DE2144220C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von sauerstoffarmen Metallpulvern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von sauerstoffarmen Metallpulvern

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DE2144220C3 DE2144220A DE2144220A DE2144220C3 DE 2144220 C3 DE2144220 C3 DE 2144220C3 DE 2144220 A DE2144220 A DE 2144220A DE 2144220 A DE2144220 A DE 2144220A DE 2144220 C3 DE2144220 C3 DE 2144220C3
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Description

mit Gasschleusen od. dgl. ausgerüstet sein, wobei der Zerstäubungsbeiiieb nur diskontinuierlich durchgeführt werden kann.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestelll, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile ein Verfahren zu schaffen, bei dem die zerstäubten Metallpulverteilchen bei ihrem Herabfallen im Zerstäubungsbehälter direkt gekühlt und anschließend unter Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Betriebes aus dem Behälter abgeführt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Metallpulver in einem in dem Zerstäubungsbehälter befindlichen Wirbelbett abgekühlt wird, welches aus einem pulverförmigen und fließfähigen, dem Metallpulver gleicnen oder ungleichen Feststoff durch Zuführen eines nicht oxydierenden, reduzierenden oder neutralen Gases erzeugt wird, wobei das Wirbelbett durch Abführen von mit dem Metallpulver vermischtem heißen und durch Zuführung von kaltem Wirbelbettmaterial ständig aufrechterhalten und gekühlt wird, und daß das Metallpulver bei Verwendung von ungleichem Wirbclbettmaterial von diesem außerhalb des Zcrstäubungsbehälters getrennt wird.
Gemä" dem weiteren Merkmal der Erfi
t_7 l^j
^.~ weiteren Merkmal der Erfindung
kann als dem zerstäubten Metallpulver ungleiches Wirbelbettmaterial ein nichtmetallisches Pulver, z. B. Quarzsand, oder ein metallisches Pulver anderer technologischer Eigenschaften verwendet werden, welches nach dem Abtrennen des Metallpulvers dem Wirbelbett wieder zugeführt wird. Als ein solches metallisches Pulver kommt z. B. ein unmagnetisches Pulver in Betracht, wenn das zerstäubte Metallpulver magnetisch ist, oder umgekehrt ein magnetisches Pulver, wenn das zerstäubte ein unmagnetisches Pulver sein sollte. Die Abtrennung kann in einfacher Weise nach einem bekannten Verfahren, wie Magncttrcnnverfi'hren. Flotation. Windsichten od. dgl. erfolgen.
Als Wirbclbetlmaterial kann erfindungsgemäß auch das zerstäubte Metallpulver selbst verwendet werden, und zwar in der Weise, daß ein Teil der aus dem Zerstäubungsbehälter abgeführten, zerstäubten Pulvermenge hiervon abgezweigt und im Kreislauf dem Wirbelbett wieder zugeführt wird. In jedem Fall empfiehlt es sich, das Wirbelbettmaterial vor dem Zurückführen in das Wirbelbett zu kühlen.
Für die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Zerstäubungsbehälter zur Bildung des Wirbelbettes in der Nähe seines Bodens eine feinmaschige Siebplatte enthält, unterhalb welcher ein:% an dem Behälterboden angeschlossene Zuleitung für das Inertgas mündet, und daß im Bereich des Wirbelbettes die Ansaugöffnung einer Ableitung für das Wubdbettmaterial-Mctallpulver-Gemisch angeoidnei ist. welche an eine zum Abtrennen des Inertgases von den Fests'offteilchi.,1 und/oder des Wirbelbettmalerials von dem zerstäubten Metallpulver dienende Einrichtung angeschlossen ist. welche mittels einer Rohrleitung mit dem oberen Teil des Zerstäubungsbehälters verbunden ist. letzlere i-' zweckmiißigerweise mil einer an sieh bekannten Kühleinrichtung versehen.
In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand zweier Au^führiingsbcispide näher erläutert. In schematischcr Darstellung zeigt
Abb. 1 eine Anordnung des zerstäubten MeUiT-pulvcrs mit einem Wirbelbett aus Quarzsand.
A b b, 2 und 3 zwei andere Möglichkeiten für die Abführung des Wirbelbettmaterial-Metallpulver-Oemischcs, und
A b b. 4 eine Einrichtung zum Abkühlen mit einem aus dem zerstäubten Metallpulver erzeugten Wirbelbett.
Gemäß Abb.] erfolgt die Zerstäubung der Metallschmelze in an sich bekannter Weise unter Luftabschluß und mit einem inerten Druckgas in der mit 1 angedeuteten Vorrichtung. An diese ist, ebenfalls wie bekannt, der Zerstäubungsbehälter 2 für das zerstäubte Metallpulver angeschlossen. Das für das Zerstäuben verwendete Inertgas kann durch den Stutzen 3 nach außen entweichen. Es kann auch nach einer Filterung und Kompression erneut für die Zerstäubung verwendet werden.
