RU2564768C1 - Method of producing titanium shots and device to this end - Google Patents

Method of producing titanium shots and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2564768C1
RU2564768C1 RU2014113632/02A RU2014113632A RU2564768C1 RU 2564768 C1 RU2564768 C1 RU 2564768C1 RU 2014113632/02 A RU2014113632/02 A RU 2014113632/02A RU 2014113632 A RU2014113632 A RU 2014113632A RU 2564768 C1 RU2564768 C1 RU 2564768C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
titanium
fraction
mixture
compressor
Prior art date
Application number
RU2014113632/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Германович Береснев
Алла Игоревна Логачёва
Иван Александрович Логачев
Евгений Петрович Степкин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Композит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Композит" filed Critical Открытое акционерное общество "Композит"
Priority to RU2014113632/02A priority Critical patent/RU2564768C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2564768C1 publication Critical patent/RU2564768C1/en

Links

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: set of invention relates to production of titanium shots. End of cylindrical titanium blank spinning about horizontal axis is fused by plasmatron plasma jet to provoke rotary spray of fused shot parts in spraying chamber to be hardened in working gas medium. Shots are collected from spraying chamber via intake pipe into intake bin. Working gas mix is directed from spraying chamber into heat exchanger and, further, into the filter and the compressor. Then, said mix is forced into receiver and cooler to get cooled working gas mix to be fed into intake bin and, via intake pipe, as upward flow towards titanium shot fused particles into spraying chamber to shots to be cooled down. Invention discloses also the process implementation device.
EFFECT: lower temperature in spraying chamber, higher shots cooling rate, better heat removal from inner surfaces of intake pipe and chamber.
6 cl, 1 dwg

Description

Группа изобретений относится к области порошковой металлургии и способам получения металлических порошков, в частности к производству порошка титанового сплава.The group of inventions relates to the field of powder metallurgy and methods for producing metal powders, in particular to the production of titanium alloy powder.

Из уровня техники известен (RU 2361698, B22F 9/10, 20.07.2009 /1/) способ получения сферических порошков, включающий вращение цилиндрической заготовки вокруг горизонтальной оси, оплавление торца заготовки плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением распыления расплавленных частиц под действием центробежных сил и затвердевания частиц при полете в газовой среде, отличающийся тем, что на торце заготовки формируют вогнутую полость, диаметр которой равен диаметру заготовки, а глубина - 0,1-0,35 диаметра заготовки, путем изменения расхода газа через плазмотрон и перемещения плазмотрона относительно оси вращения заготовки, а распыление расплавленных частиц осуществляют по конической поверхности, образованной касательной к криволинейной поверхности вогнутой полости.The prior art known (RU 2361698, B22F 9/10, 07/20/2009 / 1 /) method for producing spherical powders, comprising rotating a cylindrical workpiece around a horizontal axis, melting the end of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch to ensure the dispersion of molten particles under the action of centrifugal forces and solidification of particles during flight in a gaseous medium, characterized in that a concave cavity is formed at the end of the preform, the diameter of which is equal to the diameter of the preform, and the depth is 0.1-0.35 of the diameter of the preform, by changing the gas flow through the plasmatron and the plasmatron move relative to the axis of rotation of the workpiece, and the spraying of molten particles is carried out on a conical surface formed by a tangent to the curved surface of the concave cavity.

Недостатком указанного способа-прототипа является его склонность к образованию пористости внутри порошков (гранул), что обусловлено следующим. Расплавленные частицы, оторвавшиеся от кромки торца заготовки, разлетаются в вертикальной плоскости в виде диска. При этом расплавленные частицы, летящие вверх, сталкиваются с уже затвердевшими частицами, падающими вниз. Распыленные сферические частицы имеют разные размеры, и некоторые мелкие твердые частицы при столкновении с более крупными расплавленными частицами протыкают их с образованием каналов или пустот. Это приводит к снижению качества изделий, получаемых из порошков-гранул, и даже вынуждает браковать некоторые изделия. При этом наличие недопустимой внутригранульной пористости выявляется только после изостатического прессования и термообработки изделий, что приводит к непроизводительным затратам вследствие непреднамеренного изготовления бракованных изделий.The disadvantage of this prototype method is its tendency to form porosity inside powders (granules), which is due to the following. The molten particles detached from the edge of the end face of the workpiece fly apart in a vertical plane in the form of a disk. In this case, the molten particles flying upward collide with already solidified particles falling downward. Sprayed spherical particles have different sizes, and some small solid particles pierce them with larger molten particles to form channels or voids. This leads to a decrease in the quality of products obtained from granule powders, and even forces to reject some products. In this case, the presence of unacceptable intragranular porosity is detected only after isostatic pressing and heat treatment of products, which leads to unproductive costs due to unintentional production of defective products.

