by the pressurized water, a high pressure shower 9 ″ (FIG. 4) can be used, in which the superposed water jets .hile rows cross each other and form a tight network.
As shown in Fig. 1 and 2, a jet pipe 14 also fed by the high pressure pump 5 with pressurized water can be provided above the Hochdrrtckbra.use 9, the water jet of which causes a pre-distribution of the jet of liquid metal exiting from the ladle 1. This makes it possible to reduce the grain size of the metallic granules essential Lich.
Between the outlet 2 of the pouring ladle 1 and the water jet of the high pressure shower 9 can be a solid. Above the water basin 3 arranged intermediate container 15 (Fig. 6 and 7) may be provided, in the bottom of which a pouring opening 16 is provided in the form of a slot directed transversely to the axis of the high pressure shower 9. The liquid metal is poured from the pouring ladle into this intermediate container and flows through its slit-like pouring opening 16 in a wide jet of small thickness onto the water jet of the high-pressure barrel 9.
It can with it. a finer distribution of the metal he aims. If necessary, the intermediate container 15 can be heated in order to keep the metal contained in it at a sufficiently high temperature. A broadening of the jet of liquid metal can also, as shown in Fig. 8, by means of a refractory lined, shovel-like beam deflector 17 stored above the water basin.
In the case of the device for producing metallic granules according to FIG. 9, 20 denotes a water basin which is provided with an overflow 21 and an emptying line 22. In the middle of this What serbassins 20 is a high pressure shower 23, -arranged, which pressurized water is supplied through a high pressure line 24 imd the outlet openings in several rows on top of each other on an annular conical surface.
This high-pressure shower 23 produces one from a large. Number of conical water jackets formed by water jets. On the high pressure shower 23 is a support. 25 arranged, which carries a conical beam distributor 26 made of refractory material.
The liquid metal is poured from the pouring pan 1 exactly onto the tip of the jet distributor 26 and flows down over this on all sides. From the lower edge of the cone-shaped jet distributor 26, the metal flows onto the sharp water jets of the kegelför shaped water jacket of the high pressure shower 23 and is granulated by these.
In the device for producing me-metallic granules according to FIG. 10, a vertical pipe 33 is provided in the middle of a water basin 30, which is provided with an overflow 31 and an Entleerungslei device 32. In this tube 33 a shaft 34 is mounted, which via a bevel gear 35 seated below the water basin 30 on its lower end and a bevel gear 37 which is in engagement with this and is seated on one end of a shaft 36 from a motor not shown in the drawing is driven.
On the upper end of the shaft 34 sits a conical centrifugal disk 38 coaxial to it. Above the water basin 30 is an annular high-pressure shower 39 concentric to the centrifugal disk 38, which is operated by a high-pressure pump (not shown in the drawing) is fed ge with water, fixed.
This high pressure shower 39 has a large number of downwardly directed water outlet openings and produces. a water jacket formed from very many sharp water jets and surrounding the Sehleuderseheibe 38.
The liquid metal is poured from the pouring pan 1 exactly onto the tip of the rotating Sehleuderseheibe 38 and thrown off from the edge. The metal drops thrown off by the centrifugal disk 38 are caught by the water jacket of the high pressure shower and granulated by its sharp water jets.