Способ термообработки порошка железа и устройство для его осуществления

 

1. Способ термообработки порошка железа, включающий загрузку порошка на конвейерную ленту, отжиг в водородсодержащей атмосфере до образования спека, охлаждение опека и вывод его из водородсодержащей атмосферы , добавку отожженного порошка одинакового со спеком химического состава и возврат порошка на добавку , отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и снижения расхода добавляемого порошка , добавку порошка осуществляют после вывода спека из водородсодержащей атмосферы, а возврат порошка - к выходу спека из холодильника. § (Л с . J 4 1-11 ffefe Jk :7 : fW n т. 7 S Л9 V ft ю 1ч9

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1222413 (51) 4 В 22 Г 1/009 F 27 В 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 СЕ,, „, Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :,ц

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3789685/22-02 (22) 31.07.84 (46) 07.04.86. Бюл. Р 13 (71 ) Институт газа АН УССР и Бровар-. ский завод порошковой металлургии им. 60-летия Советской Украины (72) А.М. Святенко, Б.И. Бондаренко, В.Ф. Пекач, Н.П. Курганский, А.К. Гайдученко, А.Н. Кривенко, M.Ë. Рубальский, В.Д. Пирог, В.И. Мыльников и С.Л.. Выскребенцев (53) 621.762.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 6789248, кл. В 22 F 1/00, 1978.

Печь отжига железных порошков./

Сборочный чертеж СКЗ-8,50.08/9.5С, У 10168 — 00.00.00.000СБ, 1978. (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ПОРОШКА

ЖЕЛЕЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ термообработки порошка железа, включающий загрузку порошка на конвейерную ленту, отжиг в водородсодержащей атмосфере до образования спека, охлаждение спека и вывод его из водородсодержащей атмосферы, добавку отожженного порошка одинакового со спеком химического состава и возврат порошка на добавку, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и снижения расхода добавляемого порошка, добавку порошка осуществляют после вывода спека из водородсодер.жащей атмосферы, а возврат порошка— к выходу спека из холодильника, 2. Устройство для термообработки порошка железа, содержащее узел загрузки порошка, камеру нагрева с нагревателями, муфель, холодильник с выходной щелью, конвейерную ленту внутри муфеля и холодильника, бункер подсыпки, патрубки для подачи газов и механизм возврата порошка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения расхода добавляемого порошка и повышения надежности в работе, оно снабжено поперечной наклонной перегородкой, передняя кромка которой установлена после холодильника и бункера подсыпки на расстоянии Ор101,80 ширины щели холодильника от

1222413 этой щели и на расстоянии 0,50-1,00 ширины щели холодильника от конвейерной ленты, причем щель холодильника и щель бункера подсыпки установлены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости конвейерной ленты, а ширина щели бункера подсыпки равФ ,на 0,20-0,80 .ширины щели холодильника.

3 ° YCTpOHCTBO IIO l1.2, O T JI H ч а ю щ е е с я тем, что механизм возврата порошка выполнен в виде полого, вращающегося цилиндра иэ немагнитного материала, внутри которого стационарно установлен сектор, набранный из постоянных магнитов, 30

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к процессам и устройствам восстановления и восстановительно-обезуглероживающего отжига металлических порошков. 5

Цель изобретения — упрощение способа и снижение расхода добавляемого порошка, а также упрощение конструкции, снижение расхода добавляемого порошка и повышение надежности устройства в работе °

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа, продольный разрез.

I 15

Из бункера на конвейерную ленту загружают железный порошок-сырец.

:Порошок с лентой пбдают в муфель, где к ним через камеру нагрева от нагревателей подводят тепло. В муфель и холодильник через патрубок непрерывно подают водородсодержащий гаэ. Отожженный в муфеле порошок в виде спека на ленте направляют в холодильник и охлаждают. Из холодильника спек выводят через щель шириной К, на выходе из которой в щель бункера подсыпки шириной Р, подсыпают мелкодисперсный отожженный порошок со спеком химического состава.

