Einrichtung und Verfahren zur Herstellung von Metallpulver in Kapseln durch Verdüsung von Schmelzen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung sowie auf ein Verfahren zur Schaffung von Vormaterial für pulvermetallurgisch herzustellende Teile. In engerer und genauerer Auslegung betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Herstellung von Metallpulver aus Schmelzen mit mindestens einem metallurgischen Gefäß zum Behandeln und/oder zur Bereitstellung des Flüssigmetalles, einer Verdüsungskammer mit einem Düsenteil zur Zerstäubung des Flüssigmetalles, einem Separator für eine Klassierung des gebildeten Metallpulvers, einer Kapselungsanlage zum Einbringen und Verschließen desselben in einem Behälter sowie Förder-und Verbindungsmittel zum Pulvertransport in der Einrichtung und Leitungen mit Reglern und Anschlüssen und dergleichen zur Bereitstellung von Verdüsungsmedien.

[0002] Weiters umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Metallpulver aus Schmelzen, bei welchem Flüssigmetall von einem metallurgischen Gefäß in eine Verdüsungskammer eingebracht, in dieser mittels eines gasförmigen Mediums zerstäubt erstarren gelassen und ein derart gebildetes Metallpulver klassiert und in Kapseln abgefüllt wird, wonach diese verschlossen sowie einer Weiterverarbeitung zugeführt werden. Pulvermetallurgisch hergestellte Werkstücke und Teile besitzen durchwegs feinkörniges isotropes Gefüge und somit auch vorteilhaft gleiche Materialeigenschaften unabhängig von der Beanspruchungsrichtung. Die günstigen Gefüge- und insbesondere mechanischen Eigenschaftsmerkmale sind verglichen mit konventionellen Gütern, bei hochlegierten PM-Werkstoffen weiters wesentlich verbessert, weil diese keine groben Primärausscheidungen aufweisen, auch wenn der jeweilige Gehalt der diese Ausscheidungen bewirkenden Elemente hoch ist. Eine pulvermetallurgische Herstellung von Werkstücken erfolgt im wesentlichen derart, daß eine Metallschmelze in einem dünnen Strahl in einen Hohlraum, eine sogenannte Verdüsungskammer, eingebracht und der Schmelzenstrahl mittels eines, eine hohe Bewegungsenergie aufweisenden bzw. bewirkenden Gasstromes aus Düsen, zu kleinen Tröpfchen zerteilt wird. Die Tröpfchen erstarren beim weiteren Durchwandern der Kammer in äußerst kurzer Zeit und werden als Pulverkörner gesammelt. Anschließend erfolgt ein weiteres Kühlen und gegebenenfalls ein Klassieren des Metallpulvers, welches letztlich in einer Metallkapsel eingeschlossen wird, worauf die Kapseln einem Preßvorgang bei hoher Temperatur unterworfen werden. Dieses Heißpressen kann durch Schmieden oder Walzen der auf Verformungstemperatur gebrachten Kapseln oder durch ein heiß-isostatisches Pressen (HIP-en) derselben ausgeführt werden, wobei ein Zusammensintern der Pulverkörner sowie ein Verschwinden der Hohlräume zwischen diesen erfollgen und ein vollkommen dichtes Werkstück mit äußerst feinkörniger allseitig homogener Struktur entsteht.

[0003] Eine Einrichtung zur Metallpulverherstellung kann eine, im wesentlichen vertikale oder eine, im wesentlichen horizontale Verdüsungskammer besitzen, je nach dem, welche Verdüsgungsart bzw. Richtung für die Metallschmelze vorgesehen ist.

[0004] Wird der das flüssige Metall zerstäubende Gasstrahl in Richtung des Schmeizenstromes nach unten geführt, wie dies beispielsweise bei einer Einrichtung gemäß SE-AS-421758 vorgesehen ist, so ist eine mit ihrer Längsaxe vertikal ausgerichtete Verdüsungskammer vorteilhaft einsetzbar. Allerdings weisen derartige Verdüsungseinrichtungen in ihrer Gesamtheit eine beträchtliche Höhe auf, was sich nachteilig auf die Anlagen und Hallenkosten auswirken kann.

