CH315662A - Verfahren zur Herstellung von metallischen Granalien und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

  <B>Verfahren zur Herstellung von metallischen</B>     Granalien   <B>und Vorrichtung</B>  <B>zur Durchführung dieses Verfahrens</B>    Zur Herstellung metallischer     Granalien     sind bereits verschiedene Verfahren bekannt.  Es sind dies:  Aufgiessen von flüssigem Metall auf einen  rotierenden Teller, eine rotierende Trommel  oder ein     Schleuderrad    oder  Zerstäuben eines Strahles     flüssigen        Me-          talles    vermittels Druckluft, Wasserdampf  oder einer Kombination beider.  



       Metallgranalien,    besonders solche aus weiss  erstarrtem Gusseisen oder aus Stahl, werden  mit Vorteil an Stelle von körnigem Sand,  z. 'B. Quarzsand, verwendet zum Putzen von       Gussatücken    aus     Stahlguss,        Grauguss    oder  Nichteisenmetallen, zum mechanischen     Erst-          zundern    von Walzerzeugnissen und zum Rei  nigen der Oberflächen von     Gegenständen,    die  einer nachfolgenden Oberflächenbehandlung  unterzogen werden, wie Farbanstrich, Ver  zinken, Emaillieren und dergleichen.  



  Die Korngrösse der     verwendeten        Granalien     hat sich     natürlich    dem jeweiligen     Verwen-          dungszweck,    das heisst der gewünschten Fein  heit der behandelten Oberfläche     anzupassen.     Im allgemeinen ist zum Putzen von     Guss-          stücken    ein grobes Korn von mehreren Milli  metern Durchmesser zweckmässig; zum     Ent-          zundern    von Walzprodukten ist dagegen ein  mittleres Korn und für die Vorbereitung einer  Oberfläche zum Emaillieren ein feines Korn  vorteilhaft.

      Bei der Durchführung des erstgenannten       Herstellungsverfahrens    entstehen aber vorwie  gend grobe     Granalien    bis zu 5 oder mehr mm  Durchmesser, die für die Erzielung einer  feinen     Oberflächenbeschaffenheit    zu gross  sind und deshalb vor ihrer     Verwendung    zum  grossen Teil gebrochen werden müssen, wäh  rend das zweiterwähnte Verfahren meist zu  feines Korn oder sogar Pulver ergibt, das für       Entzunderung    nicht geeignet ist.  



  Die Herstellung von     Gusseisenkies    mittle  rer Körnung, das heisst von einer Korngrösse  von etwa. 2 mm mit den vorstehend erwähn  ten Verfahren ist daher mit     Nachteilen    ver  bunden, da. einerseits zusätzliche Zerkleine  rungsarbeit     ,geleistet    werden muss, und ander  seits     das    entstehende gebrochene,, scharfkan  tige Korn an allen mit ihm in Berührung  kommenden Maschinenteilen einen verheeren  den     Verschleiss    verursacht. Ausserdem ist der  Verbrauch an solchem     Gusseisenkies,    das heisst  Eisenkies aus weiss erstarrtem Gusseisen, in  folge     Zerspringens    der Körner beim Auf  schlagen sehr hoch.  



  Da es nicht möglich ist, weiche bis mittel  harte Stahlkörner nach dem Granulieren zu       zerkleinern,    das heisst auf die dem     Verwen-          dungszweck    entsprechende     Korngrösse        zu    brin  gen, ist es nach den bis anhin bekannten Ver  fahren überhaupt nicht möglich,     Granalien     aus weichen bis mittelharten Stahlsorten in der      für solche Putzarbeiten     erfordeiIiehen    Korn  grösse wirtschaftlich     herzustellen.     



  Diese Nachteile können durch die vorlie  gende Erfindung behoben werden.  Gegenstand -der Erfindung ist ein Ver  fahren zur Herstellung metallischer     Grana-          lien,    gemäss welchem flüssiges Metall auf min  destens einen scharfen Wasserstrahl gegossen  wird, wobei der     Wasserdruck    vor dem     Aus-          tritt    aus der Düse     mindestens    2 atü beträgt.  



