DE2812600C2 - Device for the production of granules - Google Patents

Description

— als Strahlenquelle ein Tieftemperatui -Plasmagenerator (68) vorgesehen ist,- A low-temperature plasma generator as the radiation source (68) is provided,

— die Achse des Plasmagenerators in einem Winkel von 20 bis 70" zur Achse des Abschmelzstabs (76) geneigt ist, undThe axis of the plasma generator at an angle of 20 to 70 "to the axis of the consumable rod (76) is inclined, and

— der Piasmastrahl bezüglich des Zentrums des Abschmelzstabs parallel aus seiner vorhergehenden Achsstellung verschiebbar ist.The plasma beam parallel to its previous one with respect to the center of the consumable rod Axial position is displaceable.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmagenerator (61) in einem koaxial zur öffnung (64) angeordneten und sich in Richtung auf diese öffnung erweiternden kegelförmigen Deckel (74) gelagert ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the plasma generator (61) in one conical Lid (74) is mounted.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Deckel (74) in Verlängerung der Längsachse des Abschmclzstabs (76) ein Schauglas (75) aufweist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the conical cover (74) in extension the longitudinal axis of the sealing rod (76) has a sight glass (75).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Granalien der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen und aus der DE-AS 22 10 451 bekannten Art.The invention relates to a device for producing granules as described in the preamble of the claim 1 described and known from DE-AS 22 10 451 Art.

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Granalien aus Metallen und Legierungen durch Einschmelzen des Endes eines sich schnell drehenden zylindrischen Stabs mit einer elektrischen Heizquelle, z. B. mit einem Elektronenstrahl allgemein bekannt. Unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften wird das eingeschmolzene Metall innerhalb einer hermetisch abgeschlossenen Kammer zerstäubt und erstarrt in Form von kugelförmigen Teilchen, deren Größe durch die Dichte des Metalls, den Durchmesser des sich drehenden Stabs sowie durch die Drehgeschwindigkeit desselben bestimmt wird (vgl. IT-PS 7 12 814 und DE-PS 12 91842).There are methods and devices for the production of granules from metals and alloys by Melting the end of a rapidly rotating cylindrical rod with an electrical heating source, z. B. is well known with an electron beam. Under the influence of centrifugal forces, the melted Metal within a hermetically sealed chamber is atomized and solidified in shape of spherical particles, the size of which depends on the density of the metal, the diameter of the rotating Stabs as well as by the speed of rotation of the same is determined (see. IT-PS 7 12 814 and DE-PS 12 91842).

Aus der eingangs erwähnten DE-AS ist eine Einrichtung zur Feinpulverherstellung aus Abschmelzelektroden bekannt. Diese Einrichtung enthält eine hermetisch abgeschlossene zylindrische Kammer, deren Achse horizontal angeordnet ist. Die Kammer weist an einer Seite eine runde, zur Kammer koaxial angeordnete öffnung zum Einführen des Stabs auf, an der anderen Seite hingegen einen Deckel mit einer in diesem vorgesehenen Heizquelle in Form einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode, die ebenfalls koaxial zur Kammer angeordnet ist. Außerhalb der Kammer ist eine Vorrichtung zum Drehen des Stabs in Form von zwei sich synchron drehenden Horizontalwalzen vorgesehen, deren Achsen parallel zur Achse der Kammer verlaufen. Oberhalb der Walzen ist eine Spindelvorrichtung angeordnet, die eine fortschreitende Bewegung des Stabs zwischen den Walzen durch eine runde öffnung inner·The DE-AS mentioned at the beginning discloses a device for producing fine powder from consumable electrodes known. This device contains a hermetically sealed cylindrical chamber, the axis of which is horizontal is arranged. On one side the chamber has a round opening which is arranged coaxially to the chamber to insert the rod, on the other hand a cover with a provided in this on the other side Heating source in the form of a non-consumable tungsten electrode, which is also coaxial with the chamber is arranged. Outside the chamber is a device for rotating the rod in the form of two synchronously rotating horizontal rollers are provided, the axes of which are parallel to the axis of the chamber. A spindle device is arranged above the rollers, a progressive movement of the rod between the rollers through a round opening inside

