RU2581545C2 - Production of titanium pellets - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: cylindrical biller is revolved about horizontal axis to fuse the billet end by arc plasmatron plasma jet so that fused particles are sprayed by centrifugal forces and solidified at flight in the medium of working gases. The hot mix of said working gases is bled from the spraying chamber. Then, it is forced into primary purification filter and, further, into superfine filter. Then, cleaned mixed is forced via the heat exchanger into the compressor and, therefrom, into the receiver. Said mix is forced into the cooler to feed the cooled mix into cooled mix flow generator. The cooled working gas mix flow is generated by forcing it through the flow generator and into the spraying chamber to cool said fused particle by said cooled working gas mix flow. Now, the pre-cooled pellet particles are dumped into the intake hopper.

EFFECT: lower temperature in the spraying chamber, higher cooling rate, better heat removal.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии и способам получения металлических порошков, в частности к производству порошка титанового сплава.The invention 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, including rotating a cylindrical workpiece around a horizontal axis, melting the end face of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch to ensure atomization of molten particles by 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 известен способ получения гранул (RU 2376111, B22F 9/06, 20.12.2009, /2/) и устройство для получения порошков и гранул, содержащее 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, отличающееся 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 known from the prior art is a 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 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 “Technology of light alloys”, 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 при получение гранул из титановых сплавов методом центробежного распыления гранулы начинают «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, when producing granules from titanium alloys by centrifugal spraying, the granules begin to “stick” to the side walls of the spray chamber with the formation of massive cakes that 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 rubber goods, the destruction of which may result in an emergency and depressurization of the installation.

Задача, на которую направлено изобретение, заключается в разработке способа, при котором возможно получение гранул титановых сплавов, минимизируя образование спеков гранул.The problem to which the invention is directed is to develop a method in which it is possible to obtain granules of titanium alloys, minimizing the formation of cakes of granules.

Техническим результатом изобретения является снижение температуры в камере распыления, увеличение скорости охлаждения (кристаллизации) гранул в процессе распыления и ссыпания ее в приемный бункер, улучшение теплоотвода с внутренних поверхностей приемной трубы и приемного бункера.The technical result of the invention is to reduce the temperature in the spraying chamber, increase the cooling rate (crystallization) of the granules during the 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 титановых гранул заключается в том, что осуществляют вращение цилиндрической заготовки вокруг горизонтальной оси, оплавляют торец заготовки плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением распыления расплавленных частиц под действием центробежных сил и затвердевания частиц при полете в среде рабочих газов, характеризующийся тем, горячую смесь рабочих газов забирают из камеры распыления, направляют, далее направляют в фильтр первичной очистки, далее направляют в фильтр сверхтонкой очистки, после чего очищенную смесь рабочих газов направляют через теплообменник в компрессор, оттуда ее направляют в ресивер, после чего смесь рабочих газов направляют в охладитель смеси рабочих газов, после охлажденную смесь рабочих газов подают в формирователь охлаждающего потока смеси рабочих газов и далее формируют поток смеси охлажденных рабочих газов, направляя его через формирователь охлаждающего потока смеси рабочих газов в камеру распыления таким образом, что расплавленные частицы титана охлаждаются создаваемым потоком охлажденной смеси рабочих газов, после чего предварительно охлажденные частицы гранул ссыпают в приемный бункер.A method of producing titanium granules consists in rotating a cylindrical workpiece around a horizontal axis, melting the end face of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch, ensuring the spraying of molten particles under the action of centrifugal forces and solidification of particles when flying in a working gas environment, characterized in that a hot mixture of working gases taken from the spray chamber, sent, then sent to the primary filter, then sent to the ultrafine filter, and then cleaned the mixture of working gases is sent through a heat exchanger to the compressor, from there it is sent to the receiver, after which the mixture of working gases is sent to the cooler of the mixture of working gases, after the cooled mixture of working gases is fed to the shaper of the cooling stream of the mixture of working gases and then a mixture of cooled working gases is formed, directing it through the former of the cooling stream of the mixture of working gases into the spray chamber so that the molten particles of titanium are cooled by the generated stream of the cooled mixture of working gases after which the pre-cooled particles of the granules are poured into the receiving hopper.

