DE1558271C

DE1558271C - Device for pulverizing high-melting substances

Info

Publication number: DE1558271C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Maier, Gotthart, 7888 Rheinfelden
Publication date: 1971-02-11

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschnitt als die vorhergehende Düse. Man er-Pulverisieren oder Granulieren von Metallen, reicht dadurch, daß die Strömungsgeschwindigkeit in Metallegierungen oder dergleichen hochschmelzen- den einzelnen Düsen etwa beibehalten wird, was. das den Stoffen durch Zerstäuben von Schmelzgut mit Erzielen gleichmäßiger Korngröße begünstigt. Der Hilfe eines von außen an eine Düsenmündung ge- 5 vergrößerte Querschnitt der aufeinanderfolgenden, führten Gasstromes, dessen Temperatur gleich oder Düsen berücksichtigt dabei, daß an einer Düsenhöher als die Schmelztemperatur des zu zerstäuben- mündung zu dem Schmelzgut eine gewisse Menge den Gutes ist, wobei die Düse über eine Leitung mit von Zerstäubergas hinzutritt.The invention relates to a device for cross-sectioning as the preceding nozzle. Man he pulverize or granulating metals, is sufficient that the flow velocity in Metal alloys or the like high-melting individual nozzles is retained about what. that favored the substances by atomizing molten material with the achievement of a uniform grain size. the With the help of an enlarged cross-section of the successive, led gas flow whose temperature is the same or nozzles takes into account that at a nozzle higher than the melting temperature of the mouth to be atomized to the melt material a certain amount which is good, with the nozzle being added via a line with nebulizer gas.

dem Schmelzgut in Verbindung steht. Zweckmäßig ist es, wenn die einzelnen Düsenthe melt is in connection. It is useful if the individual nozzles