<> ha'b der Kammer gewihrleislcL Außerdem sind ein Aufgabemagazin in Form einer Rinne und einer Revolvertrommel, eine BürstenstromzufQhrung, eine Stromquelle zur Entzündung des Lichtbogens zwischen idem sich drehenden Stab und der nicht abschmelzenden<> the Chamber is guaranteed a Feeding magazine in the form of a channel and a revolver drum, a brush power supply, a power source to ignite the arc between the rotating rod and the non-melting one

in Elektrode sowie andere Systeme vorgesehen. Die Silbe werden aufeinanderfolgend mittels eines Lichtbogens eingeschmolzen, der zwischen der nicht abschmelzenden Elektrode und dem sich drehenden Stab brennt Die sich unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften bil-provided in electrode as well as other systems. The syllable are successively melted down by means of an electric arc between the non-melting The electrode and the rotating rod burns, which form under the action of centrifugal forces

is denden Metallteilchen kristallisieren beim Flug vom Stab zur Seitenwand der Kammer und werden im Unterteil der Kammer gesammelt Infolge der koaxialen Anordnung der nicht abschmelzenden Elektrode und des sich drehenden Stabs wird jedoch die Bedienung der Vorrichtung erschwert. Zum Ausstoßen des nicht eingeschmolzenen Stiibteils durch die runde öffnung in die Kammer ist es z. B. notwendig, die Heizquelle mittels einer eigenen Vorrichtung vorher zur Seite zu verschieben. Außerdem wird die Überwachung des Zerstäubungsprozesses dadurch erschwert daß die Schaugläser unter einem Winkel zu der Achse des sich drehenden Stabs angeordnet sind.The metal particles crystallize during the flight from the rod to the side wall of the chamber and are collected in the lower part of the chamber. However, due to the coaxial arrangement of the non-consumable electrode and the rotating rod, the operation of the device is made difficult. To eject the non-melted stem part through the round opening into the chamber, it is e.g. B. necessary to move the heating source to the side beforehand using a separate device. In addition, the monitoring of the atomization process is made difficult by the fact that the sight glasses are arranged at an angle to the axis of the rotating rod.

Darüber hinaus wird die Reinheit der herzustellenden Erzeugnisse dadurch verschlechtert, daß in diese das Material der am Stab gleitenden Stromzuführung eindringt, die gewöhnlich aus Graphit oder Kupfer besteht. Schließlich ist es mit Hilfe der bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Granalien, die mittels Lichtbogen oder Elektronenstrahlen arbeiten, nicht möglich, niehtleitende Stoffe zu verarbeiten.In addition, the purity of the products to be manufactured is impaired by the fact that the Material of the power supply sliding on the rod penetrates, which usually consists of graphite or copper. Finally it is with the help of the known devices for the production of granules, which by means of electric arc or electron beams work, it is not possible to process non-conductive materials.

Ferner ist eine Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Metallpulver mittels Elektronenstrahl beheizung bekannt (DE-OS 25 28 999). Hierbei wird ein Elektronenstrahl von einer Elektronenkanone schräg auf eine sich drehende Abschmelzelektrode gerichtet wodurch ein breiter Bereich der Stirnfläche der Abschmelzelektrode abgeschmolzen werden kann. Mit dieser Vorrichtung können jedoch keine nichtleitenden Stoffe verarbeitet werden. Außerdem ist die Rotationsgeschwindigkeit der abzuschmelzenden Elektrode relativ hoch, was einen hohen Energieverbrauch mit sich bringt.Furthermore, a device for the production of high-purity metal powder is heated by means of an electron beam known (DE-OS 25 28 999). Here, an electron beam from an electron gun is inclined directed at a rotating consumable electrode creating a wide area of the face of the consumable electrode can be melted. With this device, however, no non-conductive Fabrics are processed. In addition, the speed of rotation of the electrode to be melted is relative high, which entails high energy consumption.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß der Aufbau der Maschine vereinfacht und die Homogenität der Granalien verbessert werden kann.It is therefore the object of the invention to develop the device of the generic type in such a way that the construction of the machine can be simplified and the homogeneity of the granules can be improved.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich:This object is achieved by the measures described in claim 1. With the help of the invention it is possible:

die Ausbeute an brauchbaren kugelförmigen Granalien bis auf 97% zu erhöhen; die Leistung des Herstellungsprozesses durch eine Vergrößerung des Durchmessers des zu zerstäubenden Stabs um das 2- bis Jfache zu erhöhen: die Homogenität der herzustellenden Granalien hinsichtlich ihrer Zusammensetzung zu verbessern; die Reinheit der herzustellenden Erzeugnisse zu erhöhen, da auf die Verwendung der verschleißenden Stromzuführung zu dem sich drehenden Stab verzichtet werden kann;to increase the yield of useful spherical granules up to 97%; the efficiency of the manufacturing process by increasing the diameter of the atomized material To increase the stabs by a factor of 2 to 1: the homogeneity of the granules to be produced to improve their composition; to increase the purity of the products to be manufactured, due to the use of the abrasive Power supply to the rotating rod can be dispensed with;

nicht nur metallische, sondern auch nichtmetallische Stoffe die Oxyde und Karbide zu bearbeiten:not only metallic, but also non-metallic Materials to process oxides and carbides:

