RU2063305C1

RU2063305C1 - Process for manufacturing metal small shots

Info

Publication number: RU2063305C1
Authority: RU
Inventors: С.Г. Простяков; Е.Н. Пашков
Original assignee: Простяков Сергей Георгиевич
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1996-07-10

Abstract

FIELD: powder metallurgy. SUBSTANCE: given invention solves problem of decreasing deviation of form of small shots from ideal ball surface. Process includes separation of melt into drops with the aid of die having calibration holes, cooling drops of melt and collection of granules. Novelty of invention lies in usage of rosin-oil emulsion at temperature of 100-200 C in the capacity of cooling medium. EFFECT: increased quality of small shots. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к получению металлической дроби. The invention relates to the field of foundry, in particular to the production of metal fractions.

Известен способ получения дроби, включающий получение капли жидкого металла, пропускание его через нейтральный газ и охлаждающую среду, закалку в жидкой среде, причем в качестве охлаждающей среды используют пену мыльной эмульсии (см. а.с. СССР N 338298, кл. В 22 Д 23/08, 1972 г.). A known method of producing fractions, including obtaining a drop of liquid metal, passing it through a neutral gas and a cooling medium, quenching in a liquid medium, using soap emulsion foam as a cooling medium (see A.S. USSR N 338298, class B 22 D 23/08, 1972).

Однако при этом способе наблюдается отклонение формы дроби от идеальной шаровой поверхности. However, with this method, a deviation of the shape of the fraction from the ideal spherical surface is observed.

Известен способ получения металлической дроби, включающий распыление жидкого металла газом и ввод порошкообразных добавок солей, например хлоридов, нитридов щелочных и щелочноземельных металлов, температура разложения которых ниже температуры плавления гранулируемого металла и при разложении которых выделяются инертные по отношению к распыливаемому металлу газообразные вещества (см. а.с. СССР N 514661, кл. В 22 Д 23/08, 1974 г). A known method of producing a metal fraction, comprising spraying liquid metal with gas and introducing powdered additives of salts, for example chlorides, nitrides of alkali and alkaline earth metals, the decomposition temperature of which is lower than the melting temperature of the granulated metal and upon decomposition of which gaseous substances are inert with respect to the sprayed metal (see AS USSR N 514661, class B 22 D 23/08, 1974).

Недостатком этого способа являются низкие аэродинамические характеристики снижающие степень сферодизации дробинок. The disadvantage of this method is the low aerodynamic characteristics that reduce the degree of spherodization of grains.

Известен способ получения свинцовых гранул, включающий разделение расплава на капли с помощью фильеры с калиброванными отверстиями, охлаждение капель расплава осуществляется в потоке водяной аэрозоли ( см.а.с. СССР N 1492581, кл. В 22 Р 9/08, 1987 г. прототип). A known method of producing lead granules, including the separation of the melt into droplets using a die with calibrated holes, the cooling of the droplets of the melt is carried out in a stream of water aerosol (see A.S. USSR N 1492581, class. 22 P 9/08, 1987 prototype )

Недостатком такого способа также является отклонение формы дроби от идеальной шаровой поверхности. Происходит это потому, что в трубе наблюдается турбулентность воздушно-капельного потока, которая вызывает деформацию капель жидкого металла, кроме того, капли, находящиеся в непосредственной близости от фильеры, подхватываются восходящими струями воздушно-капельного потока и деформируются о фильеру. The disadvantage of this method is also the deviation of the shape of the fraction from the ideal spherical surface. This happens because in the pipe there is turbulence of the air-drop flow, which causes deformation of the drops of liquid metal, in addition, drops located in the immediate vicinity of the die are picked up by the rising jets of the air-drop stream and are deformed about the die.

Настоящим изобретением решается задача уменьшения отклонения формы дроби от идеальной шаровой поверхности. The present invention solves the problem of reducing the deviation of the shape of the fraction from the ideal spherical surface.