Am Boden des Behälters 2 befindet sich das feinmaschige Sieb 4, unter welchem die Zuleitung 6 für das zur Bildung des Wirbelbettes 5 verwendete Inertgas mündet, der das Gas bei 7 unter Druck zugeführt wird. Dadurch wird der zu Beginn des Zerstäubuncvvorganges auf dem Sieb lagernde Quarzsand angehoben, so das Wirbelbett erzeugend, in welches das zerstäubte Pulver von der Düse hineingtschleudert und darin abgekühlt wird. Durch die oberhalb des Siebes 4 angeordnete Ansaugöffnung 8 der Ableitung 9 wird das aus dem Wirbelbettmaterial und dem Metallpulver bestehende Gemisch aus dem Behälter mittels des Injektors 10, der bei 11 mit einem Strom aus Inertgas gespeist wird, abgesaugt. Dieses Gemisch wird der Abseheidevorrichtung 12. die z. B. ein Zyklon sein kann, zugeführt, in der die Trennung des Inertgas von den Feststoffteilchen erfolgt. Das Gas entweicht bei 13 und kann nach Filterung und Kompression für die Bildung des Wirbelbettes wiederverv.endet werden. Das aus der Abscheidevorrichtung 12 entnommene Feststoffgemisch 14 gelangt in die Trennvorrichtung 15. in der — magnetisch oder durch Flotation — das zerstäubte Metallpulver von dem Wirbelbettmaterial abgetrennt und durch die Leitung 16 in den Vorratsbehälter 17 transportiert wird. Das Wirbclbettmaterial gelangt durch die Leitung 18 in den Zerstäubungsbehälter 2 zur Aufrechterhaltunc des Wirbeibettes 5 zurück.
In Abb. 2 ist dargestellt, daß der Siebboden auch schräg angeordnet sein kann, und daß sich in diesem Fall der für die pneumatische Absaugung des Feststoffuemisches dienende Injektor 10 unmittelbar in der Öffnung der Absaugleitung 9 befindet.
Gemäß Abb. 3 erfolgt der Abtransport des Feststoffgemisches nicht pneumatisch, sondern im freien Fall durch das mit einer Öffnung versehene Rohr das entsprechend dem Pfeil 19 zu der Trennvorrichtunc führt.
Die Verwendung des zerstäubten Metallpulvers zur Bildung des Wirbelbettes veranschaulicht Abb. 4. Hierbei wird das Pulver entsprechend Abb. 3 während des Zerstäubungsv organ ces aus dem Behälter abgezogen. Das Rohr 20 enthält eine Verstellklappe 23. durch welche ein Teilstrom des Pulvers durch das Rohr 22 in den Vorratsbehälter und ein anderer Teil durch die Leitung 18. die mit dem Kühler 21 ausgerüstet ist. wieder in den Zeisläubungsbehälter gelangt. Letzleres kann mittels des mit Inertgas betriebenen Injektors 10 pneumatisch crfolcen.
D;:- erfindungsL'emäße Veifahten sowie die hierfür geschaffene Einrichtung ermöglichen die Lrzeu-
gung eines weitgehend sauerstofTfreicn Metallpulver, sen Teilchen sich wegen der fehlenden Oxydhäutc dessen schnelle und schonende Abkühlung und des- leicht zu Formkörpern verpressen lassen, die eine sen kontinuierlichen Abtransport aus dem Zcrstäu- hohe Festigkeit aufweisen. Durch die besondere Art bungsbehälter. Die Erfindung ist besonders für die der Pulverabkühlung wird ein kontinuierlicher ZerHerstellung von Stahllegierungspulver geeignet, des- ö stäubungsbetrieb ermöglicht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

15 bzw. 23,17) angeschlossen ist, welche mittels Patentansprüche: einer Leitung (18) mit dem oberen Teil des Zerstäubungsbehälters verbunden ist.
1. Verfahren zum Herstellen von sauerstoff- 7. Vorrichtung nach Ansprach 6, dadurch gearmen Metallpulvern durch Zerstäuben einer 5 kennzeichnet, daß die zum Zurückführen des Metallschmelze mit einem nicht oxydierenden, Wirbelbettmaterials in den Sammelbehälter diereduzierenden oder neutralen Druckgas, wie nende Leitung (18) mit einer Kühlvorrichtung Stickstoff, Argon od. dgl., bei dem die Schmelze (?1) versehen ist.
als Gießstrahl einer Zerstäubungsdüse zugeführt
und das zerstäubte Metallpulver in einem unter- io
halb der Düse angeordneten Zerstäubungsbehälter aufgefangen und abgekühlt wird, wobei das
Zuführen und Zerstäuben des Gießstrahles sowie
das Auffangen und Abkühlen des Metallpulvers
unter Ausschluß von Sauerstoff erfolgt, d a - 15
durch gekennzeichnet, daß das Metallpulver in einem in dem Zerstäubungsbehäl,ter be- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstelfindlichen Wirbelbett abgekühlt wird, welches len von sauerstoffarmen Metallpulvern durch Zcraus einem pulverförmigen und fließfähigen, dem stäuben einer Metallschmelze mit einem nicht oxy-Metallpulver gleichen oder ungleichen Feststoff - dierenden, reduzierenden oder neutralen Druckgas, durch Zuführen eines nicht oxydierenden, redu- wie Stickstoff, Argon od. dgl., bei dem die Schmelze zierenden oder neutralen Gases erzeugt wird, als Gießstrahl einer Zerstäubungsdüse zugeführt und wobei das Wirbelbett durch Abführen von mit das zerstäubte Metallpulver in einem unterhalb der dem Metallpulver vermischten heißen und durch Düse angeordneten Zerstäubungsbehälter aufgefan-Zuführen von kaltem Wirbelbettmaterial ständig 25 gen und abgekühlt wird, wobei das Zuführen und aufrechterhalten und gekühlt wird, und daß das Zerstäuben des Gießslrahles sowie das Auffangen Metallpulver bei Verwendung von ungleichem und Abkühlen des Metallpulvers unter Ausschluß Wirbelbcttmaterial von diesem außerhalb des von Sauerstoff erfolgt.