  Dieses Verfahren ermöglicht es, die Korn  grösse der entstehenden,     beispielsweise    aus       weichem    bis mittelhartem Stahl bestehenden       Granalien    zu regulieren und dadurch ohne  nachfolgende weitere Zerkleinerung eine wirt  schaftliche Ausbeute an     Granalien    der ver  langten Korngrössen zu erzielen. Die anfallen  den     Granalien    werden lediglich durch     Absie-          ben    nach     Korngrössen    sortiert.  



  Mit Vorteil wird das flüssige Metall auf  das Wasserstrahlenbündel einer Hochdruck  brause gegossen.  



  Der Wasserdruck vor dem Austritt aus  der Düse bzw. der Hochdruckbrause soll min  destens 2 atü betragen, kann aber     zweckmässig     ein Vielfaches dessen sein. Dieser Wasser  druck bzw. die daraus resultierende Wasser  geschwindigkeit, bestimmt massgebend die  Korngrösse der     Granalien.    Je grösser die Was  ser     geschwindigkeit    ist, desto kleiner werden  die     Granalien.    Durch Veränderung des Was  serdruckes bzw.

   der Wassergeschwindigkeit  und der davon abhängigen Wassermenge in  der     Zeiteinheit,    sowie durch Veränderung der  pro Zeiteinheit     aufzugiessenden    Metallmenge  kann die Korngrösse     bzw.    der prozentuale  Anteil der verschiedenen Korngrössen im er  haltenen     Grana.liengemiseh    in sehr weiten  Grenzen beeinflusst werden.  



  Versuche haben ergeben, dass mit dem Ver  fahren gemäss der Erfindung bei     günstigem     Verhältnis von     Wasserdimek    und aufgegosse  ner Metallmenge und unter Verwendung  einer geeigneten Vorrichtung zur Durchfüh  rung des Verfahrens eine Ausbeute von bis  zu 80      /o    an     Granalien    der Körnung 0-1 mm  oder bis zu     100         /n    an     Granalien    der     Körnun     0-2,5 mm erzielt werden kann.    Das Verfahren hat ferner den Vorteil,  dass es ermöglicht, alle im Stahlwerk anfallen  den Giessreste, soweit sie noch flüssig und  giessbar sind, nutzbringend zu verwerten.  



  In der Zeichnung sind drei beispielsweise  Ausführungsformen der     Vorrichtung    zur  Durchführung des Verfahrens gemäss der Er  findung sowie Einzelheiten derselben und       Ausführungsvarianten    von solchen schema  tisch dargestellt.

   Es zeigen:       F,ig.    1 eine Seitenansicht der ersten Aus  führungsform der Vorrichtung zur Herstel  lung metallischer     Granalien,          Fig.    2 eine Draufsicht auf diese Vorrich  tung,       Fig.    3 eine Draufsicht auf die     Wasserdüse     dieser Vorrichtung,       Fig.    4 eine Draufsicht auf eine Ausfüh  rungsvariante der Wasserdüse,       Fig.    5 eine schaubildliche Darstellung der  Wasserdüse,       Fig.    6 einen senkrechten Schnitt durch  einen Zwischenbehälter für das zu     granulie-          rende        flüssige    Metall,

         Fig.    7 eine Draufsicht, auf diesen Zwi  schenbehälter,       Fig.    8 einen senkrechten Schnitt durch  einen     Strahlablenker,          Fig.    9 eine Seitenansicht. der     zweiten        Aus-          führun        gsfoi-in    der Vorrichtung zur Herstel  lung metallischer     Granalien    und       Fig.    10 eine Seitenansicht der dritten Aus  führungsform der Vorrichtung zur Herstel  lung metallischer     Granalien.     



  In     Fig.    1 ist mit 1 eine das flüssige Metall  enthaltende     CTiesspfanne,    in deren Boden ein  regulierbarer Auslauf 2 vorgesehen ist, be  zeichnet, welche an einem in der Zeichnung  nicht dargestellten Kran     aufgehängt    ist und  mit diesem an die Arbeitsstelle. gefahren wer  den kann. Die in     Fig.    1 und 2 dargestellte  Vorrichtung zur Herstellung metallischer       Granalien    besitzt ein Wasserbassin 3,     welches     mit einem     M'asserüberlauf    4 versehen ist..