Также, из уровня техники известны способ получения гранул (RU 2376111, B22F 9/06, 20.12.2009 /2/) и устройство для получения порошков и гранул, содержащие рабочую камеру, заполняемую инертным газом, дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессоры с трубопроводами для непрерывной откачки инертного газа из рабочей камеры и подачи его в плазмотрон, отличающиеся тем, что в качестве компрессоров установлены вакуумные мембранные наносы, а трубопроводы снабжены вентилями, при этом устройство выполнено с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры, заполнения ее инертным газом и последующей непрерывной откачки газа из камеры и подачи его в плазмотрон.Also, the prior art method for producing granules (RU 2376111, B22F 9/06, 12/20/2009 / 2 /) and a device for producing powders and granules containing a working chamber filled with an inert gas, an arc plasmatron for melting a rotating workpiece and compressors with pipelines for the continuous pumping of inert gas from the working chamber and supplying it to the plasma torch, characterized in that vacuum membrane deposits are installed as compressors, and the pipelines are equipped with valves, while the device is made with the possibility of preliminary failure ki air from the working chamber, filling it with inert gas and was followed by continuous evacuation of gas from the chamber and feeding it into the plasma torch.

Недостатком данной конструкции является то, что забор газа из камеры распыления происходит только через систему циркуляции газа для плазмотрона, который осуществляется с помощью вакуумных насосов с целью обеспечения ионизации газа для последующего распыления плазмой торца вращающейся заготовки. Попадая в камеру, плазма снова превращается в газ и забирается компрессором, затем снова подается в плазмотрон. Охлаждение газа происходит через охлаждаемые стенки камеры распыления, однако газ на некотором расстоянии от охлаждаемых стенок камеры застаивается в нагретом состоянии, таким образом, понижая эффективность охлаждения капель металла в полете за счет конвекции. Получаемая степень охлаждения для производства гранул титановых сплавов явно недостаточна и ведет к получению частиц несферической формы, что приводит к понижению выхода годного порошка.The disadvantage of this design is that the gas is taken from the spray chamber only through the gas circulation system for the plasma torch, which is carried out using vacuum pumps to ensure gas ionization for subsequent plasma atomization of the end face of the rotating billet. Once in the chamber, the plasma is again converted into gas and taken by the compressor, then fed back to the plasma torch. The gas is cooled through the cooled walls of the spray chamber, however, the gas at a certain distance from the cooled walls of the chamber stagnates in the heated state, thereby reducing the cooling efficiency of metal droplets in flight due to convection. The obtained degree of cooling for the production of granules of titanium alloys is clearly insufficient and leads to the production of particles of a non-spherical shape, which leads to a decrease in the yield of powder.

При производстве титановых гранул возможно образование частиц несферической чешуйчатой формы. Это объясняется тем, что гранулы из-за недостаточного охлаждения в полете претерпевают существенное формоизменение при соударении со стенкой камеры распыления, вследствие чего они теряют сферическую форму [Статья в журнале «Технология легких сплавов», 2010, №2, с.44-48]. На некотором расстоянии от водоохлаждаемых стенок камеры распыления нагретый газ застаивается у стенок камеры распыления, а так как теплоотдача у титановых сплавов меньше, чем у никелевых, то гранулы не успевают полностью закристаллизоваться в полете. Поэтому при соударении со стенкой камеры происходит их пластическая деформация, что и ведет к образованию частиц несферической формы. Это, в свою очередь, приводит к понижению выхода годного порошка, так как при дальнейшей ситовой классификации гранул частицы такой формы не проходят через стандартную сетку и попадают в отсев.In the production of titanium granules, the formation of particles of a non-spherical scaly shape is possible. This is explained by the fact that the granules undergo significant shape change due to insufficient cooling during flight when they collide with the wall of the spray chamber, as a result of which they lose their spherical shape [Article in the journal “Light alloy technology”, 2010, No. 2, p. 44-48] . At some distance from the water-cooled walls of the spray chamber, the heated gas stagnates at the walls of the spray chamber, and since the heat transfer of titanium alloys is less than that of nickel, the granules do not have time to completely crystallize in flight. Therefore, upon collision with the chamber wall, their plastic deformation occurs, which leads to the formation of non-spherical particles. This, in turn, leads to a decrease in the yield of suitable powder, since with further sieve classification of granules particles of this shape do not pass through a standard grid and fall into the screening.