Порошок подсыпают равномерно по всему торцу холодильника и создают газоплотное порошковое уплотнение для водородсодержащей атмосферы холодильника, Порошковое уплотнение ограничивают расстоянием от плоскости щели бункера подсыпки и щели холодильника до передней кромки поперечной перегородки. Затем устанавливают общую высоту слоя спека и подсыпаемого порошка на ленте, равную расстоянию от плоскости ленты до передней кромки перегородки С, и направляют к механизму возврата порошка с полым вращающимся цилиндром и сектором постоянных магнитов.

Постоянными магнитами порошок отделяют от спека и ленты и переносят на полый вращающийся механизм возврата. Далее механизмом возврата порошок направляют в промежуток между бункером и поперечной перегородкой в место подсыпки, тем самым од новременно улучшают газоплотность порошкового уплотнения и создают порошковый затвор для порошка, находящегося в бункере подсыпки, Проводят испытания известного и предлагаемого способов.

При осуществлении предлагаемого способа распыленный порошок-сырец высотой слоя 3) мм вместе с лентой подают в камеру отжига, где его разогревают и отжигают в водородсодер- жащей атмосфере при 920 С. На выходе

1222413 из камеры спек вместе с лентой поступает в холодильник, где охлаждается в водородсодержащей атмосфере.

При выходе спека через щель из холодильника подсыпают из бункера мелкий порошок одинакового со спеком химического состава.

Поперечной перегородкой устанавливают ширину порошкового уплотнения и высоту слоя спека и подсыпаемого порошка. Далее слой спека и подсыпаемого порошка на ленте подают к механизму возврата порошка, который при помощи постоянных магнитов отделяет порошок от спека и ленты и направляет в промежуток между бункером подсыпки и поперечной перегородкой.

В дальнейшем при движении ленты со спеком в первую очередь увлекается порошок, находящийся между бункером и поперечной перегородкой, который, пройдя со спеком и лентой под попе. речной перегородкой, при помощи механизма возврата порошка направляется обратно в промежуток между бункером и поперечной перегородкой.

Таким образом, порошок циркулирует вокруг поперечной перегородки, создавая при этом газоплотное порошковое уплотнение для водородсодержащей атмосферы холодильника и обеспечивая порошковый затвор для порошка, находящегося в бункере подсыпки.

Этим объясняется существенное снижение расхода добавляемого порошка.

Процесс протекает стабильно, обеспечивая надежную работу печи.

Данные сравнительного анализа известного и предлагаемого способов приведены в табл. 1.

Продолжение табл. 1

2 (3

Простои из-за поломок за время испытаний, ч

Расход водородсодержащего газа на 1 т отожженного порошка, Нмз /т

320

183

Сортность получаемого порошка. 7:

32

68

20 Суточная производительность, т/сут 9,8

12,6 получаемого порошка.

4p На чертеже представлена предлагаемая печь, продольный разрез.

Печь содержит бункер 1 загрузки, расположенную под ним и проходящую через всю печь конвейерную ленту 2, 45 соединенный с бункером муфель 3.

После бункера загрузки размещена камера 4 нагрева с нагревательными устройствами 5, в которой расположен муфель. К последнему подсоединен водоохлаждаемый холодильник 6, снабженный патрубком ? для подачи водо- родсодержащего газа в холодильник и муфель. На выходном торце холодильника выполнена щель шириной Н, под

55 которой размещен бункер 8 подсыпки, боковая стенка которого снабжена щелью шириной А, равной (0,20-0,80)H,, для подсыпки мелкого отожженного г

Таблица

Способ

Показатели

Известный Предлагаемый

Продолжительность испытаний, ч

300

300

Расход добавляемого порошка, кг/ч

198

Количество остановок ленты по вине порошкового затвора в сутки

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, использование предлагаемого способа позволяет существенно снизить расход добавляемого порошка и повысить надежность работы печи за

30 счет уменьшения количества остановок ленты, что позволяет повысить суточную производительность печи при одновременном снижении расхода водородсодержащего газа. Уменьшение количества. остановок обеспечивает условия для стабильного поддержания наиболее эффективного режима отжига, что положительно сказывается на качестве

5 1222413 Ь порошка одинакового со спеком химического состава. Щель бункера подсыпки и щель холодильника размещены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости ленты. От этой плоскости на расстоянии о, равном (0,10-1,80)Н, расположена поперечная перегородка 9, . выполненная в виде наклонного листа, нижняя кромка которого размещена на расстоянии С, равном (0,50-1,00)H, от плоскости ленты, а верхняя расположена по касательной к наружной стенке механизма возврата порошка, представляющего собой полый вращающийся цилиндр 10 иэ немагнитного 15 материала, внутри которого стационарно установлен сектор 11, набранный из постоянных магнитов.