[0005] Bei einem Zerstäubungsverfahren, bei welchem der Gasstrom seitlich mit einem Winkel von etwa 90° auf den in die Kammer eingeführten Metallstrom trifft, wie dies die WO 89/05197 offenbart, wird vorzugsweise eine in ihrer Längserstreckung im wesentlichen horizontal gerichtete Verdüsungskammer Anwendung finden. Derartige horizontale Kammern bauen zwar einrichtungstechnisch niedrig, müssen jedoch zumeist zusätzliche Gaseinlässe undloder weitere Mittel aufweisen, um die Erstarrung der Metalltröpfchen und den Pulvertransport zu fördern bzw. zu bewerkstelligen sowie deren thermische Belastung zu erniedrigen.

[0006] Bei sämtlichen Einrichtungen zur Herstellung von Metallpulver aus Schmelzen soll während des gesamten Erstellungsvorganges bis zur Pulverkapselung ein Luftzutritt weitestgehend vermieden werden. Diese Vorgabe erfordert einen großen anlagen- und verfahrenstechnischen Aufwand wobei, oft einige Servicearbeiten behindernd, nur unbedingt erforderliche Gefäßöffnungen mit besonders wirkungsvollen Abdichtungen in den Einrichtungen vorgesehen sind.

[0007] Nach einer Verarbeitung einer Schmelze zu Pulver können in der Einrichtung dergleichen Reste verbleiben, welche mit der Folgechargge ausgebracht und mit dieser weiterverarbeitet werden. Diese Restmengenaufmischung ist gegebenenfalls tolerierbar, wenn in der Folge gleichartige Schmelzen bzw. Schmelzen der gleichen Stahlmarke innerhalb des vorgeschriebenen engen Bereiches der chemischen Zusammensetzung zur Verarbeitung gelangen. Anderenfalls ist jedoch eine aufwendige und zeitraubende Reinigung der Verdüsungseinrichtung erforderlich undloder es muß der Vorlauf bzw. die zuerst anfallende Pulverteilmenge ausgeschieden und dem Abfall zugeteilt werden.

[0008] Bei einer Zerteilung des Schmelzenstromes in der Verdüsungskammer ist die Größe der gebildeten Tröpfchen bei unveränderter Gasbeaufschlagung von der Temperatur der Schmelze und insbesondere von der Geschwindigkeit bzw. vom ferrostatischen Druck, mit welchem diese in die Kammer geleitet wird, abhängig. Werden also die Temperatur des Bades undloder die Metallbadhöhe im metallurgischen Gefäß über die Verdüsungszeit nicht weitgehend konstant gehalten, so werden abhängigkeitsgemäß unterschiedliche Pulverkornklassen gebildet und können in der Folge in der Kapsel schichtweise eingelagert werden, wodurch in dieser zumindest in deren Längsrichtung Inhomogenitäten mit höheren Resthohlräumen entstehen.

[0009] Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung zur Herstellung von Metallpulver aus Schmelzen zu schaffen, welche bevorzugte Erstarrungskriterien der Metalltröpfchen begünstigt, eine besondere Verdüsungskammer aufweist, eine vorteilhafte einfache Pulververbringung in der Einrichtung verwendet, dichtestmögliche Pulverkornpackungen zur Füllung von Kapseln bereitstellt und geringe Bauhöhe der Einrichtung sowie hohe Wirtschaftlichkeit bei der Einrichtungserstellung aufweist.

[0010] Weiters ist es Ziel der Erfindung ein Verfahren anzugeben, mittels welchen auf einfache und wirtschaftliche Weise Pulver aus Flüssigmetall herstellbar ist und von diesem Pulver Kapseleinlagen mit hoher Dichte und Homogenität erstellbar sind.

[0011] Die Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verdüsungskammer, welche eintragseitig mit dem metallurgischen Gefäß in Verbindung steht und in deren Längserstreckung mit einem Winkel nach unten geneigt ausgebildet ist, austragseitig mit einem Umführungsteil zusammenwirkt, an welchen Teil in Weiterführung des Förderweges für das Pulver, ein nach oben gerichtetes Rohr anschließt und dieses Steigrohr in einen dem Separator vorgeordneten Desintegrator mündet, wobei der mit dem Desintegrator über ein Ablenkventil verbundene Separator eine Verbindung mit einem Sammelbehälter aufweist, welcher selbst unter Zwischenlage eines Absperrorganes mit einer Kapselungsanlage bzw. Pulverkapsel in Verbindung bringbar ist.