Es ist bereits bekannt, hochschmelzende Stoffe, io relativ zueinander in Längsrichtung verstellbar sind., wie z. B. Metalle, Legierungen od. dgl., durch Zer- Dadurch kann man erreichen, daß die Mündung der. stäuben zu pulverisieren. Dabei befindet sich das Vorzerstäuberdüse mehr oder weniger in den Ein-Schmelzgut in der Regel in einem Druckofen, von tritt der nächsten Düse hineinragt. Dabei kann die welchem es über eine Leitung zu einer Düse gelan- die Mündung der Vorzerstäuberdüse etwas übergen kann, an deren Mündung ein Gasstrom Vorzugs- 15 greifende Nachzerstäuberdüse in Längsrichtung verweise in Düsenlängsrichtung vorbeigeführt wird. stellbar sein, z. B. durch ein Gewinde zwischen dem Dieser schnell fließende Gasstrom bewirkt an der Haltekörper der Nachzerstäuberdüse und einer das Düsenmündung einen Unterdruck, welcher im Zu- Düsensystem umgreifenden Büchse. Außerdem kann sammenwirken mit dem in dem Druckofen bestehen- der Führungskörper zur Begrenzung des Strömungsden Überdruck das zu pulverisierende Schmelzgut aa querschnittes des Gases im Bereich der Mündung der auch bei Verwendung einer Steigleitung zu der Nachzerstäuberdüse in Längsrichtung verstellbar sein. Düsenmündung befördert. An der Düsenmündung Zweckmäßig ist es, wenn die Außenflächen der Düsen wird das Schmelzgut durch das schnell strömende· wnigstens im vorderen Bereich sich konisch ver-Gas in mehr oder wenige kleine Tröpfchen zerrissen. jungend zu ihren Mündungen hin abgeschrägt sind. In einem Abscheidekessel erstarren diese Tröpfchen 05 Dadurch ergeben sich einerseits scharfe Kanten an zu Grieß oder Pulver. Häufig werden genaue An- den Mündungen, wodurch das Zerreißen und Losforderungen an die Größe der einzelnen Pulver- oder lösen von Schmelztröpfchen begünstigt wird, und Grießkörnchen gestellt. Ein wesentlicher Nachteil der andererseits sind die Spaltweiten an den Düsenmünbisher bekannten Pulverisierungsvorrichtungen be- düngen im Zusammenwirken mit den Verstellmögsteht nun darin, daß die Größe der einzelnen Pulver- 30 lichkeiten in Längsrichtung regulierbar. Je enger die körnchen sehr unterschiedlich ausfallen kann. Es Spaltweite eingestellt ist, um so größer wird bei gleikönnen sich z.B. an der Düsenmündung einzelne chem Gasdurchsatz die Strömungsgeschwindigkeit in Metalltröpfchen etwas länger halten und dabei an- dem Spalt. Dadurch läßt sich an dieser Stelle der wachsen. Um dennoch ein möglichst gleichmäßiges Unterdruck beeinflussen und zusätzlich eine erhöhte, Pulver zu erhalten, müßten derartige, zu groß gera- 35 das Zerstäuben fördernde Verwirbelung des Gastene Pulverteilchen z. B. ausgesiebt werden, was stromes bewirken.It is already known, high-melting substances, io relative to each other in the longitudinal direction. Such. B. Metals, alloys or the like. By Zer- This can be achieved that the mouth of the. dust to pulverize. The pre-atomizer nozzle is located more or less in the melting material, usually in a pressure furnace, from which the next nozzle protrudes. The mouth of the pre-atomizer nozzle, which can reach a nozzle via a line, can pass over the mouth of the pre-atomizer nozzle, at the mouth of which a gas stream preferential 15 reaching secondary atomizer nozzle is passed in the longitudinal direction referring to the nozzle longitudinal direction. be adjustable, e.g. B. through a thread between the fast-flowing gas stream causes a negative pressure on the holding body of the Nachzerstäuberdüse and the nozzle mouth, which encompasses the bushing in the nozzle system. In addition, the existing guide body in the pressure furnace to limit the flow, the overpressure, the melt material to be pulverized aa cross-section of the gas in the area of the mouth can be adjusted in the longitudinal direction even when using a riser to the post-atomizer nozzle. Nozzle orifice conveyed. At the nozzle mouth, it is useful if the outer surfaces of the nozzles are torn into more or a few small droplets by the rapidly flowing gas, at least in the front area, conically. when young are bevelled towards their mouths. These droplets 05 solidify in a separation vessel. On the one hand, this results in sharp edges leading to grit or powder. Often precise ends are made, which promotes the tearing and loosening of the size of the individual powder droplets or the dissolving of melt droplets, and grains of semolina. On the other hand, a major disadvantage of the pulverization devices known up to now is the gap widths on the nozzle units, in cooperation with the adjustment possibilities, is that the size of the individual powder possibilities can be regulated in the longitudinal direction. The narrower the granules can be very different. It is set gap width, the greater is at, for example, can slide at the nozzle orifice single chem gas flow rate, the flow rate slightly longer hold in metal droplets and thereby check the gap. This allows the to grow at this point. In order to nevertheless influence a vacuum that is as uniform as possible and also to obtain an increased powder, such swirling of the Gastene powder particles, which is too great for atomization, would have to be e.g. B. be sifted out, which effect currents.

wegen der dadurch entstehenden Kosten nicht ver- Zur Verwendung des Schmelzgut-Heizgases zumBecause of the costs incurred as a result, it is not possible to use the molten material heating gas for

tretbar ist." Ein weiterer Nachteil der bisher bekann- Zerstäuben kann wenigstens eine Verbmdungsöfften Vorrichtungen zum Pulverisieren hochschmelzen- nung von dem das Schmelzgut enthaltenden Druckder Stoffe besteht darin, daß die Beeinflussung der 40 ofen zu einem die Mündung der Vorzerstäuberdüse Korngröße des herzustellenden Pulvers lediglich umgebenden Raum vorgesehen sein und dort wenigmittels einer Veränderung der Gastemperaturen oder stens eine Bohrung zur Mündung der Nachzerstäuber- der aufgewendeten Drücke möglich ist. Pulver von düse führen, so daß ein Teil des Heizgases vorzerhochschmelzenden Stoffen und insbesondere Metall- stäubend an dem Spalt zwischen Vorzerstäuber pulver werden z. B. zur Herstellung von Thermit oder 45 düsenmündung und ein weiterer Teilstrom nachzervon Katalysatoren verwendet oder zu Sinterzwecken stäubend an der nächsten Düsenmündung wirksam benötigt. , gemacht sind. Andererseits kann auch für das zum Another disadvantage of the previously known atomization can be at least one Verbmdungsöfften devices for pulverizing high-melting from the pressure of the material containing the material is that the influence of the furnace to a grain size of the powder to be produced only surrounds the mouth of the pre-atomizer nozzle space be provided and powder, there is little means of a change in the gas temperature or least one bore the mouth of the Nachzerstäuber- of the applied pressures possible. von nozzle, so that a part of the heating gas vorzer refractory materials, and particularly metal dusting at the gap between pre-diffuser powders are used, for example, for the production of thermite or nozzle orifices and a further partial flow of catalysts or for sintering purposes that are effective for sintering purposes at the next nozzle orifice