   An  der einen Schmalseite dieses     Wasserbassins    ist  eine     Hochdiuiekpumpe    5 angeordnet, welcher       durch    eine Leitung 6     Wasser    zugeleitet wird.  Diese     Ilochdruekpumpe    5 speist über ein mit      einem Absperrschieber 7 versehenes Druck  rohr 8 eine an der     diesseitigen    Schmalseite  über dem     Wasserbassin    3 angeordnete Hoch  druckbrause 9, deren Strahl so geneigt gerich  tet ist, dass er vor der andern Schmalseite des  Wasserbassins 3 auf den in diesem sich ein  stellenden Flüssigkeitsspiegel auftrifft.

   Das       Wasserbassin    3 ist ferner mit einer durch  einen Absperrschieber 10 versehenen Ent  leerungsleitung 11 versehen.. Von der Leitung  6 zweigt eine mit einem Absperrschieber 12  versehene Leitung 13 .ab, durch welche dem  Wasserbassin 3 zusätzliches Kühlwasser zuge  leitet werden kann.  



  Nachdem die Hochdruckpumpe 5 in Gang  gesetzt. und der Absperrschieber 7 des Druck  rohres 8 geöffnet ist, wird der Auslauf 2 der  Giesspfanne 1, welche mittels des Kranes in  eine solche Stellung gefahren und in eine sol  che Höhenlage. gebracht ist,     da.ss    der     Ausläfaf     2 vor der Hochdruckbrause 9 etwa 25-30 cm  über der Mitte des Strahles dieser Hochdruck  brause 9 sich befindet, geöffnet. Der aus dem  Auslauf 2 der Giesspfanne 1     austretende     Strahl flüssigen     Metalles    trifft nun auf den  Strahl     der        Hochdruckbrause    9 und wird  durch diesen zerrissen. Die Metallpartikel  fallen in das Wasserbassin 3 und werden in       diesem    gesammelt.

   Um zu vermeiden, dass das  im Wasserbassin 3 befindliche Wasser zum  Sieden kommt und um eine übermässige  Dampfentwicklung zu verhüten, wird dem  Wasserbassin 3 durch die Leitung 13 zusätz  liches Kühlwasser     zugeführt.     



  Die Hochdruckbrause 9     (Fig.    3 und 5) be  sitzt mehrere     übereinanderliegende    Reihen  von zueinander     versetzt    angeordneten Aus  trittsöffnungen 9' und     sie    ist, wie dargestellt,  mit Vorteil fächerartig ausgebildet.,     derart,     dass ihre Einzelstrahlen     auseinanderstreben.     Es wird dadurch erreicht, dass auch die Me  tallpartikel auseinander gerissen werden und  somit nicht zusammenbacken können.

   Um zu  verhindern, dass grössere Metalltropfen durch  die Zwischenräume zwischen den einzelnen       Wasserstrahlen    der     Hochdruckbrause    9 hin  durchfallen können ohne vom Druckwasser  weiter zerkleinert zu werden, kann eine Hoch-         druckbrause    9"     (Fig.    4)     verwendet    werden,  bei welcher die     übereinanderliegenden        Was-          serstra.hlreihen    sich kreuzen und ein     enges     Netz bilden.  



  Wie in     Fig.    1 und 2 dargestellt, kann über  der     Hochdrrtckbra.use    9 ein ebenfalls von der  Hochdruckpumpe 5 mit Druckwasser gespei  stes Strahlrohr 14 vorgesehen sein, dessen  Wasserstrahl eine     Vorverteilung    .des aus der  Giesspfanne 1 austretenden Strahles von flüs  sigem Metall bewirkt. Es gelingt dadurch, die       Korngmösse    der metallischen     Granalien    wesent  lich zu verkleinern.  