Способ поясняется с помощью фиг. 1: The method is illustrated using FIG. one:

1 - Камера (центробежного) распыления1 - Chamber (centrifugal) spraying

2 - Формирователь охлаждающего потока рабочих газов2 - Shaper of a cooling stream of working gases

3 - Фильтр первичной очистки3 - Primary filter

4 - Фильтр сверхтонкой очистки4 - Ultra-fine filter

5 - Охладитель смеси рабочих газов5 - Cooler gas mixture

6 - Теплообменник6 - Heat exchanger

7 - Ресивер7 - Receiver

8 - Охладитель смеси рабочих газов8 - Cooler of a mixture of working gases

9 - Формирователь охлаждающего потока рабочих газов9 - Shaper coolant flow of working gases

10 - Камера загрузочная10 - boot camera

11 - Камера приводов11 - Drive Chamber

12 - Приемная труба12 - front pipe

13 - Приемный бункер.13 - Receiving hopper.

Камера центробежного распыления или плавильная камера в конструкции предназначена для получения металлических порошков гранул 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. Вращение цилиндрической заготовки вокруг горизонтальной оси, оплавление торца заготовки плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением распыления расплавленных частиц под действием центробежных сил осуществляют с целью получения из заготовки мелких титановых частиц.A centrifugal spraying chamber or a melting chamber in the design is designed to produce metal powders of metal granules, 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. The rotation of the cylindrical workpiece around the horizontal axis, the fusion of the end face of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch with the provision of atomization of molten particles under the action of centrifugal forces is carried out in order to obtain small titanium particles from the workpiece.

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. Направление горячей смеси рабочих газов в теплообменник осуществляют с целью первичного охлаждения, что увеличивает продолжительность работы фильтра и улучшает его рабочие свойства.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. The direction of the hot mixture of working gases in the heat exchanger is carried out for the purpose of primary cooling, which increases the duration of the filter and improves its working properties.

Фильтр первичной очистки используется для исключения попадания в мембранный компрессор пылевых частиц распыляемого материала, а также прочих механических примесей. Подача в него горячей смеси рабочих газов, прошедших первичное охлаждение осуществляется для очищения смеси.The primary filter is used to prevent dust particles from the sprayed material, as well as other mechanical impurities from entering the membrane compressor. The supply of a hot mixture of working gases that have undergone primary cooling is carried out to clean the mixture.

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.

Фильтр сверхтонкой очистки предназначен для отчистки от мелких частиц, пыли и т.д.The ultrafine filter is designed for cleaning from small particles, dust, etc.

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.

Подача в ресивер осуществляется 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 supply to the receiver is carried out 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.

Подачу смеси рабочих газов из ресивера в охладитель осуществляют для полного или более существенного охлаждения.The mixture of working gases from the receiver to the cooler is carried out for full or more substantial cooling.

После охлаждения смесь рабочих газов подают в формирователь охлаждающего потока рабочих газов для формирования встречного газового потока (который может образовывать, например, облако), направленного в камере распыления навстречу разлетающимся гранулам, которые образуются из расплавленного электрода.After cooling, the mixture of working gases is fed into the shaper of the cooling working gas stream to form an oncoming gas stream (which can form, for example, a cloud) directed in the spraying chamber towards the expanding granules that are formed from the molten electrode.

Подача смеси рабочих газов из формирователя охлаждающего потока рабочих газов в камеру распыления через форсунки осуществляется для равномерного распределения в камере потока рабочих газов и возможности придания ему определенной (векторной) направленности, например перпендикулярно горизонтальной оси вращающейся заготовки (электрода).The mixture of working gases from the former of the cooling stream of working gases to the spray chamber through the nozzles is supplied to uniformly distribute the stream of working gases in the chamber and to give it a certain (vector) orientation, for example, perpendicular to the horizontal axis of the rotating workpiece (electrode).

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.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 и возможности транспортирования бункера с гранулами.The receiving hopper is used to collect the obtained granules through the receiving pipe and the possibility of transporting the hopper with granules.

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°С), стойкость к агрессивным средам, герметичность до высоких давлений позволяют практически безальтернативно использовать нержавеющие металлорукава в металлургическом, нефтегазовом, химическом и других видах оборудования. Трубопроводы и металлорукава последовательно и герметично соединяют каждый элемент конструкции - установку центробежного распыления, теплообменник, фильтр, компрессор, ресивер, охладитель смеси рабочих газов, формирователь охлаждающего потока рабочих газов. Кроме того, они (трубопроводы и металлорукава) соединяют между собой камеру (центробежного) распыления и приемный бункер, в рамках нашей заявки этот элемент конструкции мы называем приемной трубой.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. Pipelines and metal hoses sequentially and hermetically connect each structural element - a centrifugal atomization unit, a heat exchanger, a filter, a compressor, a receiver, a cooler for a mixture of working gases, a former of a cooling stream of working gases. In addition, they (pipelines and metal hoses) interconnect the (centrifugal) spray chamber and the receiving hopper; as part of our application, we call this structural element the receiving pipe.

