DE2126856B2

DE2126856B2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von metallpulver

Info

Publication number: DE2126856B2
Application number: DE19712126856
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. 4100 Duisburg; Hofmann Georg Dipl.-Ing. 4150 Krefeld; Gesell Hartmut Dipl.-Ing.; Scholz Werner Dr.-Ing.; 4100 Duisburg. B22d 41-06 Wessel
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1971-05-27
Filing date: 1971-05-27
Publication date: 1972-11-23
Also published as: IT956231B; ATA340072A; GB1398764A; DE2126856A1; FR2138787A1; AT334169B; US3891730A; SE370194B; BE784042A

Description

Metallschmelze in Form eines Rieselfilmes an der und 4 erstreckt sich durch das Schmelzengefäß bis in

Oberfläche eines dornartigen Leitkörpers entlangzu- den oberen Teil des Auffangbehälters der dornartig

führen, der den inneren Durchmesser des Ringquer- ausgebildete hohle Leitkörper 4. Die Schmelze tritt

schnittes bildet. durch den Ringspalt des Bodenauslaufes aus dem

Die Zerstäubung kann in der Weise erfolgen, daß 5 Gefäß 1 aus und wird an dem freien Ende des Leitdas Zerstäubungsmittel erfindungsgemäß dem Hohl- körpers 4 als ein Rieselfilm 3 entlanggeführt. Das raum des Gießstrahles zugeführt wird. Die Zerstäu- Zerstäubungsmittel wird bei den Vorrichtungen nach bung erfolgt also in diesem Fall in Richtung von in- den Abb. 1 und4 bei8 in das Innere des Leitkörnen nach außen. Sie kann aber auch so durchgeführt pers 4 zugeführt und trifft bei 6 an dessen Ende von werden, daß das Zerstäubungsmittel in an sich be- ίο innen gegen den Rieselfilm 3, wodurch dessen Zerkannter Weise, z. B. mit einer Ringdüse, von außen stäubung erfolgt. Zur Regelung der Menge des Zerauf den Gießstrahl gerichtet wird, wobei jedoch er- stäubungsmittels und zur Ausbildung eines düsenartifindungsgemäß dessen Ringquerschnitt durch Ein- gen Austrittsspaltes am Ende des Leitkörpers 4 dient führen eines Gases in den Gießstrahl-Hohlraum auf- der höhenverstellbare Stopfen 5. Durch die Richtung rechterhalten wird. Hierfür kann z.B. das gleiche 15 dieses Düsenspaltes kann die Flugrichtung der zer-Gas wie das Zerstäubungsmittel oder ein anderes stäubten Metalltröpfchen bestimmt werden. So ist es Gas, z. B. Luft, verwendet werden. Der Gasdruck z. B. bei der Zerstäubung der Schmelze mit Inertgas kann für diesen Zweck sehr gering gehalten werden. innerhalb des geschlossenen Behälters eine schräg Er soll nur so groß sein, daß der Hohlraum des nach oben gerichtete und bei der Zerstäubung mit Gießstrahles an der Zerstäubungsstelle nicht einge- 20 Wasser in einen offenen Behälter hinein eine fast schnürt wird. senkrechte Richtung nach unten zweckmäßig.

In manchen Fällen empfiehlt es sich, gemäß der Gemäß Abb. 2 ist der Leitkörper 4 umgekehrt anErfindung, daß die zerstäubten Metalltröpfchen geordnet, und zwar erstreckt er sich von unten durch durch einen weiteren Strahl des gleichen oder eines den geschlossenen Auffangbehälter 7 nach oben und anderen auf sie gerichteten Zerstäubungsmittels wei- 25 mündet mit einer kegelförmigen Spitze 9 in den Boter zerteilt und/oder in eine andere Richtung umge- denauslauf des Schmelzgefäßes 1. Das Zerstäubungslenkt werden. Diese Maßnahme ist besonders vorteil- mittel wird demgemäß von unten zugeführt und wiehaft, wenn z.B. die Tröpfchen eine zunächst nach derum von innen gegen den Rieselfilm 3 gerichtet,
oben gerichtete parabelförmige Flugbahn beschrei- A b b. 3 veranschaulicht die Zerstäubung des hohben sollen, um die Zeit bis zu ihrem Auftreffen auf 30 len Gießstrahles 3 von außen, und zwar mit HiEe der den Behälterboden zu vergrößern. Ringdüse 10. In diesem Fall wird bei 12 ein nur zur

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber Aufrechterhaltung des Ringquerschnittes des Gieß-

dem bisher bekannten folgende Vorteile: Strahles 3 an der Zerstäubungsstelle dienendes Gas in