— die Vorrichtung zu vereinfachen und deren Be-Ifiebszuvcrlässigkeit durch die Beseitigung der technisch komplizierten Stromzuführung zu dem sich drehenden Slab zu erhöhen sowie die Drehgeschwindigkeit des Stabs durch eine zusätzliche Beschleunigung des eingeschmolzenen Materials mit dem Geschwindigkeitsdruck des Plasmastrahls zu ; vermindern.- to simplify the device and its operational reliability by eliminating the technically complicated power supply to the to increase the rotating slab as well as the rotating speed of the bar by an additional acceleration of the melted material with the velocity pressure of the plasma jet ; Reduce.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungigemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.Advantageous further developments and refinements of the device according to the invention are the subject matter of claims 2 and 3.

Mit Hilfe der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 kann letztlich die Bearbeitung eines Abschmelzstabes besser überwacht werden.With the help of the development according to claim 3, the processing of a consumable rod can ultimately be better be monitored.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Granalien im Vertikalschnitt undFig. 1 shows the device according to the invention for production of granules in vertical section and

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV, der die gegenseitige Anordnung der Heizquelle und der Öffnung zum Einführen des Abschmelzstabs darstellt.Fig. 2 is a section along the line IV-IV showing the represents mutual arrangement of the heat source and the opening for inserting the consumable rod.

Die erftndungsgemäße Vorrichtung weist eine hermetisch abgeschlossene zylindrische Kammer 43 auf (Fig. 1), deren Achse horizontal verläuft. Die Kammer 43 schließt eine Beschickungszelle 44 ein, in der ein Magazin 45 angeordnet ist, das in Form einer Kassette zur Aufnahme von Reservestäben ausgebildet ist, welche aufeinanderfolgend der Bearbeitung zugeführt werden. Unterhalb des Magazins 45 ist eine Vorrichtung 46 zum Drehen des Abschmelzstabs vorgesehen, die aus zwei Walzen 47 besteht, welche an Stützen 48 horizontal und parallel im Abstand zueinander angeordnet sind, wobei dieser Abstand kleiner als der Stabdurchmesser ist.The device according to the invention has a hermetically sealed cylindrical chamber 43 (Fig. 1), the axis of which is horizontal. The chamber 43 includes a loading cell 44 in which a magazine 45 is arranged, which is designed in the form of a cassette for receiving reserve rods, which are successively fed to the processing. Below the magazine 45 is a device 46 for Rotation of the melting rod provided, which consists of two rollers 47, which on supports 48 horizontal and are arranged parallel at a distance from one another, this distance being smaller than the rod diameter.

Die Walzen 47 sind mit einem Antrieb 49 verbunden, der sie mit gleicher Geschwindigkeit und in gleicher Richtung in Drehung versetzt. In der Vertikalebene, die in der Mitte zwischen den Walzen 47 verläuft (in der Ebene der Zeichnung gemäß F i g. 1), sind eine Rolle 50 zum Andrücken des Abschmelzstabs gegen Walzen 47 und eine Einrichtung 51 zur Verschiebung des Abschmelzstabs in Längsrichtung angeordnet, die aus einer parallel zu den Walzen 47 angeordneten Leitspindel 52, Lagern 53, einem Stößel 54 und einem Antrieb 55 besteht. In derselben Ebene befindet sich auf einer Achse 56, die senkrecht zu den Walzen 47 und unter diesen angeordnet ist, ein Stößel 57 zum Entfernen des nicht eingeschmolzenen Stabrestes. Außerdem weist die Beschickungszelle 44 eine Vakuumleitung 58 mit einem Absperrventil 59 zum Evakuieren der Luft aus der Kammer 43, eine Öffnung 60 zum Einführen von Gas in die Kammer 43, eine Luke 61 zum Einsetzen der Stäbe in das Magazin sowie andere Hilfssysteme (in F i g. 1 nicht wiedergegeben) auf, die für den Betrieb der Einrichtungen innerhalb der Kammer 43 notwendig sind.The rollers 47 are connected to a drive 49, which they at the same speed and in the same Direction offset in rotation. In the vertical plane that runs in the middle between the rollers 47 (in the Level of the drawing according to FIG. 1), are a roller 50 for pressing the consumable rod against rollers 47 and a device 51 for displacing the consumable rod in the longitudinal direction, which consists of a There is a lead screw 52, bearings 53, a ram 54 and a drive 55 arranged parallel to the rollers 47. In the same plane is on an axis 56 which is perpendicular to the rollers 47 and below them is arranged, a plunger 57 for removing the unmelted rod remainder. It also has the loading cell 44 a vacuum line 58 with a shut-off valve 59 for evacuating the air from the chamber 43, an opening 60 for introducing gas into the chamber 43, a hatch 61 for inserting the rods into the magazine and other auxiliary systems (not shown in FIG. 1) necessary for the operation of the facilities within the chamber 43 are necessary.