При этом опытным путем установлено, что при получении дроби титановых сплавов методом центробежного распыления из-за значительного увеличения размеров (до 3 мм) и, соответственно, массы дроби снижается скорость ее охлаждения в камере распыления. Дробь начинает «налипать» на боковые стенки камеры распыления с образованием массивных спеков, затрудняющих процесс ее движения (ссыпания) в приемный бункер и вызывающих перегрев внутренних поверхностей камеры распыления, приемной трубы и приемного бункера, включая герметичные уплотнения из РТИ, при разрушении которых может возникнуть аварийная ситуация и разгерметизация установки.At the same time, it was experimentally established that upon receipt of a fraction of titanium alloys by centrifugal spraying, due to a significant increase in size (up to 3 mm) and, accordingly, the mass of the fraction, its cooling rate in the spraying chamber decreases. The fraction begins to “stick” to the side walls of the spray chamber with the formation of massive cakes, which impede the process of its movement (pouring) into the receiving hopper and causing overheating of the internal surfaces of the spray chamber, receiving pipe and receiving hopper, including hermetic seals from solid rubber products, which, if destroyed, can cause emergency and depressurization of the installation.

Задача, на которую направлена группа изобретений, заключается в разработке устройства и способа, при которых возможно получение гранул (дроби) титановых сплавов фракционного состава до 3,0 мм, минимизируя образование спеков дроби.The task to which the group of inventions is directed is to develop a device and method in which it is possible to obtain granules (fractions) of titanium alloys of fractional composition up to 3.0 mm, minimizing the formation of cakes of the fraction.

Техническим результатом группы изобретений является снижение температуры в камере распыления, увеличение скорости охлаждения (кристаллизации) дроби в процессе распыления и ссыпания ее в приемный бункер, улучшение теплоотвода с внутренних поверхностей приемной трубы и приемного бункера.The technical result of the group of inventions is to reduce the temperature in the spray chamber, increase the rate of cooling (crystallization) of the shot during spraying and pouring it into the receiving hopper, improving heat dissipation from the inner surfaces of the receiving pipe and the receiving hopper.

На достижение указанного технического результата оказывают влияние следующие существенные признаки.The following essential features influence the achievement of the indicated technical result.

Способ получения титановой дроби, включающий оплавление торца вращающейся вокруг горизонтальной оси цилиндрической титановой заготовки плазменной струей плазмотрона с обеспечением центробежного распыления расплавленных частиц дроби в камере распыления и затвердевания их в среде рабочих газов, сбор дроби, отличающийся тем, дробь собирают из камеры распыления через приемную трубу в приемный бункер, при этом горячую смесь рабочих газов из камеры распыления направляют в теплообменник, далее направляют в фильтр, затем прошедшую через фильтр очищенную смесь рабочих газов подают в компрессор, после чего в ресивер и в охладитель с получением охлажденной смеси рабочих газов, которую подают в приемный бункер и через приемную трубу подают в виде восходящего потока навстречу движению расплавленных частиц титановой дроби в камеру распыления и обеспечивают охлаждение полученной титановой дроби.A method for producing a titanium fraction, comprising melting the end face of a cylindrical titanium billet rotating around a horizontal axis by a plasma torch with a centrifugal atomization of molten particles of a fraction in a spray chamber and hardening them in a working gas medium, collecting the fraction, characterized in that the fraction is collected from the spray chamber through a receiving pipe in the receiving hopper, while the hot mixture of working gases from the spray chamber is sent to the heat exchanger, then sent to the filter, then passed through the fi The cleaned mixture of working gases is fed to the compressor, after which it is fed into the receiver and cooler to obtain a cooled mixture of working gases, which is fed into the receiving hopper and fed through the receiving pipe in the form of an upward flow towards the movement of the molten particles of the titanium fraction into the atomization chamber and provide cooling of the obtained titanium fraction.

Данный способ получения титановой дроби позволяет минимизировать образование спеков дроби и, соответственно, улучшает ее сбор/ссыпание в специально разработанный приемный бункер, охлаждаемый поступающей в него рабочей смесью внутри и имеющий водоохлаждение снаружи, и исключает разгерметизацию установки по причине потери свойств вакуумных уплотнений камеры распыления, приемного бункера и приемной трубы, которая также исполняется водоохлаждаемой.This method of producing a titanium fraction allows to minimize the formation of cakes of the fraction and, accordingly, improves its collection / pouring into a specially designed receiving hopper, cooled by the working mixture entering it and having water cooling outside, and eliminates the depressurization of the installation due to loss of properties of the vacuum seals of the spray chamber, a receiving hopper and a receiving pipe, which is also water-cooled.