  Zwischen dem Auslauf 2 der Giesspfanne 1  und dem Wasserstrahl der     Hochdruckbrause    9  kann ein fest. über dem Wasserbassin 3 ange  ordneter Zwischenbehälter 15     (Fig.    6     und    7)  vorgesehen sein, in     dessen    Boden eine Aus  giessöffnung 16 in Form eines zur Achse der  Hochdruckbrause 9 quer gerichteten Schlitzes  vorgesehen ist. Das flüssige Metall wird hier  bei aus der Giesspfanne in diesen Zwischen  behälter gegossen und fliesst durch dessen  schlitzartige     Ausgiessöffnung    16 in einem  breiten Strahl geringer Dicke auf den Was  serstrahl der     HochdruekbrarLse    9.

   Es     kann     damit. eine feinere Verteilung des     Metalles    er  zielt werden. Gegebenenfalls kann der Zwi  schenbehälter 15 beheizt sein, um das in ihm  enthaltene Metall auf genügend hoher Tem  peratur zu halten. Eine Verbreiterung des  Strahles von flüssigem Metall kann auch, wie  in     Fig.    8 dargestellt, mittels eines über dem  Wasserbassin gelagerten, feuerfest ausgeklei  deten, schaufelartigen     Strahlablenkers    17 er  reicht werden.  



  Bei .der     Vorrichtung    zur Herstellung von  metallischen     Granalien    gemäss     Fig.    9 ist mit  20 ein Wasserbassin bezeichnet, welches mit  einem Überlauf 21 und einer     Entleerlngslei-          tung    22 versehen     ist.    Inder Mitte dieses Was  serbassins 20 ist eine Hochdruckbrause 23     an-          ,-geordnet,    welcher Druckwasser durch eine  Hochdruckleitung 24     zugeführt    wird     imd     deren Austrittsöffnungen in mehreren Reihen  übereinander auf einer     ringförmigen    Kegel  fläche liegen.

   Diese Hochdruckbrause 23 pro  duziert einen aus einer     .grossen.    Zahl von Was-           serstrahlen    gebildeten, kegelförmigen Wasser  mantel. Auf der Hochdruckbrause 23 ist ein  Support. 25 angeordnet, welcher einen kegel  förmigen     Strahlverteiler    26 aus     feuerfestem     Material     trägt.     



  Das flüssige Metall wird aus der Giess  pfanne 1 genau auf die Spitze des     Strahlver-          teilers    26 gegossen und fliesst- allseitig über  diesen hinunter. Vom untern Rand des kegel  förmigen     Strahlverteilers    26 fliesst das Metall  auf die scharfen Wasserstrahlen des kegelför  migen Wassermantels der Hochdruckbrause  23 und wird von diesen granuliert.  



  Bei der     Vorrichtung    zur Herstellung me  tallischer     Granalien    gemäss     Fig.    10 ist in der  Mitte eines Wasserbassins 30, welches mit  einem Überlauf 31 und einer Entleerungslei  tung 32 versehen ist, ein vertikales Rohr 33  vorgesehen. In diesem Rohr 33 ist eine Welle  34 gelagert, welche über ein unterhalb des       Wasserbassins    30 auf ihrem     untern    Ende       sitzendes    Kegelzahnrad 35 und ein mit diesem  im Eingriff stehendes, auf dem einen Ende  einer Welle 36 sitzendes Kegelrad 37 von  einem in der Zeichnung nicht dargestellten  Motor angetrieben wird.

   Auf dem     obern    Ende  der Welle 34 sitzt, eine zu ihr koaxiale,     kege-          lige    Schleuderscheibe 38. Über dem Wasser  bassin 30 ist eine ringförmige, zur     Schleuder-          se        heibe    38 konzentrische Hochdruckbrause 39,  welche von einer in der Zeichnung nicht dar  -gestellten     Hoehdruekpumpe    mit Wasser ge  speist wird, fest angeordnet.

   Diese Hoch  druckbrause 39 besitzt eine grosse Zahl von  nach unten gerichteten     WasseraustrittsÖff-          nungen    und produziert. einen aus sehr  vielen scharfen Wasserstrahlen gebildeten,  die     Sehleuderseheibe    38 umgebenden     Wasser-          mantel.     