Die Zerstäubungskammer 62 der hermetisch abgeschlossenen Kammer 43 hat wassergekühlte Wände und ist von der Beschickungszelle 44 durch eine wassergekühlte Scheidewand 63 mit einer Öffnung 64 zum Einführen eines Abschmelzstabes abgetrennt. Der Durch- to messer der Öffnung 64 beträgt gewöhnlich das 1,02- bis l,08fache des Stabdurchmessers. Die Vorderwand 65 der Zerstäubungskammer 62 besitzt eine Luke 66, die mit einem abnehmbaren Deckel 67 verschlossen ist. Die Luke 66 ist zum Reinigen des Innenraumes der Kammer μ 43 und zum Auswechseln der Scheidewand 63 erforderlich. Am Deckel 67 ist eine Heizquelle, ein Generator 68. angeordnet, der in Form eines zylindrischen Lichtbogenplasmagencrutors mit indirekter Wirkungsweise ausgebildet und in die Kammer 43 durch eine Abdichtung 69 eingeführt ist Der Plasmagenerator 68 ist mit einer Vorrichtung 70 zu dessen Längsverschiebung verbunden. Im oberen Teil der Zerstäub'jngskammer 62 ist eine öfmung 71 zum Entfernen der überschüssigen Gasmenge aus der Kammer 43 und im unteren Teil eine Öffnung 72 vorgesehen, die mit einem abnehmbaren Behälter 73 verbunden ist, in dem die Granalien gesammelt werden.The atomization chamber 62 of the hermetically sealed chamber 43 has water-cooled walls and is from the loading cell 44 through a water-cooled septum 63 with an opening 64 for insertion a consumable rod. The diameter of the opening 64 is usually 1.02 to 1.08 times the rod diameter. The front wall 65 of the atomization chamber 62 has a hatch 66 which is closed with a removable cover 67. The hatch 66 is for cleaning the interior of the chamber μ 43 and for changing the partition 63 required. A heat source, a generator 68, is located on the cover 67. arranged in the form of a cylindrical arc plasma generator designed with indirect action and in the chamber 43 by a seal 69 is inserted. The plasma generator 68 is connected to a device 70 for its longitudinal displacement. In the upper part of the atomizing chamber 62 is an opening 71 for removing the excess amount of gas from the chamber 43 and in the lower part one Opening 72 is provided which is connected to a removable container 73 in which the granules are collected will.

Die kegelförmige Wand 74 des Deckels 67 weist die Heizquelle, den Generator 68, auf, der unter einem Winkel von 20 bis 70° zur Achse der Öffnung 64 zum Einführen des Abschmelzstabs angeordnet ist In F i g. 1 ist der Lichtbogenplasmagenerator 68 in Form eines Rohres dargestellt, das durch die Abdichtung 69 unter einem Winkel von 45" zur Achse der Öffnung 64 geführt ist. In der Stirnfläche der kegelförmigen Wand 74 ist koaxial zu der Öffnung 64 ein Schauglas 75 vorgesehea Die Vorderwand 65 ist in Form einer in die Kammer 62 vorspringenden kegelförmigen Fläche zur Verminderung des Volumens der hermetisch abgeschlossenen Kammer 43 ausgebildetThe conical wall 74 of the cover 67 has the heat source, the generator 68, which is at an angle from 20 to 70 ° to the axis of the opening 64 for inserting the consumable rod in FIG. 1 is the Arc plasma generator 68 shown in the form of a tube, which is through the seal 69 under a Angle of 45 "is guided to the axis of the opening 64. In the end face of the conical wall 74 is coaxial A sight glass 75 is provided to the opening 64a. The front wall 65 is in the form of an into the chamber 62 protruding conical surface to reduce the volume of the hermetically sealed Chamber 43 formed

Der Deckel 67 ist mit einer Vorrichtung zu dessen Verschiebung ausgestattet, die aus einer Schraubenspindel 81, die an der Wand der Kammer 65 in Stützen 82 befestigt ist, und einer Mutter 83 besteht, welche am Deckel 67 befestigt ist. Die Schraubenspindel 81 dient aucn als Drehachse des Deckels 67 beim Öffnen der Luke 66.The cover 67 is equipped with a device for its displacement, which consists of a screw spindle 81, which is attached to the wall of the chamber 65 in supports 82, and a nut 83, which is on Cover 67 is attached. The screw spindle 81 also serves as the axis of rotation of the cover 67 when opening the Hatch 66.