[0012] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die Einzelteile der Einrichtung in ihrer jeweiligen Funktion hinsichtlich der hohen Anforderungen an das Metallpulver bzw. an das Endprodukt optimiert und synergetisch aufeinander abgestimmt sind sowie die Einrichtung in ihrer Gesamtheit hohe Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und Verfügbarkeit besitzt. Dabei bewirkt eine Schräglage der Verdüsungskammer eine der Flugparabel angepaßte Erstreckung und somit eine lange Abkühlzeit bzw. Erstarrungszeit der Metalltröpfchen im Verdüsungsmedium. In vorteilhafter Weise wird mittels des Umführungsteiles ein kleinräumiges Sammeln der Pulverkörner mit einem anschließenden Einbringen und Fördern in einem Steigrohr zum Separator erreicht. Dadurch werden einerseits Ansammlungen von Pulverresten in fördertechnischen Totlagen vermieden und andererseits die Höhe der Einrichtung in ihrer Gesamtheit verringert.

[0013] Der nach dem Steigrohr in einer Hochlage positionierte Desintegrator hat den Vorteil, daß das Pulver bei Ausnutzung der Schwerkraft leicht einem Separator zugeführt werden kann, wonach in gleicher Weise anschließend die gewählten Pulverfraktionen in einen Sammelbehälter einbringbar sind. Der Sammelbehälter besitzt erfindungsgemäß austragseitig ein Absperrorgan, sodaß gegebenenfalls große Pulvermengen den Erfordernissen entsprechend in eine Vielzahl von kleinen Kapseln abgefüllt werden können.

[0014] Um die Verfügbarkeit der Einrichtung weiter zu erhöhen, aber auch um deren gegebenenfalls erforderliche Reinigung bei einem Chargenwechsel mit hoher Effizienz in kleinen Zeiträumen auszuführen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Teile Verdüsungskammer, Steigrohr, Desintegrator, Separator und Sammelbehälter jeweils mindestes ein kurzzeitig lös- und befestigbares Reinigungsverschlußmittel bzw. eine dergleichen Reinigungsöffnung aufweisen und daß der Umführungsteil abnehmbar ausgeführt ist.

[0015] Sowohl eine Reinerhaltung als auch eine entsprechende kurzzeitige Reinigung der Verdüsungskammer wird gefördert, wenn der Neigungswinkel Alpha (α) oder Verdüsungskammer zwischen 5

° und 60

° beträgt. Gemäß der Erfindung werden dadurch auch die Erstarrung der Metalltröpfchen und die weitere Abkühlung der Pulverkörner günstig beeinflußt.

[0016] Wenn weiters, wie erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, der Umführungsteil undloder das Steigrohr zumindest eine Zuführung für das im Rohr nach oben gerichtete wirksame Fördergas aufweist(en), sind besonders günstig abstimmbare Strömungsverhältnisse und damit eine vorteilhafte Pulverförderung in der Einrichtung erreichbar und es können besonders zielführend die jeweiligen Innendruckverhältnisse eingerichtet werden.

[0017] Das Pulver, welches oft während des Herstellungsvorganges gegebenenfalls chargenabhängig mit verschiedenen Korngrößen über die Zeit anfällt, kann vor einer Einbringung in eine Kapsel weiter behandelt werden, wenn der Sammelbehälter bodenseitig zumindest einen Anschluß für die Zufuhr von Gas zur Homogenisierung der Pulverfraktion besitzt.

[0018] Besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine wirtschaftliche Herstellung aber auch die Qualitätssicherung und Dokumentation des Erzeugnisses betreffend ist es, wenn das Fassungsvermögen des Sammelbehälters der Pulvermenge entspricht, die aus einer Charge Flüssigmetall im Verteiler erstellbar ist.