Устройство для получения титановой дроби вышеуказанным способом характеризуется тем, что оно содержит камеру распыления с плазмотроном для плавления вращающейся вокруг горизонтальной оси цилиндрической титановой заготовки, выполненную с возможностью предварительной откачки воздуха и заполнения ее инертным газом, которая снабжена компрессором для непрерывной откачки смеси рабочих газов, приемный бункер для сбора частиц дроби, соединенный через приемную трубу с камерой распыления, и соединенные посредством трубопровода с компрессором для непрерывной откачки смеси рабочих газов и установленные последовательно через металлорукава и трубопроводы теплообменник, фильтр, компрессор, ресивер и охладитель смеси рабочих газов, при этом приемный бункер выполнен с возможностью подачи в него охлажденной смеси рабочих газов и через приемную трубу в виде восходящего потока навстречу движению расплавленных частиц титановой дроби в камеру распыления.A device for producing a titanium fraction by the above method is characterized in that it comprises a spray chamber with a plasmatron for melting a cylindrical titanium billet rotating around a horizontal axis, configured to pre-pump air and fill it with an inert gas, which is equipped with a compressor for continuously pumping a mixture of working gases, a receiving hopper for collecting particles of fractions, connected through a receiving pipe to the spray chamber, and connected via a pipeline to compress ohm for continuous pumping of the mixture of working gases and installed in series through a metal hose and pipelines, a heat exchanger, filter, compressor, receiver and cooler of the mixture of working gases, while the receiving hopper is configured to supply a cooled mixture of working gases to it and through the receiving pipe in the form of an upward flow towards the movement of molten particles of titanium fraction into the spray chamber.

В возможном варианте исполнения устройство содержит мембранный компрессор.In a possible embodiment, the device comprises a membrane compressor.

В возможном варианте исполнения мембранный компрессор выполнен двухкорпусным четырехкамерный.In a possible embodiment, the diaphragm compressor is a two-chamber four-chamber.

В возможном варианте исполнения устройство содержит пористый фильтр.In a possible embodiment, the device comprises a porous filter.

В возможном варианте исполнения в устройстве в качестве фильтра используется тканевый фильтр.In a possible embodiment, the device uses a fabric filter as a filter.

Устройство изображено на фиг. 1:The device is depicted in FIG. one:

1 - Установка центробежного распыления1 - Centrifugal Sprayer

2 - Теплообменник2 - Heat exchanger

3 - Фильтр3 - Filter

4 - Компрессор4 - Compressor

5 - Ресивер5 - Receiver

6 - Охладитель смеси рабочих газов6 - cooler mixture of working gases

7 - Приемный бункер7 - Receiving hopper

8 - Трубопроводы и металлорукава8 - Pipelines and metal hoses

9 - Приемная труба9 - front pipe

Установка центробежного распыления в конструкции предназначена для получения металлических порошков (гранул/дроби) металлов, в нашем случае титана и его сплавов, методом центробежного распыления заготовок-электродов, торцы которых оплавляются при вращении заготовки, плазменным источником нагрева (плазмотроном) в смеси инертных газов (гелий, аргон) с одновременным пересыпанием получаемых гранул в герметичную емкость (приемный бункер) без контакта с воздухом. В установке предусмотрена загрузка нескольких электродов, но плавятся они поштучно.The centrifugal spraying unit in the design is designed to produce metal powders (granules / shots) of metals, in our case titanium and its alloys, by centrifugal spraying of workpieces-electrodes, the ends of which melt when the workpiece is rotated, by a plasma heating source (plasmatron) in a mixture of inert gases ( helium, argon) with simultaneous pouring of the obtained granules into a sealed container (receiving hopper) without contact with air. The installation provides for the loading of several electrodes, but they melt by the piece.

Через теплообменник осуществляется забор горячего газа из камеры распыления посредством мембранного компрессора. Для исключения температурного воздействия на мембрану компрессора этот горячий газ предварительно охлаждается в этом теплообменнике. Конструктивно теплообменник представляет собой водоохлаждаемый цилиндр, внутри которого проходит спиралевидный трубопровод смеси рабочих газов.A hot gas is taken through the heat exchanger from the atomization chamber by means of a membrane compressor. To exclude temperature effects on the compressor membrane, this hot gas is pre-cooled in this heat exchanger. Structurally, the heat exchanger is a water-cooled cylinder, inside of which there passes a spiral-shaped pipeline of a mixture of working gases.