Die Heizquelle 68 ist von der Achse der Öffnung 64 um eine Größe verschoben, die V₃ des Durchmessers dieser Öffnung nicht übersteigt (in Fig.2 ist eine Verschiebung wiedergegeben, die '/« des Durchmessers der öffnung 64 beträgt).The heating source 68 is displaced from the axis of the opening 64 by an _{amount which does not exceed V 3 of} the diameter of this opening (in FIG. 2 a displacement is shown which is 1/1 of the diameter of the opening 64).

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist außerdem mit Stromquellen, Vakuumpumpen, Systemen für die Zuführung, die Reinigung und den Rücklauf von Inertgas, mit automatischen Steuerelementen und mit anderen Mitteln verschen, die für den Betrieb der Vorrichtung notwendig, jedoch in den Zeichnungen (F i g. 1 und F i g. 2) nicht wiedergegeben sind.The device according to the invention is also provided with power sources, vacuum pumps, systems for the Supply, cleaning and return of inert gas, with automatic controls and with others Give away funds that are necessary for the operation of the device, but in the drawings (F i g. 1 and F i g. 2) are not shown.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:The device works as follows:

Die zylindrischen Abschmelzstäbe 76 werden durch die Luke 61 in das Magazin 3 eingesetzt, wobei man einen der Stäbe unmittelbar auf die Walzen 47 legt, indem man ihn von oben mittels einer Rolle und von hinten mittels des Stößels 54 andrückt.The cylindrical melting rods 76 are inserted through the hatch 61 into the magazine 3, whereby one one of the bars is placed directly on the rollers 47 by moving it from above by means of a roller and from presses at the rear by means of the plunger 54.

Durch Drehen der Schraubenspindel 81 wird die erforderliche Verschiebung der Heizquelle, des Generators 68, gegenüber der Mitte der Öffnung 64 vor Betriebsbeginn eingestellt. Die Größe dieser Verschiebung ist zum Durchmesser des zu bearbeitenden Abschmelzstabs 76 proportional und hängt auch von dem Querschnitt des Plasmastrahls 77, den physikalischen Eigenschaften des zu zerstäubenden Materials und einigen anderen Parametern ab. Der Deckel 67 wird geschlossen, die Kammer 43 durch die Rohrleitung 58 evakuiert, das Ventil 59 geschlossen, und dann die Kammer durch die Öffnung 60 mit Inertgas gefüllt. Nach dem Einschalten des Antriebs 49 zum Drehen der Walzen 47 und des Antriebs 55 zum Vorwärtsbewegen wird der Abschmelzstab 76 durch die Öffnung 64 in die Zerstäubungskammer 62 eingeführt. Dann v.ird die Heizquelle, ein Lichtbogenplasmagenerator mit indirekter Wirkungsweise, eingeschaltet, und der Plasmastrahl 77 gegen die Stirnfläche 78 des Abschmelzstabs 76 geleitet, wobei die Stirnfläche bis zur Schmelztemperatur desBy turning the screw spindle 81, the required displacement of the heating source, the generator 68, set opposite the center of the opening 64 before the start of operation. The magnitude of this shift is proportional to the diameter of the consumable rod 76 to be machined and also depends on the cross section of the plasma jet 77, the physical properties of the material to be atomized and some other parameters. The cover 67 is closed, the chamber 43 is evacuated through the pipe 58, the valve 59 is closed, and then the chamber is filled with inert gas through the opening 60. After turning on the drive 49 for rotating the rollers 47 and the drive 55 for advancing them become the melting rod 76 is introduced into the atomization chamber 62 through the opening 64. Then v. The heating source, an arc plasma generator with indirect operation, switched on, and the plasma jet 77 against the end face 78 of the melting rod 76 passed, the end face up to the melting temperature of the

Materials erhitzt wird.Material is heated.

