Металл ағынын сумен тозаңдату

Балқытылған орталарды тозаңдату және грануляциялау

Кейінгі кезде ұнтақтарды тозаңдату арқылы алу кеңінен таралып келеді. Бұл әдіс басқа әдістермен салыстырғанда өнімділігінің жоғары болуымен, өндірістің салыстырмалы түрде арзан және технологиясының қарапайым болуымен ерекшеленеді. Бұл әдіспен химиялық құрамы бақыланатын ұнтақтарды алуға, металл өңдеу өнеркәсіптерінің қалдықтарын қолдануға мүмкіндік береді. Балқымаларды тозаңдатумен темір, болат, легірленген болат, соның ішінде қиын балқитын металдар қорытпаларын, сонымен бірге алюминий, қорғасын, мырыш ұнтақтарын алуға болады. Ұнтақтар көптонналы өндірілгеннің өзінде оның бағалары бастапқы шикізаттардың бағасынан аз ғана қымбат болып шығады.

Соңғы жылдары тозаңдату технологиясын жетілдіру тозаңдатылған ұнтақтарды өндіру үлесін және шетелдерде көптеп ұлғайтуға мүмкіндік жасалып отыр.

Металл ағынын газ ағынымен тозаңдату

Балқыманы тозаңдату негізінен темір, титан, ыстыққа төзімді қорытпалар, мыс, алюми­ний және олардың қорытпаларын алу үшін қолданылады. Ұнтаққа қойылатын талаптарға қарай тозаңдату үшін ауа, азот, аргон немесе гелий қолданылады. Болат және алюминий қорытпасы негізіндегі ұнтақтар өндірісінде ауа, ал жоғары легірленген материалдардың ұнтақтарын алу үшін инертті газдар қолданылады. Болат және алюминий қорытпасы негізіндегі балқымаларды дайындауды ашық пештерде, ал тазалығы жоғары және активті материалдар үшін вакуумдық индукциялық пештер қолданылады.

Тозаңдатудың үш түрлі тәсілдері бар (7 сурет):

- балқыма ағынымен бір осьте ағатын газбен;

- ағын осіне бір бұрышпен бағытталған газ ағынымен;

- ағын осіне тік бұрышпен бағытталған газ ағынымен.

Газ ағынын 30-90° бұрышымен беру ең тиімді болып табылады.

7-сурет. Газбен балқыма ағынын тозаңдату сұлбасы:

1- газ ағыны; 2 – форсунка; 3 – суытуға арналған серіктес газ ағыны; 4 – тозаңдату аймағы; 5 – бөлшектердің пайда болу аймағы; 6 – бөлшектердің суытылу және кристалдану аймағы; 7 – балқыма ағынының бұзылу аймағы; 8 – металл ағыны

Металл ағынын сумен тозаңдату

Бұл әдіс өнеркәсіпте, әсіресе темір ұнтағын алуда кеңінен қолданылады.

8 сурет. Балқыманы сумен тозаңдату қондырғысының сұлбасы:

1 – қоректендіру блогы; 2 - индук­циялық пеш; 3 – балқыманы беруге арналған қондырғы; 4 – су ағызатын науа; 5 – жоғары қысымды су насосы; 6 – вакуумдық кептіргіш қондырғысы; 7 – суды жинақтау ыдысы; 8 - тозаңдату каме­расы; 9 – азотты беру құбыры

Сумен тозаңдату газбен тозаңдатуға қарағанда ерекше, себебі судың тығыздығы газдың тығыздығына қарағанда аса жоғары, сондықтан, ол су ағынының қозғалыс импульсі мен кинетикалық энергиясына әсерін тигізеді.

Балқыма ағынын сумен тозаңдату газбен тозаңдату сұлбасына ұқсас келеді.

8 суретте сумен тозаңдату қондырғысының сұлбасы келтірілген.

Қазіргі кездегі тозаңдатқыш қондырғыларында балқыма ағыны форсунканың екі, төрт және одан да көп жақтарынан 60-70° бұрышымен берілген су ағынымен бөлшектенеді. Ішкі диаметрі 1-3,5 мм кран қондырғысы форсунканың жұмысшы элементі болып табылады. Қысым 10-50 МПа және форсунка диаметрі 1,0-3,5 мм кезінде су шығыны 1 кг тозаңдатылатын металға ондаған литрді немесе 100-300 л/мин құрайды. Су ағынының жылдамдығы 76-247 м/с. Сумен тозаңдату қондырғысының өнімділігі 9 -90 кг/мин. Сұйықпен тозаңдату ұнтақтар өндірісінде, әсіресе, темір ұнтағын алуда кеңінен қолданылады. Әдетте тозаңдату үшін суды, ал соңғы уақытта майды да қолданады. Алынатын бөлшектердің пішіні сфералы болып келеді. Сумен жанасқан кезде металл бөлшектерінің бетінде пайда болған тотықты қабаты әрі қарай сутегі атмосферасында күйдіру арқылы тотықсыздандырылады.