187915. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémporok, főleg, alumíniumból és/vagy ötvözeteiből álló porok előállítására
1 18 A találmány tárgya eljárás fémpor, főleg alumíniumból és/vagy ötvözeteiből álló por előállítására, továbbá berendezés az eljárás foganatosítására. A fémporok előállítására a gyártási igények megjelenése után számos módszert dolgoztak ki. Ipari méretekben napjainkig két alapvető eljárástípust fejlesztettek ki. Az egyik megoldásnál megfelelő féinötvözeteket mechanikus módszerekkel — őrléssel, zúzással, darálással — kellő ideig aprítják, majd szitasorokon vagy fluidizációs tornyokban osztályozzák. A másik ismert eljárástípusnál folyékony fémből indulnak ki, s azt levegővel, közömbös gázzal vagy centrifugálással porlasztják fémporrá. Az egyes konkrét esetekben alkalmazott eljárást a fémpor felhasználási célja, többnyire pedig a felhasznált fém tulajdonságai döntik el. A mechanikus aprításhoz kis szilárdságú, ugyanakkor viszonylag rideg fémek alkalmazhatók. A berendezésben elhelyezett vágókések a fordulatszám és a behelyezett szita lyukmérete függvényében aprítják fel a fémet, többnyire jelentős mennyiségű porszerű frakciót is képezve. Az ismert őrlőberendezések sokfélék lehetnek, a legkorszerűbbek a Pallman típusú malmok. A folyékony fémből kiinduló fémporgyártás lényege, hogy a folyékony fémsugarat 4—6 bar nyomású levegővel porlasztva a keletkező fémport gyűjtőkamrába fújják. Az így képződött részecskék jelentős része 0,06 nm-nél kisebb átmérőjű, ezért a levegővel robbanóképes elegyet képezhet, s porrobbanás következhet be. A fémporok, különösen az alumíniumporok előállításánál a biztonságos üzemmenet megteremtése érdekében kifejlesztették a centrifugálással történő előállítást. A 3 241 948 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás centrifugális elven működő alumíniumporgyártó berendezést ismertet, amelynek a falán lévő furatokon a centrifugális erő hatására a folyékony alumínium átpréselődik, a levegőbe érve tűszerű alakban a folyékony fémtől elszakad, majd lehűlve a hűtött gyűjtő asztalra vagy vízzel teli edénybe hull. Ennek az ismert eljárásnak hátránya,hogy a porlasztókehelybe juttatott folyékony fém mennyisége csak kevéssé szabályozható, ezért igen gyakran a folyékony fém a kehely felső pereme mentén és nem a furatokon keresztül távozik, ami a keletkező fémport tönkreteszi. További hátrány, hogy az öntöttvas kehely furatai a folyékony fém oldóképessége folytán gyorsan bővülnek, illetve deformálódnak, ami a szemcseátmérők kívánt tartományát megváltoztatja. Emellett az öntőcsatornán áthaladó nagy mennyiségű fémolvadék az öntöttvas kehely - ben lehűl, ezért a felületén oxidrétcg képződik, ami a furatok gyakori eltömődéséhez vezet. A 3 761 548 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szintén centrifugális elven alapuló fémporgyártást ismertet. Ennél az ismert megoldásnál a fémkehely egy csőtengelyen van elhelyezve, amely a folyékony fémfürdőbe merül, s a forgás hatására az olvadékot mintegy felszívja és a kehely palástfuiatain keresztül a centrifugális erő az olvadékot kihajtja. Közömbös gáz bevezetését javasolják a kchclybe az oxidáció és az ezzel együttjáró oxidhártya képződésének megakadályozására. A fenti ismert eljárás fő felhasználási területe fémgolyócskák (sörétek) gyártása, ennélfogva a fő hangsúlyt a javított topográfiájú fémrészecskék