Die eingeschmolzene Materialschicht wird durch Zentrifugalkräfte, die bei der Drehung des Stabs 76 um die eigene Längsachse entstehen, von der Stirnfläche 78 des Stabs 76 abgerissen und gleichmäßig im Innenraum der Zerstäubungskammer 62 verteilt. In der Kammer 43 wird der Inertgasdruck aufrechterhalten, der für eine vollständige Erstarrung und Abkühlung der Teilchen beim Flug derselben von der Stirnfläche 78 des Stabs 76 bis zur zylindrischen Wand der Kammer 62 ausreicht. Das kontinuierlich in die Kammer 62 zusammen mit dem Plasmastrahl 77 zuzuführende Gas wird dabei durch die Öffnung 71 abgeführt Die Geschwindigkeit der Vorrichtung Sl zum Bewegen des Abschmelzstabes 76 wird so eingestellt, daß die einzuschmelzende Stirnfläche 78 des Stabs 76 unter gleichen Erhitzungsverhältnissen, d. h. in einem konstanten Abstand von der Heizquelle 68 liegt. Die erstarrten Materialteilchen fallen nach unten in die Zelle 62 und gelangen durch die Öffnung 72 in den Behälter 73, in dem Granalien gesammelt werden. Der Stabrest, der sich nicht einschmelzen läßt, wird durch Ausstoßen durch die Öffnung 64 mittels des Stößels 57 in die Zelle 62 entfernt. Dann wird die Andruckrolle 50 angehoben, der Stößel 54 in die Ausgangsstellung abgezogen, wobei der nächste Stab 76 aus dem Magazin 45 auf die Walzen 47 gelegt wird, und der Zyklus des Einschmelzens des Stabs und der Herstellung von Granalien wiederholt. Falls der Durchmesser des Abschmelzstabs den Durchmesser der Erhitzungszone wesentlich, d. h. um das 4- bis 5fache übersteigt, ist es vorteilhaft, die Heizquelle wahrend des Abschmelzens des Stabs kontinuierlich in Längsrichtung zu verschieben. The melted layer of material is caused by centrifugal forces generated when the rod 76 is rotated the own longitudinal axis arise, torn from the end face 78 of the rod 76 and uniform in the interior the atomization chamber 62 distributed. In the chamber 43, the inert gas pressure is maintained for a complete solidification and cooling of the particles as they fly off the end face 78 of the rod 76 up to the cylindrical wall of the chamber 62 is sufficient. That continuously enters the chamber 62 along with The gas to be supplied to the plasma jet 77 is discharged through the opening 71. The speed the device S1 for moving the melting rod 76 is adjusted so that the end face to be melted 78 of the rod 76 under the same heating conditions, d. H. at a constant distance from the heating source 68 lies. The solidified particles of material fall down into the cell 62 and pass through the opening 72 into the container 73, in which granules are collected. The remainder of the rod that cannot be melted down is removed by expelling through opening 64 by plunger 57 into cell 62. Then the pinch roller 50 raised, the plunger 54 withdrawn to the starting position, the next rod 76 from the Magazine 45 is placed on rollers 47, and the cycle of rod melting and manufacture repeated by granules. If the diameter of the consumable rod is substantially the diameter of the heating zone, i. H. by 4 to 5 times, is it is advantageous to move the heating source continuously in the longitudinal direction while the rod is melting.

Die Besonderheit des Betriebs der Vorrichtung besteht in einer gleichmäßigeren Verteilung des Wärmestromes der Heizquelle 68 über die Stirnfläche 78 des einzuschmelzenden Stabs 76, was durch die Ausrichtung des Plasmastrahls 77 unter einem Winkel von 20 bis 70° zur Fläche 78 und durch die Verschiebung des Plasmastrahls aus der Achse des sich drehenden Stabes 76 hervorgerufen wird. Dadurch ist es möglich, den Durchmesser der Abschmelzstäbe bedeutend zu vergrößern und folglich die Leistung der Vorrichtung zu erhöhen. Außerdem ist es zweckmäßig, den Abschmclzstab 76 in der Richtung zu drehen, die der Richtung des Gasstromes im Plasmastrahl 77 entgegengesetzt ist, wie dies in F i g. 2 wiedergegeben ist. Dabei wirken auf die sich von der Stirnfläche 78 abtrennenden Teilchen nicht nur die Zentrifugalkräfte, sondern auch der Geschwindigkeitsdruck des Plasmastrahls 77 ein. Dadurch kann man feinere Granalien 79 herstellen oder die Drehgeschwindigkeit des Abschmeizstabs herabsetzen. Dies ermöglicht seinerseits, die schnellaufende Vorrichtung 46 zum Drehen des Abschmelzstabes zu vereinfachen. So wird z. B. bei den vorhandenen Anlagen ein Stab von 50 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 12 000 bis 18 000 U/min zur Herstellung der Granalien mit 100 bis 200 μηι Größe gedreht Die Verwendung der vorliegenden Vorrichtung gestattet es, die Drehgeschwindigkeit des Stabs wenigstens um die Hälfte bei der Herstellung von Granalien derselben Größe zu vermindern.The peculiarity of the operation of the device consists in a more even distribution of the heat flow of the heating source 68 via the end face 78 of the rod 76 to be melted down, which is indicated by the alignment of the plasma jet 77 at an angle of 20 to 70 ° to the surface 78 and by the displacement of the plasma jet is caused from the axis of the rotating rod 76. This makes it possible to change the diameter significantly increase the size of the consumable rods and consequently increase the performance of the device. It is also useful to rotate the sealant rod 76 in the direction that corresponds to the direction of gas flow is opposite in the plasma jet 77, as shown in FIG. 2 is reproduced. This affects the from the particles separating the end face 78 not only the centrifugal forces but also the velocity pressure of the plasma jet 77. This allows you to get finer Prepare granules 79 or reduce the speed of rotation of the abrading rod. this makes possible in turn, to simplify the high speed device 46 for rotating the consumable rod. So z. B. in the existing systems a rod 50 mm in diameter with a speed of 12,000 to 18,000 rpm to produce the granules at 100 to 200 μm size rotated The use of the present Device makes it possible to reduce the speed of rotation of the rod at least by half during manufacture of granules of the same size to decrease.