Фильтр используется для исключения попадания в мембранный компрессор пылевых частиц распыляемого материала, а также прочих механических примесей.The filter is used to prevent dust particles from the sprayed material, as well as other mechanical impurities from entering the membrane compressor.

Можно использовать как фильтр типа «циклон», так и пористый тканевый фильтр.You can use either a cyclone filter or a porous fabric filter.

Работа фильтра циклона построена на функционировании центробежных сил. С их помощью загрязненный воздух начинает входить в циклон по патрубку, после чего с высокой скоростью спиралеобразно смещается вниз. Частицы пыли под воздействием центробежной силы прижимаются к внутренним стенкам, а под воздействием силы притяжения смещаются в нижнюю часть циклона, собираясь в бункере для сбора пыли.The operation of the cyclone filter is based on the functioning of centrifugal forces. With their help, polluted air begins to enter the cyclone through the nozzle, after which it spirals downward at a high speed. Dust particles under the influence of centrifugal force are pressed against the inner walls, and under the influence of gravity are shifted to the lower part of the cyclone, collecting in a dust collection bin.

В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее. В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в результате действия сил диффузии, инерции и электростатического притяжения.The operation of porous filters of all kinds is based on the process of filtering gas through a porous septum, during which solid particles are retained and gas passes completely through it. In the process of cleaning a dusty gas, particles approach the fibers or the surface of the grains of the material, collide with them and precipitate mainly as a result of the action of diffusion, inertia and electrostatic attraction forces.

Насос-компрессор мембранный в устройстве предназначен для откачки и нагнетания в камеру распыления неагрессивной к материалам конструкции смеси рабочих газов (гелий, аргон), не содержащей капельной влаги и механических загрязнений.The diaphragm pump-compressor in the device is designed for pumping and forcing into the spraying chamber a mixture of working gases (helium, argon) that is not aggressive to materials and does not contain droplet moisture and mechanical impurities.

Ресивер применяется для достижения большей инерционности в пневматической сети, т.е. для сглаживания пульсирующих потоков сжатого инертного газа, который поступает от компрессора мембранного (в нашем случае двухкорпусного четырехкамерного).The receiver is used to achieve greater inertia in the pneumatic network, i.e. to smooth out the pulsating flows of compressed inert gas that comes from a membrane compressor (in our case, a two-chamber four-chamber).

Детали ресивера изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой.The receiver parts are made of 12X18H10T stainless steel and hermetically connected by argon-arc welding.

Смесь рабочих газов поступает из ресивера в охладитель и на его выходе (после охлаждения) формирует восходящий газовый поток, направленный через приемный бункер и приемную трубу в камеру распыления. Конструктивно охладитель газа представляет собой сосуд, изготовленный по принципу сосуда Дьюара, объем которого заливается жидким азотом и внутри которого проходит спиралевидный трубопровод смеси рабочих газов. Детали охладителя газа изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой.The mixture of working gases flows from the receiver into the cooler and at its outlet (after cooling) forms an upward gas stream directed through the receiving hopper and the receiving pipe into the spraying chamber. Structurally, the gas cooler is a vessel made according to the principle of a Dewar vessel, the volume of which is filled with liquid nitrogen and inside which passes a spiral-shaped pipeline of a mixture of working gases. The gas cooler parts are made of 12X18H10T stainless steel and hermetically connected by argon-arc welding.

Приемный бункер служит для сбора через приемную трубу получаемых гранул (дроби), улучшения теплоотвода с его наружной поверхности и транспортирования бункера с гранулами. Также он увеличивает скорость охлаждения гранул, поступающих в приемный бункер из камеры распыления через приемную трубу. Обеспечивает возможность формирования восходящего потока рабочей смеси инертных газов с принудительной циркуляцией.The receiving hopper serves to collect the obtained granules (fractions) through the receiving pipe, to improve the heat removal from its outer surface and to transport the hopper with granules. It also increases the cooling rate of the granules entering the receiving hopper from the spray chamber through the receiving pipe. Provides the ability to form an upward flow of a working mixture of inert gases with forced circulation.