előállítására fordították. Az utóbbi ismert eljárás legnagyobb hátránya, hogy a megkívánt szemcseméret-tartomány csak igen sok para-915 2 méter egyidejű beállításával érhető el, ugyanakkor fennáll a porlasztó fúvókák eltömődésének a veszélye, ami a lehűlésnél képződő oxidréteg következménye. Az ismert eljárásnál alkalmazott nagy fordulatszámok miatt 5 gyakran kedvezőtlen önlengés (vibráció) lép fel, s ez csökkenti a berendezés élettartamát. A találmány célja az ismert megoldásokkal kapcsolatos hátrányok kiküszöbölése, és olyan eljárás és berendezés biztosítása, amellyel gazdaságosan állíthatók elő 0 fémporok a porrobbanás veszélye nélkül. Azt találtuk, hogy a fenti célt elérjük, ha a 700— 800 °C hőmérsékletű folyékony fémet és/vagy ötvözetet kúpos kialakítású furaton/furatokon átvezetve egy vagy több folyadéksugárra bontjuk, és a folyadéksugarat/suga- 5 rakat 1800—5600/perc fordulatszámon, 300—700 °C-on porlasztjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezésnek a folyékony fém és/vagy ötvözetei folyamatos fogadására szolgáló átfolyó tölcsére van, amely!0 r,ek alsó zárólemeze egy vagy több kúpos kialakítású nyílást tartalmaz, az átfolyó tölcsér alatt pedig centrifugális porlasztó egység helyezkedik el tengelyszimmet- Tikusan. A centrifugális porlasztó egység egyik találmány szc>5 iinti kiviteli alakja forgó tárcsához rögzített szórótestet tartalmaz, amelynek felülete homorú, előnyösen érdesített kialakítású. A centrifugális porlasztó egység másik találmány szerinti kiviteli alakja csoportos elrendezésű porlasztó fura- 30 tokkal ellátott porlasztó tégely, vagy csoportos elrendezésű furatokkal ellátott betétkorongokat és zárógyűrűt tartalmazó porlasztó tégely. A találmány alapját az a felismerés képezi, hogy a centrifugális erő felhasználásával történő fémporgyártás- 35 nál a fémolvadék áramlási tulajdonságait kedvezően befolyásolhatjuk, ha a fémolvadékot kúpos kialakítású fuaton/furatokon átvezetve egy vagy több folyadéksugárra bontjuk, és ezeket továbbítjuk a centrifugális porlasztó egységbe. 40 A találmány alapja az a további felismerés, hogy a porlasztó egység furatainak méretváltozását, illetve deformálódását elkerülhetjük, ha olyan kialakítású furatokat alkalmazunk, amelyek a forgástengely irányába kúposak. 45 A találmány szerinti berendezést az 1-3. ábra segítségével mutatjuk be közelebbről. Az 1. és la. ábra a forgótárcsás porlasztó egységgel ellátott berendezés metszete. A 2. és 2a. ábra á porlasztó tégelyt tartalmazó por- 50 lasztó egységgel ellátott berendezés metszete. A 3. ábra a 2. ábrán látható berendezés A-val jelölt részét mutatja be metszetben részletesebben. Amint az 1. ábrán látható, az 1 átfolyó tölcsér kónikus kialakítású, a 2 fala általában öntöttvasból vagy 55 tűzálló anyaggal (samott, magnezit, tűzálló beton) bélelt acélköpenyből készül. Az 1 átfolyó tölcsér kúpcssága általában 4-5°. Az 1 átfolyó tölcsér 3 alsó zárólemeze célszerűen kerámiai anyag, amelynek egy vagy több 4 nyílása van. A 4 nyílások kónikus kiképzésűéi, ami ön- 60 tisztító hatást biztosít. Az 1 átfolyó tölcsér alatt tengely - szimmetrikusan helyezkedik el a 9 porlasztó egység, amely az 1. ábra szerinti megoldásnál 5 forgó tárcsát és ehhez rögzített 6 szórótestet tartalmaz. Az 5 forgó tárcsa meghajtása a 8 tengelynél történik alkalmas hajtóművel 65 (ez az ábrán nincs feltüntetve). A 6 szórótest általában