[0019] Zum Erreichen besonderer Erzeugnisgüte ist bevorzugt, wenn mittels eines Leitungssystems in allen mit Metallpulver beaufschlagten Teilen sowie den Gasreinigungs- und dergleichen Kühlkomponenten ein Druck einregelbar ist, der um mehr als 0,1 bar über dem Umgebungsdruck liegt.

[0020] Schließlich ist es für die Güte des Flüssigmetalles und die Verdüsungsergebnisse günstig, wenn der Schmelze im Verteiler Wärmeenergie zuführbar und/oder diese durch magnetische Mittel bewegbar ist.

[0021] Das weitere Ziel der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß das in der schräg nach unten geneigten Verdüsungskammer gebildete Metallpulver im unteren bzw. austragseitigen Bereich derselben zusammengeführt, in einen nachgeordneten Umführungsteil eingesetzt, mittels eingeleiteten Fördergases in einer Rohrführung nach oben gefördert, in einen Desintegrator, insbesondere in einen Zyklonseparator, eingebracht, desintegriert und nachfolgend klassiert wird, worauf die gewünschten Fraktionen des Pulvers in einem Behälter gesammelt, in diesem von unten mit Gas durchströmt und derart gemischt werden, worauf nach Sammlung einer gewünschten homogenisierten Pulvermenge ein Einbringen des Metallpulvers in eine Kapsel und ein Verschließen derselben erfolgen.

[0022] Die Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß bei einem Zerstäuben des Flüssigmetallstromes in der geneigten Verdüsungskammer die Flugbahn der Tröpfchen vergrößert ist und durch das Verdüsungsmedium schon frühzeitig eine Erstarrung und eine wirksame Kühlung der Pulverkörner bewirkt werden. Der Transport des Pulvers erfolgt mit vergleichsweise geringem Gasdurchsatz durch die Kammer, sodaß ein Sammeln und Einbringen der Körner in den Umführungsteil unter günstigen Voraussetzungen gegeben ist. Vom Umführungsteil wird das Pulver durch Fördergas, welches eine weitere Kühlwirkung ausübt, nach oben gefördert und nachfolgend desintegriert, klassiert und in den Sammelbehälter eingebracht, was anlagen- und verfahrenstechnisch durch eine geringe Wärmebelastung und durch die Schwerkraftwirkung vorteilhaft ausführbar ist. Besonders wirkungsvoll und gütesteigernd für den Einsatz in Kapseln ist erfindungsgemäß ein Durchströmen des Pulvers im Sammelbehälter mit Gas von unten, weil damit nicht nur eine homogenes Pulvergemisch gebildet sondern auch eine dichte Pulverkornpackung erreicht werden können.

[0023] Eine Oxidation der Pulverkornoberflächen und eine innere Inertgasbelastung beim Heißkompaktieren zu porenfreien Werkstücken ist verhinderbar, wenn die Herstellung des Metallpulvers und dessen Kapselung bei Vermeiden von Luftzutritt bzw. bei einem Überdruck von Inertgas im System erfolgt.

[0024] Im Hinblick auf höchste Güteanforderungen an das Erzeugnis sowie optimale Qualitätssicherung und Dokumentation kann es günstig sein, wenn jeweils in einem ersten Verfahrensschritt eine Charge oder Schmelze zu Metallpulver verdüst und dieses nach einem Aufbereiten in mindestens eine Kapsel eingebracht und in dieser eingeschlossen wird, worauf in einem Folgeschritt des Verfahrens ein Offenstellen der in den einzelnen Teilen der Einrichtung angeordneten Reinigungsverschlüsse durchgeführt und die Einrichtungsteile von Pulverrückständen gesäubert werden, wonach die Reinigungsöffnungen abgedichtet werden und eine Bereitstellung der Einrichtung für eine Verdüsung einer weiteren Charge erfolgt.

[0025] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Eine Bezugszeichenliste ist den Erläuterungen vorgeordnet.