Заявляемый способ отличается тем, что в качестве охлаждающей среды используют канифоле-масляную эмульсию, что соответствует критерию изобретения "новизна". The inventive method is characterized in that as a cooling medium using rosin-oil emulsion, which meets the criteria of the invention of "novelty."

Известно, что воздействием на поверхностное натяжение металла различными технологическими методами сферодизируют форму получаемых дробинок, например за счет распыления расплава металла газами, инертными по отношению к нему, однако это приводит к появлению окисной пленки и требует дополнительного восстановления. Введение же металлических порошков требует большого перегрева струи распыливаемого металла и может привести к замораживанию ее, причем металлический порошок вносит дополнительно неметаллические включения в дробинки. It is known that by influencing the surface tension of a metal by various technological methods, the shape of the obtained pellets is spherodized, for example, by spraying a metal melt with gases inert to it, however, this leads to the appearance of an oxide film and requires additional reduction. The introduction of metal powders requires a large overheating of the sprayed metal jet and can lead to its freezing, and the metal powder additionally introduces non-metallic inclusions into the pellets.

Использование в качестве охлаждающей среды коллоидного раствора жидкого стекла повышает коэффициент трения, что приводит к слипанию дробинок. The use of liquid glass colloidal solution as a cooling medium increases the friction coefficient, which leads to the adhesion of grains.

Однако в предлагаемом способе при соприкосновении расплавленного металла с несмачиваемой поверхностью канифоле-масляной эмульсии, используемой в качестве охлаждающей среды, и за счет упорядочения сил поверхностного натяжения капли расплава приобретают строго округлую форму, при этом поверхность образующихся дробинок покрывается полимерной пленкой, предохраняющей их от окисления, а использование масла подсолнечника, относящегося к разряду полувысыхающих, в сочетании с канифолью гарантирует стабильность технологического процесса. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "изобретательский уровень". However, in the proposed method, when the molten metal comes in contact with the non-wettable surface of the rosin-oil emulsion used as a cooling medium, and due to the ordering of the surface tension forces, the melt droplets acquire a strictly rounded shape, while the surface of the formed pellets is covered with a polymer film that protects them from oxidation, and the use of semi-drying sunflower oil in combination with rosin ensures the stability of the process. This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of the invention "inventive step".

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа. The drawing shows a diagram of a device for implementing the method.

Устройство состоит из гранулятора 1, который выполнен в виде вертикального цилиндра. В верхней части гранулятор 1 имеет переливную емкость 2, связанную посредством шланга 3 с отстойником 4. Над гранулятором 1 соосно с ним расположена фильера 5, соединенная посредством металлопровода 6 с плавильным тигелем 7. Тигель 7 снабжен термопарой 8, электрически связанной с датчиком температуры 9. На металлопроводе 6 установлен кран 10. Над фильерой 5 соосно с ней размещена газовая форсунка 11. Вторая газовая форсунка 12 расположена под тигелем 7. Регулирование подачи газа к форсункам 11, 12 осуществляется вентилями 13,14. Подача воздуха к форсунке 12 осуществляется посредством патрубка 15. Гранулятор 1 имеет в нижней части крышку 16 и сливной кран 17. The device consists of a granulator 1, which is made in the form of a vertical cylinder. In the upper part, the granulator 1 has an overflow tank 2 connected through a hose 3 to a settler 4. Above the granulator 1 there is a die 5 coaxially connected with a metal wire 6 to a melting crucible 7. The crucible 7 is equipped with a thermocouple 8 electrically connected to the temperature sensor 9. A valve 10 is installed on the metal wire 6. A gas nozzle 11 is arranged coaxially with the nozzle 5. A second gas nozzle 12 is located under the crucible 7. The gas supply to the nozzles 11, 12 is regulated by valves 13,14. The air supply to the nozzle 12 is carried out by means of the pipe 15. The granulator 1 has a cover 16 and a drain valve 17 in the lower part.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Исходное сырье свинец и бабит загружают в плавильный тигель 7 и с помощью форсунки 12 нагревают до получения расплава. В гранулятор 1 заливают канифоле-масляную эмульсию, разогретую до температуры 120-130^oС. Излишки эмульсии отводят в отстойник 4 посредством переливной емкости 2 и шланга 3. Фильеру 5 прогревают с помощью форсунки 11. Открывают кран 10 и расплав металла подают на фильеру 5. После прохождения фильеры 5 расплав разделяется на отдельные капли. Капли под действием сил тяжести приобретают поступательное движение, попадают в среду канифоле-масляной эмульсии и в виде дроби оседают в нижней части гранулятора 1.The feedstock lead and babite are loaded into the melting crucible 7 and heated with the nozzle 12 to obtain a melt. A rosin-oil emulsion heated to a temperature of 120-130 ^° C is poured into the granulator 1. Excess emulsions are discharged into the sump 4 by means of an overflow tank 2 and a hose 3. The die 5 is heated using the nozzle 11. The valve 10 is opened and the molten metal is fed to the die 5 After passing through die 5, the melt is divided into separate drops. Drops under the action of gravity acquire a translational motion, fall into the environment of rosin-oil emulsion and in the form of fractions settle in the lower part of the granulator 1.