Es besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung der ein- Zerstäuben vorgesehene Gas oder einen Teil davon gangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Her- eine seitliche Zuführung in den die Vorzerstäuberstellung von feineren und gleichmäßigeren Pulvern 50 düsenmündung umgebenden Raum vorgesehen sein, od. dgl. erlaubt und unter anderem eine einfache Es sei erwähnt, daß die verwendeten inerten, redu-Regelung der Korngröße bei der Herstellung ver- zierenden oder oxydierenden Gase eine mindestens schiedener Pulver ermöglicht. ebenso hohe Temperatur wie die SchmelztemperaturThe object is to provide a device for atomizing gas or a part thereof To create the type mentioned at the outset, which should be provided for a lateral feed into the space surrounding the pre-atomizing position of finer and more uniform powders 50 nozzle opening, or the like. Allowed and, among other things, a simple one. It should be mentioned that the inert, redu-regulation of the grain size used in the production of decorating or oxidizing gases is at least one different powders possible. temperature as high as the melting temperature

Dazu schlägt die Erfindung vor, daß mindestens des zu zerstäubenden Gutes haben, um ein vorzeitizwei Düsen hintereinander angeordnet sind und die 55 ges Erstarren innerhalb einer Düse zu vermeiden. Mündung einer Vorzerstäuberdüse unter Freilassung Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeicheines Spaltes in den Eintritt der nächsten Düse hin- nung noch näher erläutert. Es zeigt -einweist. Die an der Mündung der Vorzerstäuber- Fig. 1 einen Querschnitt durch eine an einemTo this end, the invention proposes that at least the material to be atomized should have two nozzles arranged one behind the other and to avoid solidification within one nozzle. Mouth of a pre-atomizer nozzle with release The invention is explained in more detail below with reference to the symbol of a gap in the inlet of the next nozzle. It shows -instructions. The at the mouth of the pre-atomizer Fig. 1 shows a cross section through one at one

düse gebildeten Schmelzguttröpfchen gelangen also Druckofen befestigte, der Erfindung entsprechende gemischt mit Gas durch wenigstens eine weitere Düse 60 Vorrichtung sowieNozzle formed melt material droplets so get pressure furnace attached, corresponding to the invention mixed with gas through at least one other nozzle 60 device as well

noch einmal in einen sie nochmals zerreißenden Gas- Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Querschnittonce again in a gas which is tearing it again - Fig. 2 shows a cross section on an enlarged scale

strom. Dadurch wird eine Verminderung der durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit ab-Tröpfchengröße und damit der Größe der Pulverteile gewandelter Gaszuführung.electricity. This results in a reduction in the gas supply which is changed by a device according to the invention with ab droplet size and thus the size of the powder particles.

erzielt. Außerdem erreicht man durch mehrmaliges Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zumachieved. In addition, by repeated a device designated as a whole by 1 for

Zerstäuben einen Ausgleich von Größenunterschie- 65 Pulverisieren oder gegebenenfalls Granulieren hochden der einzelnen Tröpfchen. schmelzender Stoffe besteht erfindungsgemäß ins-Atomization to compensate for size differences, pulverization or, if necessary, granulation of the individual droplets. melting substances consists according to the invention

Zweckmäßigerweise haben die in Strömungsrich- besondere aus zwei hintereinander angeordneten tung einander folgenden Düsen jeweils einen größeren Düsen 2 und 3, wobei die Mündung einer Vorzer-Appropriately, in the direction of flow, in particular, have two arranged one behind the other the following nozzles each have a larger nozzle 2 and 3, with the mouth of a pre-