Eine andere Besonderheit der erfindungsgemäBen Vorrichtung besteht darin, daß sic das Entfernen des nicht eingeschmolzenen Teils des Stabs 76 aus der Zelle 44 in die Zerstäubungskammer 62 sowie eine gute Oberwachung der einzuschmelzenden Stirnfläche 78 des Stabs durch das Scha uglas 75 ermöglichtAnother special feature of the invention Device is that sic removing the non-melted part of the rod 76 from the cell 44 into the atomization chamber 62 and good monitoring the end face 78 of the rod to be melted down through the viewing glass 75 is made possible

Das gestattet es, einige technologische ParameterThis allows some technological parameters

besser zu überwachen (Messen der Temperatur der einzuschmelzenden Fläche mit einem Pyrometer, Regelung der Abmessungen, der Form und Anordnung der Erhitzungszone gegenüber dem Plasmastrahl 77 usw.).better to monitor (measuring the temperature of the Area with a pyrometer, regulating the dimensions, shape and arrangement of the heating zone compared to the plasma jet 77 etc.).

Bei der Anordnung der Heizquelle unter einem Winkel von unter 20° zur Achse der Öffnung 64 kommt der oben beschriebene positive Effekt der Vorrichtung (eine bequeme Bedienung und die Erhöhung der Leistung durch eine günstige Verteilung des Wärmestromes) nicht zum Tragen. Bei der Anordnung des Plasmagenerators 68 unter einem Winkel von über 70° zur Achse der Öffnung 64 gelangen die eingeschmolzenen Teilchen auf den Plasmagencrator 68, was den Betrieb der Vorrichtung behindertWhen the heating source is arranged at an angle of less than 20 ° to the axis of the opening 64, the The positive effect of the device described above (convenient operation and increased performance due to a favorable distribution of the heat flow) is not relevant. When arranging the plasma generator 68 at an angle of more than 70 ° to the axis of the opening 64, the melted-in particles arrive onto the plasma generator 68, which hinders the operation of the device

Als elektrische Heizquelle verwendet man, wie oben erwähnt, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Tieftemperatur-Plasmagenerator, der einen eine Temperatur von etwa 2500 bis 3000 K aufweisenden Gasstrahl mit einer praktisch beliebigen chemischen Zusammensetzung erzeugt. Dadurch ist es möglich, die chemische Zusammensetzung des Materials nicht nur zu erhatten, sondern diese auch in einigen Fällen zu beeinflussen, d. h. das Einschmelzen des Stabmaterials mit einem Raffinieren, einer Reduktion, einem Legieren und anderen chemisch-metallurgischen Vorgängen zu vereinigen. Der Tieftemperatur-Plasmagenerator ist zum Einschmelzen von beliebigen Materialien unabhängig von deren elektrischen Leitfähigkeit geeignet Außerdem kann er bei hohen Drücken (0,98 bis 49 bar) betrie-As mentioned above, the device according to the invention uses a heating source as an electrical heating source Low-temperature plasma generator that produces a gas jet at a temperature of around 2500 to 3000 K. produced with practically any chemical composition. This makes it possible to use the not only to obtain the chemical composition of the material, but also to influence it in some cases, d. H. melting down the rod material with refining, reduction, alloying and to combine other chemical-metallurgical processes. The low-temperature plasma generator is for Melting of any materials, regardless of their electrical conductivity, is also suitable can it be operated at high pressures (0.98 to 49 bar)