Трубопроводы и металлорукава высокого давления изготовлены полностью из нержавеющей стали, что позволяет широко использовать их для транспортировки/подачи различных технических газов и жидкостей, включая агрессивные. Широкий диапазон рабочих температур (от криогенных до +600°C), стойкость к агрессивным средам, герметичность до высоких давлений позволяют практически безальтернативно использовать нержавеющие металлорукава в металлургическом, нефтегазовом, химическом и других видах оборудования.Pipelines and high-pressure hoses are made entirely of stainless steel, which allows them to be widely used for transportation / supply of various technical gases and liquids, including aggressive ones. A wide range of operating temperatures (from cryogenic to + 600 ° C), resistance to aggressive environments, tightness to high pressures make it possible to practically use stainless steel hoses in metallurgical, oil and gas, chemical and other types of equipment.

Приемная труба полностью изготовлена из нержавеющей стали, служит для транспортировки/ссыпания полученных гранул/дроби в приемный бункер, транспортировки/подачи охлажденной смеси рабочих газов в рабочую камеру и улучшения теплоотвода с ее наружной поверхности.The receiving pipe is completely made of stainless steel; it is used for transporting / pouring the obtained granules / shot into the receiving hopper, transporting / supplying a cooled mixture of working gases to the working chamber and improving heat dissipation from its outer surface.

Последовательное расположение различных частей в устройстве продиктовано в том числе необходимостью обеспечения эффективной работы устройства и требованием подачи очищенной и охлажденной смеси рабочих газов в компрессор.The sequential arrangement of the various parts in the device is dictated, among other things, by the need to ensure the effective operation of the device and the requirement to supply a purified and cooled mixture of working gases to the compressor.

В одном из вариантов исполнения устройство для получения титановой дроби содержит рабочую камеру, заполняемую смесью инертных газов (гелий - 90%, аргон - 10%), дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессор с трубопроводами для непрерывной откачки смеси рабочих газов из рабочей камеры, при этом устройство выполнено с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры, заполнения ее инертным газом и последующей непрерывной откачки газа из камеры и подачи его в плазматрон ПСМ-100 из установки центробежного распыления, характеризуется тем, что устройство содержит последовательно соединенные через металлорукава и трубопроводы из нержавеющей стали:In one embodiment, the device for producing titanium fraction contains a working chamber filled with a mixture of inert gases (helium - 90%, argon - 10%), an arc plasmatron for melting a rotating workpiece, and a compressor with pipelines for continuously pumping a mixture of working gases from the working chamber, the device is made with the possibility of preliminary pumping of air from the working chamber, filling it with inert gas and subsequent continuous pumping of gas from the chamber and supplying it to the PSM-100 plasmatron from a centrifugal rac installation yleniya, characterized in that the device comprises serially connected through metal hoses and stainless steel pipes:

теплообменник, который представляет собой водоохлаждаемый цилиндр, внутри которого проходит спиралевидный трубопровод смеси рабочих газов, детали теплообменника изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой;a heat exchanger, which is a water-cooled cylinder, inside of which a spiral-shaped pipeline of a mixture of working gases passes, the parts of the heat exchanger are made of 12X18H10T stainless steel and hermetically connected by argon-arc welding;

пористый тканевый фильтр, детали фильтра изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой;porous fabric filter, filter parts are made of stainless steel 12X18H10T and hermetically connected by argon-arc welding;

двухкорпусный четырехкамерный мембранный компрессор (МНВК 2×4),two-case four-chamber membrane compressor (MNVK 2 × 4),

ресивер, детали которого изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой,a receiver whose parts are made of 12X18H10T stainless steel and hermetically connected by argon-arc welding,

охладитель смеси рабочих газов, представляющий собой сосуд, изготовленный по принципу сосуда Дьюара, объем которого заливается жидким азотом и внутри которого проходит спиралевидный трубопровод смеси рабочих газов, детали охладителя газа изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой.a working gas mixture cooler, which is a vessel made according to the principle of a Dewar vessel, the volume of which is filled with liquid nitrogen and inside which a spiral pipe of a working gas mixture passes, the gas cooler parts are made of 12X18H10T stainless steel and hermetically connected by argon-arc welding.