1. Bei der Zerstäubung des hohlen Gießstrahles den Hohlraum des Leitkörpers 4 eingeleitet.

von innen her trifft dieser auf das mit Maximal- 35 Die zerstäubten Metalltröpfchen können, wie in

geschwindigkeit strömende Zerstäubungsmittel. Abb. 4 dargestellt ist, durch einen zweiten Zerstäu-

2. Es können große Pulvermengen pro Zeiteinheit bungsstrahl noch weiter zerteilt werden, dies gezerstäubt werden, weil schon mit einem dünn- schieht durch die zweite düsenähnliche Einrichtung wandigen Strahl ein großer Strahlquerschnitt 4', die in gleicher Weise ausgebildet und mit einem verwirklicht werden kann. 40 höhenverstellbaren Stopfen 5' ausgerüstet ist wie der

3. Das erzeugte Pulver ist gleichmäßiger in der Leitkörper 4. Bei der gezeigten Anordnung ergibt es Krongröße und auch feiner als bei der Zerstäu- sich ferner, daß die Metalltröpfchen durch den anbung eines Gießstrahles mit vollem Querschnitt. ders gerichteten Strahl eines Zerstäubungsmittels aus

4. Zur Zerstäubung werden weniger Zerstäubungs- ihrer ursprünglichen Richtung abgelenkt werden, mittel benötigt als bei der Zerstäubung mittels 45 Diese Anordnung empfiehlt sich insbesondere für die Ringdüse. Herstellung sehr feiner Pulver durch Zerstäubung

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der mit Inertgas in einem geschlossenen Behälter.
Erfindung schematisch dargestellt. Der Auffangbehälter 7 wird in diesem Fall zweck-

Die A b b. 1 bis 4 zeigen im Längsschnitt je eine mäßig durch einen mit Wasser gefüllten Kühlmantel Vorrichtung zum Erzeugen von sauerstoffarmem 50 11 umgeben.

Metallpulver innerhalb eines gegen Luftzutritt abge- Bei der in Abb.5 dargestellten Zerstäubungsein-

schlossenen Behälters; richtung weist der Leitkörper 4 einen Vorsprung 13

Abb.5 veranschaulicht die Zerstäubung in einem auf, von dem sich der Rieselfilm ablöst. Dadurch offenen Behälter. trifft er als frei fallender Hohlstrahl 3 auf die Zerstäu-

Den Abb. 1 bis 4 ist gemeinsam, daß das die 55 bungsstelle, bevor er wie zuvor beschrieben, von inSchmelze 2 enthaltende Gefäß 1 luftdicht in den obe- nen her zerstäubt wird. Das Pulver wird in dem darren Deckel des Zerstäubungsbehälters 7 eingesetzt unter befindlichen, das aus Wasser bestehende Abist. Gemäß den Darstellungen in den Abb. 1, 3 schreckbad enthaltenden Behälter aufgefangen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Austrittsöffnungen versehenen Behälter einge- Patentansprüche: ' setzt sind. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 12,

1. Verfahren zum Herstellen von Metallpulver dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsdurch Zerstäuben eines aus einem Schmelzenge- S einrichtung oberhalb eines nach oben offenen faß senkrecht nach unten austretenden Gieß- wannenartigen Behälters angeordnet sind.
Strahles mit einem gasförmigen oder flüssigen

Zerstäubungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in Gestalt eines

Gießstrahles mit ringförmigem Querschnitt zer- io
stäubt wird. ·■ ~- . ■ ■

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine kennzeichnet, daß der Gießstrahl in Form eines Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver durch Rieselfilmes zerstäubt wird. Zerstäuben eines aus einem Schmelzgefäß senkrecht

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, 15 nach unten austretenden Gießstrahles mit einem gasdadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungs- förmigen oder flüssigen Zerstäubungsmittel.

mittel dem Hohlraum des Gießstrahles zugeführt Es ist bekannt, Metallschmelzen mit unter hohem

wird. .. , . Druck stehenden Zerstäubungsmitteln, z.B. Preßluft,

4. Verfahren'nach den Ansprüchen 1 und2, Stickstoff, Argon oder Preßwasser, unter Verwendadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungs- 20 dung einer Ringdüse zu zerstäuben. Dabei wird die mittel von außen auf den Gießstrahl gerichtet Metallschmelze aus einem oberhalb der Ringdüse anwird, wobei der Ringquerschnitt des Gießstrables geordneten, einen Bodenauslauf aufweisenden Gießdurch Einführen eines Gases in dessen Hohraum gefäß als Gießstrahl der mittleren Eintrittsöffnung aufrechterhalten wird. der Ringdüse zugleitet und von dem aus dem Ring-

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- 25 schütz der Düse mit hoher Geschwindigkeit austredurch gekennzeichnet, daß die zerstäubten Me- tenden, einen Kegelmantel bildenden Zerstäubungstalltröpfchen durch einen weiteren Strahl des mittel in feine Tröpfchen zerrissen. Diese erstarren, gleichen oder eines anderen auf sie gerichteten werden in einem unterhalb der Düse angeordneten Zerstäubungsmittels weiter zerteilt und/oder in Sammelbehälter aufgefangen und weiter abgekühlt, eine andere Richtung umgelenkt werden. 30 z. B. in einem Wasserbad.

6. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren Bekannt ist auch, statt einer Ringdüse eine Düse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn- mit geradem oder V-förmigem Schlitz zu verwenden, zeichnet, daß im Bereich der Ausflußöffnung der ein oder mehrere Gießstrahlen senkrecht zugeeines Gefäßes, eines " Trichters (1) od. dgl. ein führt werden.

einen Ringspalt belassender Dorn (4) vorgesehen 35 Die bekannten Zerstäubungsverfahren weisen für

ist, der einen zylindrischen Teil unterhalb der manche praktischen Anwendungsfälle den Nachteil

Ausflußöffnung aufweist. auf, daß in der Nähe der Achse des Zerstäubungske-

7. Vorrichtung nach Ansprache, dadurch ge- gels meistens gröbere Pulverteilchen anfallen als an kennzeichnet, daß der Dorn (4) hohl und mit dessen Rande. Die Korngrößenverteilung ist daher Ein- und Austrittsöffnungen für das Zerstäu- 40 sehr unterschiedlich. Da die zerstäubten Tröpfchen bungsmittel versehen ist. nahezu senkrecht nach unten in den Sammelbehälter

8. Vorrichtung nach Anspruch T, dadurch ge- geschleudert werden, sind im Falle der Herstellung kennzeichnet, daß die am unteren Ende des Dor- von sauerstofffreiem Metallpulver, bei der die Zernes (4) gelegenen Austrittsöffnungen durch einen stäubung und Abkühlung mit Inertgas in einem geverstellbaren Stopfen im Durchflußquerschnitt 45 schlossenen Behälter erfolgt, lange Wege und somit regelbar sind. Behälter großer Bauhöhe erforderlich, um ein Zu-

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- sammensintern der Pulverteilchen auf dem Behälterkennzeichnet, daß zur Zuführung des Zerstäu- boden zu verhindern. Ferner muß der Durchmesser bungsmittels unterhalt) des Domes (9) ein Zufüh- des zu zerstäubenden Gießstrables absolut und im rungsrohr koaxial zurh Dorn vorgesehen ist. 5° Verhältnis zum Durchmesser der Durchtrittsöffnung

10. Vorrichtung-nach Anspruch 9, dadurch ge- der Ringdüse klein sein, weil unbedingt verhindert kennzeichnet, daß Dorn und Zuführungsrohr werden muß, daß der Schmelzenstrahl oder davon axial einstellbar miteinander verbunden sind. abgelöste Tropfen die kalte Düsenwand berühren, zu

11. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch ge- Auf schweißungen führen und die Düse verstopf en.
kennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Dorn (4) im 55 Erfahrungsgemäß sollte z. B. bei einer Durchtritts-Abstand von dessen unteren Ende eine Ringdüse öffnung der Ringdüse von 70 mm der Schmelzen-CIO) für die Zuführung eines zusätzlich von strahl die Größe von 15 mm Durchmesser nicht überaußen wirkenden Zerstäubungsmittels vorgesehen schreiten. Daher ist die pro Zeiteinheit zerstäubbare ist. Pulvermenge verhältnismäßig stark beschränkt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- 60 Diese Nachteile werden mit der Erfindung vermiekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Dorn (4) im den. Sie besteht darin, daß die Schmelze in Gestalt Abstand von dessen unteren Ende eine koaxial eines Gießstrahles mit ringförmigem, vorzugsweise liegende zweite Zerstäubungseinrichtung, vor- kreisringförmigem Querschnitt zerstäubt wird,
zugsweise gleicher Ausbildung wie die obere, Durch geeignete Maßnahmen, z.B. durch eine vorgesehen ist. 65 kreisringförmige Ausbildung des Bodenauslaufes des

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 12, Schmelzengefäßes, kann ein hohlstrangförmiger dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungs- Gießstrahl erzeugt werden. Gemäß dem weiteren einrichtungen in einem geschlossenen oder mit Merkmal der Erfindung ist es jedoch vorteilhaft, die