После полного опорожнения плавильного тигеля 7 открывают сливной кран 17 и спускают канифоле-масляную эмульсию в сборник (на чертеже условно не показан). Затем открывают крышку 16 и собирают дробь в сборник дроби (на чертеже условно не показан). After the melting crucible 7 is completely emptied, the drain valve 17 is opened and the rosin-oil emulsion is lowered into the collector (not shown conventionally in the drawing). Then open the lid 16 and collect the fraction in the collection of fractions (conventionally not shown in the drawing).

Пример. В гранулятор 1, имеющий габариты, соответственно, высота 1000 мм, ширина 100 мм, заливали канифоле-масляную эмульсию, приготовленную на основе растительного масла, например масла подсолнечника, имеющую температуру 120 130^oС, так, чтобы зазор между мениском был равен 10-12 мм, что отрегулировали с помощью переливной емкости 2. В плавильный тигель 7 загрузили исходное сырье в виде свинца бабита в объемном соотношении 10:2 и разогрели до температуры 350-375 С. Температура поддерживалась во время работы на заданном уровне. Полученный расплав металла с помощью крана 10 подавали на фильеру 5 так, чтобы высота расплава составляла 25-30 мм. Проходя сквозь отверстия фильеры 5, расплав металла разделялся на капли, которые, попадая в гранулятор 1, в канифоле-масляную эмульсию, приобретали округлую форму и оседали на дне гранулятора 1 в виде дроби.Example. In a granulator 1 having dimensions, respectively, height 1000 mm, width 100 mm, a rosin-oil emulsion prepared on the basis of vegetable oil, for example, sunflower oil, having a temperature of 120 130 ^o C, was poured so that the gap between the meniscus was 10- 12 mm, which was adjusted using an overflow tank 2. The melting crucible 7 was charged with feedstock in the form of babite lead in a volume ratio of 10: 2 and heated to a temperature of 350-375 C. The temperature was maintained at a given level during operation. The obtained metal melt was supplied to the die 5 using a valve 10 so that the height of the melt was 25-30 mm. Passing through the openings of the die 5, the metal melt was divided into droplets, which, falling into the granulator 1, into a rosin-oil emulsion, acquired a rounded shape and settled on the bottom of the granulator 1 in the form of a fraction.

При контроле результатов эксперимента выявлено, что максимальное отношение большого и малого диаметров сферических гранул составило 0.85 1.0. Процент выхода годной дроби составил 99% это значит, что выход годных дробинок увеличивается в среднем на 40% When monitoring the results of the experiment, it was found that the maximum ratio of large and small diameters of spherical granules was 0.85 1.0. The percent yield of fractions was 99%, which means that the yield of pellets increases by an average of 40%

Claims

A method of producing a metal fraction, including the separation of the melt into droplets using a die with calibrated holes, cooling the droplets of the melt and collecting granules, characterized in that the cooling of the droplets of the melt is carried out in a rosin-oil emulsion at 100 to 200 ^o C.