Устройство содержит приемный бункер и приемную трубу, конструкция которых образует восходящий поток охлажденных инертных рабочих газов, при этом они расположены и соединены таким образом, что смесь разогретых рабочих газов направляется из рабочей камеры через металлорукава и трубопроводы в теплообменник, а приемный бункер через металлорукав и приемную трубу соединен с рабочей камерой и образует восходящий поток охлажденных инертных рабочих газов, который подается в рабочую камеру.The device contains a receiving hopper and a receiving pipe, the design of which forms an upward flow of cooled inert working gases, while they are arranged and connected in such a way that the mixture of heated working gases is sent from the working chamber through the metal hose and pipelines to the heat exchanger, and the receiving hopper through the metal hose and receiving the pipe is connected to the working chamber and forms an upward flow of cooled inert working gases, which is fed into the working chamber.

Таким образом, группа изобретений обеспечивает снижение температуры в камере распыления, увеличение скорости охлаждения (кристаллизации) дроби в процессе распыления и ссыпания ее в приемный бункер, улучшение теплоотвода с внутренних поверхностей приемной трубы и приемного бункера. Что способствует получению дроби титановых сплавов фракционного состава до 3,0 мм, минимизируя образование спеков дроби.Thus, the group of inventions provides a decrease in temperature in the spray chamber, an increase in the rate of cooling (crystallization) of the shot during spraying and pouring it into the receiving hopper, and improving heat removal from the inner surfaces of the receiving pipe and the receiving hopper. This contributes to the production of fractions of titanium alloys of fractional composition up to 3.0 mm, minimizing the formation of cakes of the fraction.

Claims (6)

1. Способ получения титановой дроби, включающий оплавление торца вращающейся вокруг горизонтальной оси цилиндрической титановой заготовки плазменной струей плазмотрона с обеспечением центробежного распыления расплавленных частиц дроби в камере распыления и затвердевания их в среде рабочих газов, сбор дроби, отличающийся тем, дробь собирают из камеры распыления через приемную трубу в приемный бункер, при этом горячую смесь рабочих газов из камеры распыления направляют в теплообменник, далее направляют в фильтр, затем прошедшую через фильтр очищенную смесь рабочих газов подают в компрессор, после чего в ресивер и в охладитель с получением охлажденной смеси рабочих газов, которую подают в приемный бункер и через приемную трубу подают в виде восходящего потока навстречу движению расплавленных частиц титановой дроби в камеру распыления и обеспечивают охлаждение полученной титановой дроби.1. A method for producing a titanium fraction, including melting the end face of a cylindrical titanium billet rotating around a horizontal axis by a plasma jet of a plasma torch, providing centrifugal spraying of the molten particles of the fraction in the spraying chamber and hardening them in the working gas medium, collecting the fraction, characterized in that the fraction is collected from the spraying chamber through the receiving pipe into the receiving hopper, while the hot mixture of working gases from the spray chamber is sent to the heat exchanger, then sent to the filter, then passed through iltr the cleaned working gas mixture is fed to the compressor, after which it is fed into the receiver and cooler to produce a cooled working gas mixture, which is fed into the receiving hopper and fed through the receiving pipe in the form of an upward flow towards the movement of the molten particles of the titanium fraction into the atomization chamber and provide cooling of the obtained titanium fraction. 2. Устройство для получения титановой дроби способом по п. 1, характеризующееся тем, что оно содержит камеру распыления с плазмотроном для плавления вращающейся вокруг горизонтальной оси цилиндрической титановой заготовки, выполненную с возможностью предварительной откачки воздуха и заполнения ее инертным газом, которая снабжена компрессором для непрерывной откачки смеси рабочих газов, приемный бункер для сбора частиц дроби, соединенный через приемную трубу с камерой распыления, и соединенные посредством трубопровода с компрессором для непрерывной откачки смеси рабочих газов и установленные последовательно через металлорукава и трубопроводы теплообменник, фильтр, компрессор, ресивер и охладитель смеси рабочих газов, при этом приемный бункер выполнен с возможностью подачи в него охлажденной смеси рабочих газов и через приемную трубу в виде восходящего потока навстречу движению расплавленных частиц титановой дроби в камеру распыления.2. A device for producing a titanium fraction by the method of claim 1, characterized in that it comprises a spray chamber with a plasma torch for melting a cylindrical titanium billet rotating around a horizontal axis, configured to pre-pump air and fill it with an inert gas, which is equipped with a compressor for continuous pumping a mixture of working gases, a receiving hopper for collecting particles of a fraction, connected through a receiving pipe to a spray chamber, and connected through a pipe to a compressor for For continuous pumping of a mixture of working gases and a heat exchanger, filter, compressor, receiver and cooler of a mixture of working gases installed sequentially through a metal hose and pipelines, the receiving hopper is configured to supply a cooled mixture of working gases to it and through the receiving pipe in the form of an upward flow towards the movement molten titanium particles in the spray chamber. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит мембранный компрессор.3. The device according to p. 2, characterized in that it contains a membrane compressor. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что мембранный компрессор выполнен двухкорпусным четырехкамерным.4. The device according to p. 3, characterized in that the membrane compressor is made of a double-shell four-chamber. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит пористый фильтр.5. The device according to p. 2, characterized in that it contains a porous filter. 6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве фильтра использован тканевый фильтр. 6. The device according to claim 2, characterized in that a fabric filter is used as a filter.
RU2014113632/02A 2014-04-08 2014-04-08 Method of producing titanium shots and device to this end RU2564768C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113632/02A RU2564768C1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Method of producing titanium shots and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113632/02A RU2564768C1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Method of producing titanium shots and device to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2564768C1 true RU2564768C1 (en) 2015-10-10