Claims

3 43 4

The atomizer nozzle 2 flows into the space 22 surrounding the atomizer nozzle 2, leaving a gap 4 free. There entry 5 of the Nachzerstäuberdüse 3 protrudes. is a partial flow of the gas for pre-atomization. Furthermore, the device 1 has a z. B. from the gap 4 between the pre-atomizer nozzle mouth • steel existing holding body 6 for the post-atomizer 16 and inlet 5 in the post-atomizer nozzle 3 and a holding body 7 for the pre-5 turns, while another partial flow through Bohzerstäuberdüse 2. Both holding bodies 6 and 7 are wrestling 23, which preferably encompassed concentrically around that of an outer sleeve 8. It can be seen that the nozzle 3 in which the holding body 6 is attached, and clearly in the figures that the holding body 6 is guided by means of the flow cross section 5 in the region of the thread 9 together with the nozzle 3 relative to the manure 14 of the nozzle 3. There then there is bush 8 or to the pre-atomizer nozzle 2, adjustable according to the invention, a post-atomization of the meltable. . , '^; . guttröpfchen gas mixture instead of that at which the attachment of the ceramic or carbon mouth 16 of Vorzerstäuberdüse 2 would be formed, existing nozzles 2 and 3 is in each case mentioned with a As is also the Strömungsqueraus fireclay or ramming mass existing ring section S by adjusting of the guide body 13

10 or 11. In particular, the ring 11 for fastening 15 relative to the conical mouth 14 in The supply of the post-atomizer nozzle 3 engages in the ring - its clear width can be regulated.

grooves 12, whereby an additional form fit In F i g. 2 is a slightly modified version

is achieved. the device 1 shown. The difference is

When replacing e.g. by burning off, the main thing is that for the atomization

Damaged nozzles 2 and 3, the rings 10 or the gas provided in this way can be fed into the side feed 24

11 are easily broken. In addition to the one surrounding the pre-atomizer nozzle orifice 16 Holding function they also seal the nozzle body space 22 is provided. With this arrangement against the holding body 6 and 7, respectively. the riser 20 simply od into a crucible.

At the mouth 14 of the after-atomizer nozzle 3, the container containing the melt 19 is introduced, a guide body 13 is known, which becomes 25. The remaining parts of the device 1 in the delimitation of the flow cross section S of the gas F i g. 2 correspond in their structure and in their provision in the area of the mouth 14. Its mode of operation is that of the device 1 in FIG. 1, likewise adjustable via a thread 15 in the longitudinal direction, in particular through the interaction of the front nozzle arrangement. Both the features described in the mouth allow the device 1 according to the invention 14 of the nozzle 3 and the mouth 16 of the nozzle 2 30 according to a good setting to which tapers conically on the outside. As a result, both properties of the melt material to be atomized, mouths have relatively sharp edges 17, and such. B. Melting point, viscosity, specific addition is through these bevels at a weight, etc. The arrangement of several atomization longitudinal adjustment of the guide body 13 or the set one behind the other improves in the desired holding body 6 of the gap 4 or the flow transverse 35 manner the fineness and uniformity of the achieved average 5 adjusted. A very narrow gap 4 or StrÖ powder or granulate. As a result, the effort cross-section S causes a high gas speed in the production of such a powder as well as the density and thus a stronger negative pressure at the risk of the formation of the powder deteriorate the respective nozzle orifice 14 or 16, which reduces the too large particles.
The size of the entrained melt material droplets affects 40 A preferred embodiment is that at can be flowed. Use of circular cross-sections with the

In Fig. 1, a device according to the invention is 1 knife of the pre-atomizer 2 about 1 cm, which is the

installed in a pressure furnace 18. The besse-Nachzerstäuberdüse 3 is about twice as much and

Due to the device 1, the clear width of the nozzle orifices 14 and 16, respectively, is disproportionate for a better overview

drawn moderately large. In 45 surrounding annular gaps 5 and 4, the pressure furnace 18 contains approximately up to Vt cm

In a known manner, a melting material 19 which can be adjusted in the off.

example of a vertical riser 20 -,

arrives at the Vorzerstäuberdüse. 2 The promotion _p . . ...

the melting material takes place through the riser 20; entitlement to rent. on the one hand by the pressure in the pressure furnace 8 and 50

andererseits durch den von der Gasströmung an der 1. Vorrichtung zum Pulverisieren oder Granu-on the other hand by the gas flow at the 1st device for pulverizing or granulating

Düsenmündung 16 bzw. 14 erzeugten Unterdruck. liefen von Metallen, Metallegierungen od. dgl.Nozzle orifice 16 or 14 generated negative pressure. ran from metals, metal alloys or the like.