Bezugszeichenliste

[0026] 

1

Metallschmelze

2

metallurgisches Gefäß

21

Schmelzenbewegungseinrichtung

3

Verdüsungskammer

31

Abdeckung der obenen Reinigungsöffnung

4

Umführungsteil

5

Steigrohr

51

Zuführungsrohr zum Desintegrator

6

Desintegrator

61

Ablenkventil

62

Desintegratorabdeckung

7

Separator

71

Pulverschrottbehälter

8

Sammelbehälter

81

Absperrorgan

82

Behälterabdeckung

9

Pulverkapsel

10

Druckgasleitungssystem

11

Pumpe

12

Gasdüsenteil

13

Fördergaszuleitung

14

Mischungsgaszuleitung

15

Gasrückleitung

16

Filter

17

Gaskühler

18

Feinfilter

[0027] Wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, wird eine Metallschmelze in einem metallurgischen Gefäß 2 bereitgestellt und mittels einer Düse in Form eines dünnen Metallstromes in eine Verdüsungskammer 3 eingebracht. Der Metallstrom 3 wird durch einen aus einem Gasdüsenteil 12 im oberen Bereich der Verdüsungskammer 3 austretenden Gasstrom mit hoher Bewegungsenergie zerstäubt und dabei gebildete Pulverkörner in einen Umführungsteil 4 eingebracht. Mittels einer Fördergaszuleitung 13 vom Druckgasleitungssystem 10 erfolgt eine nach oben gerichtete Förderung des Pulvers in einem Steigrohr 5, welches mittels eines Zuführungsrohres 51 an einen Desintegrator 6 angeschlossen ist. Das Verdüsungs- und Fördergas wird aus dem Desintegrator in einer Gasrückleitung 15 unter Zwischenschaltung eines Filters 16, eines Gaskühlers 17 und eines Feinfilters 18 einer Pumpe 11 wieder zugeführt. Eine Weiterführung des Metallpulvers aus dem Desintegrator 6 erfolgt unter Zwischenschaltung eines Ablenkventils 61 durch welches ein Schrottanteil einem Pulverschrottbehälter 71 zuführbar ist, wobei eine Einbringung in einen Separator 7 erfolgt. Mittels des Separators 7 erstellte gewünschte Pulverfraktionen werden nachfolgend in einen Sammelbehälter 8 eingebracht und zumindest zeitweise in diesem durch ein zugeleitetes Mischgas 14 homogenisiert. Mittels eines Absperrorganes 81 vom Sammelbehälter kann das aufbereitete Metallpulver einer Metallschmelze 1 bzw. einer Charge in einer oder in mehreren Pulverkapsel(n) eingebracht werden.

[0028] Zur Reinigung der Einrichtung, zum Beispiel für eine Verarbeitung einer zusammensetzungsungleichen Metallschmelze 1 sind verschließbare Reinigungsöffnungen vorgesehen. Die Verdüsungskammer 3 besitzt dafür eine abnehmbare Abdeckung 31 einer oberen Reinigungsöffnung und ist austragseitig durch ein Verfahren des Umlenkungsteiles 4 zu öffnen. Bei einer Abnahme des Zuführungsrohres 51 oder dergleichen und einem Entfernen der Desintegratorabdeckung 62 können das Steigrohr 5 und der Desintegrator 6 von Pulverrückständen gesäubert werden. Gleiches ist für den Separator 7 und den Sammelbehälter 8 durch Abnahme der Behälterabdeckungen möglich.

Ansprüche

1. Einrichtung zur Herstellung von Metallpulver aus Schmelzen (1) mit mindestens einem metallurgischen Gefäß (2) zum Behandeln und/oder zur Bereitstellung des Flüssigmetalles, einer Verdüsungskammer (3) mit einem Düsenteil (12) zur Zerstäubung des Flüssigmetalles, einem Separator (7) für eine Klassierung des gebildeten Metallpulvers, einer Kapselungsanlage zum Einbringen und Verschließen desselben in einem Behälter sowie Förder- und Verbindungsmittel zum Pulvertransport in der Einrichtung und Leitungen mit Reglern und Anschlüssen und dergleichen zur Bereitstellung von Verdüsungsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdüsungskammer (3), welche eintragseitig mit dem metallurgischen Gefäß (2) in Verbindung steht und in deren Längserstreckung mit einem Winkel (α) nach unten geneigt ausgebildet ist, austragseitig mit einem Umführungsteil (4) zusammenwirkt, an welchen Teil (4), in Weiterführung des Förderweges für das Pulver, ein nach oben gerichtetes Rohr (5) anschließt und dieses Steigrohr (5) in einen dem Separator (7) vorgeordneten Desintegrator (6) mündet, wobei der mit dem Desintegrator (6) über ein Ablenkventil (61) verbundene Separator (7) eine Verbindung mit einem Sammelbehälter (8) aufweist, welcher selbst unter Zwischenlage eines Absperrorganes (81) mit einer Kapselungsanlage (9) bzw. Pulverkapsel in Verbindung bringbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile Verdüsungskammer (3), Steigrohr (5), Desintegrator (6), Separator (7) und Sammebehaiter (8) jeweils mindestens ein kurzzeitig lös- und befestigbares Reinigungsverschlußmittel bzw. eine dergleichen Reinigungsöffnung (31, 51, 62, 72, 82) aufweisen und daß der Umführungsteil (4) abnehmbar ausgeführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel Alpha (α) der Vedüsungskammer zwischen 5