Zerstäubungsbehälters getrennt wird. In neuerer Zeit sind die Bemühungen verstärkt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ue- 3° worden, Metallpulver mit möglichst geringen Sauerkennztichnet, daß als dem zerstäubten Metall- stofTgehalten zu erzeugen. Hierfür ist vorgeschlagen pulver ungleiches Wirbelbettmaterial ein nicht- worden, die betreffenden Metallschmelzen mit Inertmetallisches Pulver, z. B. Quarzsand, oder ein gasen in einem geschlossenen Behälter unter Luftmetallisches Pulver anderer technologischer absehluß zu zerstäuben. Dabei wird die Metall-Eigenschaften verwendet wird, welches nach dem 35 schmelze als Gießstrahl einer Düse, z. B. einer Abtrennen des Metallpulvers dem Wirbelbett Ring- oder Längsschlitzdüse zugeführt, in deren wieder zugeführt wird. L kkammer das Inertgas unter hohem Druck
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- eingeleitet wird, welches aus den Düsenschlitzen mit kennzeichnet, daß als dem Metallpulver gleiches hoher Geschwindigkeit austritt und den Gießstrahl Wirbelbettmaterial das zerstäubte Metallpulver 40 in feine Tröpfchen zerstäubt. Ditsc werden in ciium selbst und in der Weise verwendet wird, daß ein luftdicht an die Zerstäubungseinrichtung angcschlos-Tc-il der aus iem Zerstäubungsbehälter abgefUhr- senen Behälter aufgefangen, in welchem sie auch ten Pulvermenge hiervon abgezweigt und im abgekühlt werden. Da hierfür kein Wasserbad wegen Kreislauf dem Wirbelbett wieder zugeführt wird. der damit verbundenen Sauerstoffaufnuhmc vcrwen-
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, 45 del werden kann, erfolgt die Abkühlung in dem für dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Sam- die Zerstäubung verwendeten Inertgas. Da die mdbehälter abgeführte Wirbelbettmaterial vor Metallpuherteikhen eine gewisse Zeit zum Erstarren seinem Zurückführen in das Wirbelbett gekühlt und Abkühlen benötigen, sind Zersiäubungsbehälter wird. entsprechend großer Bauhöhe erforderlich. Es hat
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, 5° sich jedoch gezeigt, daß trotz Bauhöhen und damit dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Flugbahnlängen für die Pulverleilchen von z. B. 10 m Wirbelbettes und zum Zerstäuben der Schmelze letztere beim Auftreffen auf dem Behälterboden in das gleiche Gas oder verschiedenartige Gase manchen Fällen noch so heiß sind, daß sie /usamverwendet werden. mcnbacken und nicht die gewünschte lockere Schiit·
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfall- 55 tung bilden. Deshalb ist versucht worden, den Zcrrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge- stäubungsbehälter, insbesondere den Bereich seine; kennzeichnet, daß der Zerstäubungsbehälter (2) Bodens, von außen zu kühlen. Diese indirekte Kütv zur Bildung des Wirbelbettes (5) in der Nähe lung ist aber nicht in allen Fä'len wirksam genug seines Bodens eine feinmaschige Siebplatte (4) weil die Wärmeleitung in dem porösen Haufweil enthält, unterhalb welcher eine an dem Behälter- 6o der Teilehen gering ist. Die War ricahfuhr wird umsc boden angeschlossene Zuleitung (6) für das geringer, je größer die Schütthöie des Pulvers wird Inertgas mündet, und daß im Bereich des Wir- so daß nur eine begrenzte Pulvermenge zerstäub belbettes die Ansaugöffnung (8) einer Ab- werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin transportleitung (9 bzw. 10) für das Wirbelbett- daß die Entnahme des zerstäuben Metallpulvers au Metallpulver-Gemisch angeordnet ist, welche an 6S dem Zerstäuburigsbehälter während der Zerstaubun eine zum Abtrennen des Inertgases von den Fest- schwierig ist. weil dabei die Gefahr des Eindrinyen stoffteiichen und/oder des Wirbelbettmaterials von Sauerstoff besteht. Damit letzteres vermiede! von dem Metallpulver dienende Einrichtung (12, wird, muß die Pulverentnahmestclle des Behälter
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