Family

ID=54289621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014113632/02A RU2564768C1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Method of producing titanium shots and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2564768C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105618774A (en) * 2016-04-11 2016-06-01 西安欧中材料科技有限公司 Plasma rotating electrode pulverizing cooling system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1109266A1 (en) * 1983-03-28 1984-08-23 Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова Installation for producing metal powder
US5707419A (en) * 1995-08-15 1998-01-13 Pegasus Refractory Materials, Inc. Method of production of metal and ceramic powders by plasma atomization
US6398125B1 (en) * 2001-02-10 2002-06-04 Nanotek Instruments, Inc. Process and apparatus for the production of nanometer-sized powders
RU2361698C1 (en) * 2008-03-19 2009-07-20 Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" Method of shots and granules receiving
RU2376111C2 (en) * 2008-02-05 2009-12-20 Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" Installation for receiving of powders and granules

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1109266A1 (en) * 1983-03-28 1984-08-23 Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова Installation for producing metal powder
US5707419A (en) * 1995-08-15 1998-01-13 Pegasus Refractory Materials, Inc. Method of production of metal and ceramic powders by plasma atomization
US6398125B1 (en) * 2001-02-10 2002-06-04 Nanotek Instruments, Inc. Process and apparatus for the production of nanometer-sized powders
RU2376111C2 (en) * 2008-02-05 2009-12-20 Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" Installation for receiving of powders and granules
RU2361698C1 (en) * 2008-03-19 2009-07-20 Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" Method of shots and granules receiving

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105618774A (en) * 2016-04-11 2016-06-01 西安欧中材料科技有限公司 Plasma rotating electrode pulverizing cooling system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210164090A1 (en) Method for Preparing Target Material and Target Material
CN104955982B (en) Chemical vapor depsotition equipment with particle separator
CN205414417U (en) Device of plasma atomizing preparation high performance powder for vibration material disk
JP2014240077A5 (en)
US4416600A (en) Apparatus for producing high purity metal powders
JP6872620B2 (en) Manufacturing equipment and manufacturing method for powdered plastic having a spherical structure
RU2581545C2 (en) Production of titanium pellets
CN104588675B (en) Spherical rare metal powder preparing unit and method
WO2019092641A1 (en) Device for the manufacturing of spherical metal powders by an ultrasonic atomization method
AU2014244509A1 (en) High-throughput particle production using a plasma system
RU2564768C1 (en) Method of producing titanium shots and device to this end
CN110961639A (en) Preparation device and preparation method of noble metal spherical powder with different particle sizes
CN209792610U (en) Ultrasonic vibration atomizing chamber and atomizing powder-making equipment comprising same
KR20180065412A (en) A combination system of gas atomizer for metal powder production, collection and gas recycling
RU2699886C1 (en) Method of producing metal powder and device for its implementation
CN103182513B (en) Device for preparing metal powder by inert gas shielded plasmas
WO2010097079A3 (en) Production of spheroidal metal particles
RU2574906C1 (en) Titanium pellet making device
JP2013185258A (en) Titanium powder production apparatus and method
RU2614319C2 (en) Method of spherical powder from intermetallic alloy production
RU164375U1 (en) DEVICE FOR PRODUCING SPHERICAL POWDERS FROM INTERMETALLIDE ALLOY
CN203076178U (en) Plasma spraying rotating target material surface dedusting cooling temperature-control device
CN207806635U (en) A kind of preparation facilities of convergent-divergent channel, nozzle arrangements and TC4 alloy powders
CN107088659A (en) A kind of vacuum gas atomization device
CN205763872U (en) Metal vacuum aerosolizing device slower conical tube