° und 60

° beträgt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umführungsteil (4) und/oder das Steigrohr (5) mindestens eine Zuführung (13) für das im Rohr (5) nach oben gerichtete wirksame Fördergas aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (8) bodenseitig zumindest einen Anschluß (14) für die Zufuhr von Gas zur Homogenisierung der Pulverfraktionen besitzt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen des Sammelbehälters (8) der Pulvermenge entspricht, die aus einer Charge Flüssigmetall (1) im Verteiler (2) erstellbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Leitungssystemes (10,13,15) in allen mit Metallpulver beaufschlagten Teilen sowie den Gasreinigungs (16, 18)- und dergleichen Kühlkomponenten (17) ein Druck einregelbar ist, der um mehr als 0,1 bar über dem Umgebungsdruck liegt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze (1) im Verteiler (2) Wärmeengergie zuführbar und/oder diese durch magnetische Mittel (21) bewegbar ist.

9. Verfahren zur Herstellung von Metallpulver aus Schmelzen, bei welchem Flüssigmetall von einem metallurgischen Gefäß in eine Verdüsungskammer eingebracht, in dieser mittels eines gasförmigen Mediums zerstäubt, erstarren gelassen und ein derart gebildetes Metallpulver klassiert und in Kapseln abgefüllt wird, wonach diese verschlossen sowie einer Weiterverarbeitung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das in der schräg nach unten geneigten Verdüsungskammer gebildete Metallpulver im unteren bzw, austragseitigen Bereich derselben zusammengeführt, in einen nachgeordneten Umführungsteil eingesetzt, mittels eingeleiteten Fördergases in einer Rohrführung nach oben gefördert, in einen Desintegrator, insbesondere in einen Zyklonseparator, eingebracht, desintegriert und nachfolgend klassiert wird, worauf die gewünschten Fraktionen des Pulvers in einem Behälter gesammelt, in diesem von unten mit Gas durchströmt und derart gemischt werden, worauf nach Sammlung einer gewünschten homogenisierten Pulvermenge ein Einbringen des Metallpulvers in eine Kapsel und ein Verschließen derselben erfolgen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Metallpulvers und dessen Kapselung bei Vermeiden von Luftzutritt bzw. bei einem Überdruck von Intertgas im System erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in einem ersten Verfahrensschritt eine Charge oder Schmelze zu Metallpulver verdüst und dieses nach einem Aufbereiten in mindestens eine Kapsel eingebracht und in dieser eingeschlossen wird, worauf in einem Folgeschritt des Verfahrens ein Offenstellen der in den einzelnen Teilen der Einrichtung angeordneten Reinigungsverschlüsse durchgeführt und die Einrichtungsteile von Pulverrückständen gesäubert werden, wonach die Reinigungsöffnungen abgedichtet werden und eine Bereitstellung der Einrichtung für eine Verdüsung einer weiteren Charge erfolgt.