jo ben werden, was eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit fördert; dadurch wird die Qualität der Granalien verbessert und es ermöglicht, den Querschnitt der Zerstäubungskammer zu vermindern. Von den Tieftemperatur-l'lasmagencratorcn sind vorzugsweise Lichtbogenplasmagencraloren mit indirekter Wirkungsweise zu verwenden, weil sie eine besonders einfache Konstruktion haben. In einigen Fällen können jedoch zweckmäßigerweise andere Typen von Tieftemperatur-Plasmageneratoren, z. B. Hochfrequenzgeneratoren, verwendet werden, die in einem oxydierenden Medium betrieben werden können und einen Plusmastrahl mit einem größeren Querschnitt erzeugen.jo ben what a high rate of crystallization promotes; this improves the quality of the granules and enables the cross-section of the atomization chamber to diminish. Of the low-temperature lasagencrators Arc plasma generators with an indirect mode of action should preferably be used because they are particularly simple in construction to have. In some cases, however, other types of low-temperature plasma generators, z. B. high frequency generators are used, which are in an oxidizing medium can be operated and generate a plus-mast beam with a larger cross-section.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf das obenbeschriebene Beispiel (Fig. 1 und Fig.2) nicht beschränkt So ist es z. B. vorteilhaft, beim Einschmelzen und Zerstäuben von Stäben mit größeren Durchmessern (200 bis 400 mm und mehr) mehrere Heizquellen anzubringen. Man kann z. B. drei Lichtbogenplasmageneratoren mit direkter Wirkungsweise einsetzen, die anThe device according to the invention is not limited to the example described above (FIGS. 1 and 2) So it is B. advantageous when melting and atomizing rods with larger diameters (200 to 400 mm and more) to attach several heating sources. You can z. B. three arc plasma generators with a direct mode of action, the

so das dreiphasige Wechselstromnetz derart angeschlossen sind, daß der Stab einen gemeinsamen Nullpunkt von drei Plasmabogen bildet, die zu einem Stern vereinigt sind. Dabei kann man für jeden Plasmagenerator eine verschiedene Größe der Verschiebung von derso the three-phase alternating current network are connected in such a way that the rod has a common zero point formed by three plasma arcs that are united to form a star. You can do this for each plasma generator a different amount of displacement from that

Achse der Öffnung zum Einführen des Stabs bestimmen. In Anbetracht einer größeren Masse des Stabs kann außerdem auf die Verwendung eines Beschickungsmagazins verzichtet werden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Vorrichtung zum Drehen des Abschmelzstabs inDetermine the axis of the opening for inserting the rod. Considering a larger mass of the rod can In addition, the use of a loading magazine can be dispensed with. In this case it is advisable to the device for rotating the consumable rod in

bo Form einer senkrecht stehenden Spindel mit einem Spannfutter zum Einspannen des Stabs auszuführen.bo shape of a vertical spindle with a Execute chuck to clamp the rod.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Granalien gestattet es, den zulässigen Durchmesser der zu bearbeitenden Abschmelzstäbe um das 3- bis 4fache zu vergrößern, was zur Erhöhung der Leistung um das 2- bis Jfache führt Dabei bleibt die Teilchengröße der herzustellenden Granalien, derenThe use of the device according to the invention in comparison to the known devices for The production of granules allows the permissible diameter of the consumable rods to be processed to increase 3 to 4 times, which leads to an increase in performance by 2 to J times Particle size of the granules to be produced, their

7 87 8

Homogenität und chemische Zusammensetzung unverändert. Außerdem wird die Bedienbarkeit der Vorrichtung wesentlich vereinfacht und verbessert.Homogeneity and chemical composition unchanged. In addition, the operability of the device is significantly simplified and improved.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

2020th

3030th

3535

4040

4545

5050

5555

6060

6565

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Herstellung von Granalien aus einem Abschmelzstab mit einer hermetisch abgeschlossenen Kammer, die auf einer Seite einen DcIckel. auf den eine die konzentrierte Erhitzung ermöglichende Strahlenquelle befestigt ist, und auf der gegenüberliegenden Seite eine öffnung zum Einführen des Abschmelzstabs in die Kammer aufweist, und mit Einrichtungen zum Drehen des Abschmelzstabs um die eigene Achse, die mit der Achse der Kammer zusammenfallt, und zum Vorschub des Abschmelzstabs entlang dieser Achse, dadurch gekennzeichnet, daß1. Device for the production of granules from a melting rod with a hermetically sealed Chamber with a lid on one side. on which a radiation source enabling concentrated heating is attached, and on the opposite one Side has an opening for inserting the consumable rod into the chamber, and with means for rotating the consumable rod on its own axis that coincides with the axis of the chamber coincides, and for advancing the consumable rod along this axis, characterized in that, that