Приемная труба полностью изготовлена из нержавеющей стали, служит для транспортировки/ссыпания полученных гранул 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 into the receiving hopper, transporting / supplying a cooled mixture of working gases to the working chamber, and improving heat removal 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 плазмотрон (например, ПСМ-100) из установки центробежного распыления и характеризуется тем, что устройство содержит последовательно соединенные через металлорукава и трубопроводы из нержавеющей стали 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. Устройство содержит пористый тканевый фильтр. Детали фильтра изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой. Также устройство содержит двухкорпусной четырехкамерный мембранный компрессор (МНВК 2×4), ресивер, детали которого изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и герметично соединены аргонно-дуговой сваркой, 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. Устройство содержит приемный бункер и приемную трубу, при этом они расположены и соединены таким образом, что охлажденные/кристаллизованные гранулы направляются/ссыпаются из рабочей камеры через металлорукава и трубопроводы, в нашем варианте исполнения это приемная труба 12, в приемный бункер 13 под действием силы тяжести.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 air from the working chamber, filling it with inert gas and subsequent continuous pumping of gas from the chamber and supplying it to the plasmatron (for example, PSM-100) from the centrifugal unit spraying and is characterized in that the device contains a heat exchanger connected in series through a metal hose and stainless steel pipelines, which is a water-cooled cylinder, inside of which there passes a spiral-shaped pipeline of a mixture of working gases. Details of the heat exchanger are made of stainless steel 12X18H10T and hermetically connected by argon-arc welding. The device contains a porous fabric filter. Filter parts are made of 12X18H10T stainless steel and hermetically connected by argon-arc welding. The device also contains a two-case four-chamber membrane compressor (MNVK 2 × 4), a receiver, the details of which are made of stainless steel 12X18H10T and hermetically connected by argon-arc welding, a cooler for a mixture of working gases, which is a vessel made by the principle of a Dewar vessel, the volume of which is filled with liquid nitrogen and inside of which a spiral pipe of a mixture of working gases passes. The gas cooler parts are made of 12X18H10T stainless steel and hermetically connected by argon-arc welding. The device contains a receiving hopper and a receiving pipe, while they are arranged and connected in such a way that the cooled / crystallized granules are sent / poured from the working chamber through the metal hoses and pipelines, in our embodiment, this is the receiving pipe 12, into the receiving hopper 13 by gravity .

Таким образом, изобретение обеспечивает снижение температуры в камере распыления, увеличение скорости охлаждения (кристаллизации) гранул в процессе распыления и ссыпания их в приемный бункер, что способствует получению гранул из титана и титановых сплавов фракционного состава без образования спеков гранул.Thus, the invention provides a decrease in temperature in the spraying chamber, an increase in the cooling rate (crystallization) of the granules during the spraying process and pouring them into the receiving hopper, which contributes to the production of granules from titanium and titanium alloys of fractional composition without the formation of cakes of granules.

Claims (1)

Способ получения титановых гранул, 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 среде рабочих газов, отличающийся тем, что горячую смесь рабочих газов забирают из камеры распыления, далее направляют в фильтр первичной очистки, далее направляют в фильтр сверхтонкой очистки, после чего очищенную смесь рабочих газов направляют через теплообменник в компрессор, оттуда ее направляют в ресивер, после чего смесь рабочих газов направляют в охладитель смеси рабочих газов, после охлажденную смесь рабочих газов подают в формирователь охлаждающего потока смеси рабочих газов и далее формируют поток смеси охлажденных рабочих газов путем направления его через формирователь охлаждающего потока смеси рабочих газов в камеру распыления с обеспечением охлаждения расплавленных частиц потоком охлажденной смеси рабочих газов, после чего предварительно охлажденные частицы гранул ссыпают в приемный бункер. A method of producing titanium granules, including rotating a cylindrical workpiece around a horizontal axis, melting the end face of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch, ensuring the spraying of molten particles under the action of centrifugal forces and solidification of particles during flight in a working gas environment, characterized in that the hot mixture of working gases is taken from the chamber spraying, then sent to the primary filter, then sent to the ultrafine filter, after which the cleaned mixture of working gases is sent black h the heat exchanger to the compressor, from there it is sent to the receiver, after which the working gas mixture is sent to the working gas mixture cooler, after the cooled working gas mixture is supplied to the shaper of the working gas mixture flow and then a stream of the cooled working gas mixture is formed by directing it through the cooling shaper the flow of the working gas mixture into the spraying chamber to ensure the cooling of the molten particles by the flow of the cooled mixture of working gases, after which the pre-cooled particles are granulated l poured into the receiving hopper.

Images