Claims

1. Apparatus for preparing metal powder from molten metal (1), comprising at least one metallurgical receptacle (2) for treating and/or providing the liquid metal, an atomisation chamber (3) having a nozzle part (12) for atomising the liquid metal, a separator (7) for classifying the formed metal powder, an encapsulation installation for introducing and confining the same in a container, as well as conveying and communicating means for transporting the powder within the apparatus, and conduits including regulators and connections and the like for providing atomising medium, characterised in that the atomisation chamber (3), which communicates at the entrance side with the metallurgical receptacle (2) and whose longitudinal extension is downwards inclined under an angle (α), co-operates at the discharge side with a loop part (4), to which part (4) joins a upwards directed pipe (5) as a continuation of the conveying path for the powder, and that this riser pipe (5) orifices into a disintegrator (6) arranged before the separator (7), said separator (7), which communicates with the disintegrator (6) via a deflection valve (61), being in communication with a reservoir (8) which itself may be connected to an encapsulation installation (9) or to a powder capsule, shutoff means (81) being interposed.

2. Apparatus according to claim 1, characterised in that the parts of the atomisation chamber (3), riser pipe (5), disintegrator (6), separator (7) and reservoir (8) comprise each at least one cleaning shutter device, that is detachable and attachable in a short time, and such a cleaning opening (31, 51, 62, 72, 82), and that the loop part (4) is constructed to be removable.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterised in that the angle of inclination Alpha (α) of the atomisation chamber is between 5° and 60°.

4. Apparatus according to any of claims 1 to 3, characterised in that the loop part (4) and/or the riser pipe (5) comprise(s) at least one inlet (13) for the active conveying gas directed upwards within the pipe (5).

5. Apparatus according to any of claims 1 to 4, characterised in that the reservoir (8) comprises at least one connection (14) for supplying gas to the bottom side to homogenise the powder fraction.

6. Apparatus according to any of claims 1 to 5, characterised in that the capacity of the reservoir (8) corresponds to the quantity of powder, which can be provided in the distributor (2) from one charge of liquid metal (1).

7. Apparatus according to any of claims 1 to 6, characterised in that a pressure can be adjusted by means of a conduit system (10, 13, 15) in all components that are contacted by the metal powder as well as in the gas cleaning (16, 18) and similar cooling components (17), which is above ambient pressure by more than 0.1 bar.

8. Apparatus according to any of claims 1 to 7, characterised in that heat energy can be supplied to the molten metal (1) in the distributor (2) and/or if it can be agitated by magnetic means (21).

9. Process for preparing metal powder from molten metal, wherein molten metal is introduced from a metallurgical receptacle into an atomisation chamber, is caused to solidify in a condition atomised by means of a gaseous medium, and the thus formed metal powder is classified and filled into capsules, after which the same are closed and fed to further treatment, characterised in that the metal powder, which has formed in the obliquely downwards inclined atomisation chamber is accumulated in the lower or discharge side region thereof, is introduced into a postponed loop part, is fed upwards guided by a pipe by means of an introduced conveying gas, is introduced into a disintegrator, particularly into a cyclone separator, is disintegrated and subsequently classified, after which the desired fractions of the powder are collected in a reservoir, are passed through by a gas from below, while being mixed in this way, after which, having collected a desired homogenised quantity of powder, introduction of the metal powder into a capsule and closing of the same are effected.

10. Process as claimed in claim 9, characterised in that the preparation of the metal powder and its encapsulation are effected under avoidance of any admission of air or with an overpressure of an inert gas within the system.

11. Process as claimed in claim 9 or 10, characterised in that every time in a first step, a charge or molten metal is atomised to metal powder, and this, after processing, is introduced into at least one capsule and is confined in it, after which in a subsequent step of the process opening of the cleaning shutter devices arranged in the individual components of the apparatus is effected and the components of the apparatus are cleaned, after which the cleaning openings are sealed, and the apparatus is prepared for atomising a further charge.