  Das flüssige Metall wird aus der Giess  pfanne 1 genau auf die Spitze der rotierenden       Sehleuderseheibe    38 gegossen und von deren  Rand     abgeschleu,dert.    Die von der Schleuder  scheibe 38     abgeschleuderten    Metalltropfen   -erden vom Wassermantel der     Hoehdruek-          brause    aufgefangen und von dessen scharfen  Wasserstrahlen granuliert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung metallischer Granalien, dadurch gekennzeichnet, dass flüs siges Metall auf mindestens einen scharfen Wasserstrahl gegossen wird, wobei der Was serdruck vor dem Austritt. aus der Düse min destens 2 atü beträgt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da, durch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall auf das Wasserstrahlenbündel einer Hoch druckbrause gegossen wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall in breitem Strahl ge ringer Dicke auf das Wasserstrahlenbündel der Hochdruckbrause gegossen wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall auf eine rotierende kegelige Schleuderscheibe gegossen und von dieser in einen von einer zur Schleuderscheibe konzentrischen ringför migen Hochdruckbrause produzierten, die Schleuderscheibe umgebenden Wassermantel geschleudert wird.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch mindestens eine über einem Was serbassin angeordnete Hochdruckwasserdüse, deren Strahl im Wasserbassin aufgefangen wird, und einen das flüssige Metall enthalten den Giessbehälter mit regulierbarer Ausgiess- öffnung zum Aufgiessen eines Strahles von flüssigem Metall auf den Strahl der Hoch- druekwasserdüse. UNTERANSPRÜCHE 4.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck wasserdüse als Hochdruckbrause mit. mehre ren übereinanderliegenden Reihen von Was- seraustrittsöffnungen ausgebildet ist. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Hochdruckwasserbrause fäeher- artig ausgebildet ist, derart, dass ihre Wasser- strahlen seitlich .auseinanderstreben. 6.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wasseraustrittsöffnun- gen der Hochdruckwasserbrause derart ge richtet sind, dass sich die Wasserstrahlen der übereinanderliegenden Reihen von Wasser austrittsöffnungen kreuzen. 7.

   Vorrichtung nach PatentansprLtch II und Unteransprüchen 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass über der Hochdruckwasser- brause eine weitere Hochd,ruckwasserdüse an geordnet ist, deren Wasserstrahl zur Vorzer- teilung des aus dem Giessbehälter austreten den Strahles von flüssigem Metall bestimmt ist.

   R. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet., dass über dem Wasserbassin ein Zwischenbehälter zur Aufnahme des aus dem Giessbehälter ausfliessenden Metalles fest an geordnet ist, in dessen Boden eine Ausgiess- öffnung in Form eines zur Strahlrichtung der Hochdruckwasserbrause quer gerichteten Schlitzes vorgesehen ist. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass über dem Wasserbassin ein schaufelartiger, feuerfest ausgekleideter Strahlablenker angeordnet ist, auf welchen das flüssige Metall aufzugiessen ist und welcher dazu bestimmt .ist, den Metallstrahl quer zur Richtung des Strahles der Hochdrucl:#vasser- brause auszubreiten. 10.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch .gekennzeichnet, dass die Hochdruck wasserdüse in der Mitte des Wasserbassins angeordnet und als Hochd.ruckwasserbrause ausgebildet ist, deren Wasseraustrittsöffnun- gen auf einer ringförmigen Kegelfläche ange ordnet sind, derart., da.ss sie einen aus vielen Wasserstrahlen gebildeten kegelförmigen Was sermantel produzieren,

   und dass auf dieser Hochdruckwasserbrause auf einem Support ein kegelförmiger Strahlverteiler aus feuer festem Material für das auf seine Spitze auf zugiessende flüssige Metall angeordnet ist. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte des Wasserbassins ein bis über den Wasserspiegel reichendes vertikales Rohr angeordnet ist, in welchem eine motorisch angetriebene Welle gelagert ist, auf deren oberem Ende eine kege- lige Schleuderscheibe sitzt, auf deren Spitze das flüssige Metall aufzugiessen ist, und dass über dem Wasserbassin eine zur Schleuder scheibe konzentrische,

   ringförmige Hochdruck wasserbrause fest angeordnet ist, welche einen aus vielen Wasserstrahlen gebildeten, die Schleuderscheibe umgebenden Wassermantel erzeugt.