The use of a riser 20 in place of a high-melting materials by spraying

beispielsweise horizontalen oder abfallenden Leitung 'Schmelzgut mit Hilfe eines von außen an eine hat den Vorteil, daß die beförderte Schmelzgutmenge 55- Düsenmündung geführten Gasstromes, dessenfor example horizontal or sloping line 'melt material with the help of an from the outside to a has the advantage that the amount of molten material transported 55 nozzle orifice guided gas stream, its

is more controllable and a drop in temperature equal to or higher than the melting point

"Düsen 2 bzw. 3 nach Außerbetriebnahme der Vor- temperatur des zu zerstäubenden Gutes ist, wobei"Nozzle 2 or 3 is the pre-temperature of the material to be atomized after shutdown, where

richtung 1 unterbleibt. die Düse über eine Leitung mit dem Schmelzgutdirection 1 is omitted. the nozzle via a line with the melting material

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird zum in Verbindung steht, dadurch gefcenn-Zerstäuben das Heizgas des Schmelzgutes 19 verwen- 60 zeichnet, daß mindestens zwei Düsen (2,3) det. Dieses Heizgas erhält den Druck in dem Druck- hintereinander angeordnet sind und die Mündung ofen 18 aufrecht und sorgt dafür; daß das Schmelz- (16) einer Vorzerstäuberdüse (2) unter Freigut eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes lassung eines Spaltes (4) in den Eintritt (5) der behält. In dem mit dem Ofeninnenraum in Beruh- nächsten Düse (3) hineinweist, rung stehenden Haltekörper 7 befindet sich eine oder, 65 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gewie es gestrichelt angedeutet ist, mehrere Verbin- kennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung eindungsöffnungen 21, durch welche das Heizgas aus ander folgenden Düsen (3) jeweils einen größeren dem Druckofen 18 in den die Mündung 16 der Vor- Querschnitt als die vorhergehende Düse (2) haben.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the heating gas of the melting material 19 is used for being in connection, thereby being fcenn-atomizing that at least two nozzles (2, 3) det. This heating gas receives the pressure in which the pressure is arranged one behind the other and the mouth oven 18 upright and ensures; that the melting (16) of a pre-atomizer nozzle (2) under free material a temperature above its melting point leaving a gap (4) in the inlet (5) of the retains. In which the next nozzle (3) points to the furnace interior, tion standing holding body 7 is one or, 65 2. Device according to claim 1, characterized as it is indicated by dashed lines, several connec- tions that the inlet openings 21 in the flow direction through which the heating gas from the other following nozzles (3) each have a larger one the pressure furnace 18 in which the mouth 16 has the preliminary cross-section than the preceding nozzle (2).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the individual nozzles (2,3) are adjustable relative to each other in the longitudinal direction.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the Nachzerstäuberdüse (3) in Is adjustable longitudinally, for. B. by a thread (9) between the holding body (6) of the Nachzerstäuberdüse (3) and a sleeve encompassing the nozzle system (8).

5. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the guide body (13) for limiting the flow cross-section (S) of the gas in the region of the mouth (14) of the Nachzerstäuberdüse (3) is adjustable in the longitudinal direction.

6. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the outer surfaces of the nozzles (2, 3) at least in the front area taper conically to ao their mouths (16,14) are beveled.

7. Device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that for the use of the hot melt gas for atomizing at least one connection opening as (21) from the pressure furnace (18) containing the melt (19) to a mouth (16) of the Vorzerstäuberdüse (2) surrounding space (22) is provided and from there at least one bore (23) leads to the mouth (14) of the post-atomizer nozzle (3).

8. Device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that for the gas causing the atomization or a part thereof a side feed (24) in the space (22) surrounding the pre-atomizer nozzle opening (16) is provided.

9. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the or from ceramic or carbon. The like. Existing nozzles (2, 3) by one from Fireclay or ramming compound existing ring (11) against their z. B. made of steel holding body (6,7) are sealed and fastened interchangeably.

10. The device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the diameter of the pre-atomizer nozzle (2) is about 1 cm, that of the post-atomizer nozzle (3) is about twice and the inside diameter of the nozzle orifices (14, 16) surrounding annular gaps (S, 4) is adjustable up to about Vt cm '.

1 sheet of drawings