Revendications

1. Installation de préparation de poudre métallique à partir de métal fondu (1) comprenant au moins un récipient métallurgique (2) pour traiter et/ou mettre à disposition du métal liquide, une chambre d'atomisation (3) ayant une partie à buse (12) pour atomiser le métal liquide, un séparateur (7) pour le triage du poudre métallique formé, une installation d'encapsulation pour l'introduire et l'enfermer dans un conteneur, ainsi que des moyens de transport et de connexion pour le transport du poudre dans l'installation et des conduits pourvus des régulateurs, des dispositifs de distribution et pareil pour mettre à disposition des milieux d'atomisation, caractérisée en ce, que la chambre d'atomisation (3), qui communique au côté de l'entrée avec le récipient métallurgique (2) et dont l'étendue longitudinale est d'une formé inclinée vers le bas sous un angle (α), coopère au côté de décharge avec une partie de détournement (4), à laquelle partie (4) un tuyau (5) dirigé vers le haut est attaché comme continuation de l'itinéraire, et que ce tuyau ascendant (5) débouche dans un désintégrateur (6) inséré avant le séparateur (7), que le séparateur (7), qui communique avec le désintégrateur (6) par voie d'un soupape de détournement (61), comprend une connexion à un récipient collecteur (8), ce qui peut être mis en communication, un organe d'arrêt (81) étant intercalé, avec une installation d'encapsulation (9) ou une capsule de poudre.

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce, que les parties de la chambre d'atomisation (3), du tuyau ascendant (5), du désintégrateur (6), du séparateur (7) et du récipient collecteur (8) comprennent respectivement au moins un moyens obturateur de nettoyage détachable et rattachable à court temps, ou une telle ouverture de nettoyage (31, 51, 62, 72, 82), et que la partie de détournement (4) est construite d'une façon détachable.

3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce, que l'angle d'inclinaison Alpha (α) de la chambre d'atomisation est entre 5° et 60°.

4. Installation selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce, que la partie de détournement (4) et/ou le tuyau ascendant (5) comprend (comprennent) au moins une amenée (13) pour le gaz de transport agissant et dirigé vers le haut dans le tuyau (5).

5. Installation selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce, que le récipient collecteur (8) comprend au côté de son fond au moins un raccord (14) pour l'alimentation en gaz pour homogénéiser les fractions du poudre.

6. Installation selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce, que la capacité du récipient collecteur (8) correspond à la quantité de poudre, qui peut être préparée d'une charge de métal liquide (1) dans le distributeur (2).

7. Installation selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce, que l'on peut régler, au moyens d'un système de conduits (10, 13, 15), une pression dans toutes les partie contactées par le poudre métallique ainsi que dans les éléments de nettoyage par gaz (16, 18) et pareil éléments de refroidissement (17), qui se trouve plus de 0,1 bar au-dessus de la pression ambiante.

8. Installation selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce, que de l'énergie thermique peut être fournie au métal fondu (1) dans le distributeur et/ou célle-ci peut être agitée par des moyens magnétiques (21).

9. Procédé de préparation de poudre métallique des métaux liquides, dans lequel du métal liquide est introduit d'un récipient métallurgique dans une chambre d'atomisation, où on le fait solidifier en état atomisé au moyens d'un milieu gazeux, on soumet le poudre métallique ainsi formé d'un triage et le met en capsules, après quoi ceux-ci sont enfermées et amenées à un traitement ultérieur, caractérisée en ce, que le poudre métallique, formé dans la chambre d'atomisation inclinée de façon oblique vers le bas, est concentré dans la région basse ou du côté de décharge, est introduit dans une partie de détournement disposée après, est dirigé en haut par un gaz de transport introduit dans un guidage par tuyau, est introduit dans un désintégrateur, particulièrement dans un séparateur à cyclone, est désintégré et puis trié, après quoi les fractions souhaitées du poudre sont ramassées dans un récipient, sont passées à travers elles mêmes par un gaz et sont ainsi mêlées, après quoi on introduit le poudre métallique, après avoir ramassé une quantité souhaitée de poudre homogénéisé, dans une capsule et la enferme.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisée en ce, que la préparation du poudre métallique et l'encapsulation de celui-ci sont effectuées en évitant l'admission de l'air ou sous une surpression de gaz inerte dans le système.

11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce, que l'on atomise, dans un premier pas respectif du procédé, une charge ou du métal fondu pour obtenir de poudre métallique, et si ceci, après une préparation, est introduit dans une capsule et est enfermé dans celle-ci, après quoi, dans un pas suivant du procédé, on effectue l'ouverture des obturateurs de nettoyage individuels disposés dans les divers éléments de l'installation, et on nettoie les éléments de l'installation des résidus de poudre, après quoi on rend étanche les ouvertures de nettoyage et on effectue une mise à disposition de l'installation pour une atomisation d'une autre charge.

Zeichnung