Печь работает следующим образом.

В бункер 1 загружают железный порошок-сырец, который просыпается на конвейерную ленту 2. Приводят в движение конвейерную ленту, просыпающийся на нее порошок подают в муфель 3, расположенный в камере 4 нагрева, и находящийся в нем порошок, нагревают при помощи нагревательных устройств.

Внутри муфеля материал отжигают и в виде спека выводят в холодильник б.

Внутрь холодильника и в муфель через Зц патрубок 7 подают водородсодержащий газ. В холодильнике спек охлаждают и выводят через щель ширино" H на выходе которой иэ бункера 8 подсыпки через его щель шириной А подсыпают мелкий отожженный порошок одинакового со спеком химического состава.

На ленту со спеком порошок просыпают через проем шириной 6 между плос. костью щели бункера подсыпки и попе- 40 речной перегородкой 9. Ленту со спеком и просыпавшимся порошком общей высотой слоя, равно" С, направляют к механизму возврата порошка, состоящего из вращающегося полого цилинд- 45 ра 10 и сектора 11 из постоянных магнитов, где порошок отделяют от спека и переносят на наружную поверхность механизма возврата, откуда подают в проем между бункером и перемычкой. 5р

Тем самым обеспечивают газоплотное порошковое уплотнение для водородсодержащей атмосферы холодильника и создают затвор для порошка, просыпающегося из бункера подсыпки. 55

В дальнейшем на ленту поступает в основном порошок, находящийся между бункером подсыпки и поперечной перегородкой. Порошок на ленте со спеком перемещают под поперечной перегородкой к механизму возврата порошка, где его отделяют от спека и ленты и направляют в проем между бункером подсыпки и поперечной перегородкой, Следовательно, порошок циркулирует вокруг поперечной перегородки, создавая гаэоплотное порошковое уплотнение для водородсодержащей атмосферы холодильника и обеспечивая порошковый затвор для порошка, находящегося в бункере подсыпки. В "случае проскока части порошка мимо механизма возврата или при полной остановке механизма щель холодильника уплотняют путем подсыпки порошка из бункера подсыпки, Н р и м е р. В конвейерной печи предлагаемой конструкции распыленный железный порошок-сырец высотой слоя

35 мм подают на конвейерной ленте в камеру отжига, где его отжигают в водородсодержащей атмосфере и в виде спека подают в холодильник. Охлажденный спек выводят из холодильника через щель шириной H=75 мм, на выходе которой из бункера подсыпки через ещель шириной А подсыпают мелкий порошок одинакового со спеком химического состава. Устанавливают расстояния от плоскости щели бункера подсыпки и щели холодильника до передней кромки поперечной перегородки равное В, а от этой кромки до плоскости ленты равное С.

В процессе работы при исследуемых значениях А,В и С регистрируют расход добавляемого порошка К (кг/ч), количество остановок конвейерной ленты по вине порошкового затвора за сутки 1, расход водородсодержащего газа на 1 т отожженного порошка

Q,(Íì /т) и суточную производительность печи (т/сут).

Данные сравнительных испытаний известного и предлагаемого устройств, приведены в табл. 2 °

В опытах 1-15 представлены показатели работы печи со значениями А, равными 0,15Н; 0,20Н; 0.,80Н и 0,85Н при постоянных величинах В=0,95Н и C=0,75H, В опытах 6-10 представлены показатели работы печи со значениями величины В, равными 0 05H 0,10Н; 0,95Н, 1,80Н и 1,85Н при постоянных величинах A=0,50Н и С =0,75Н.

Расход добавРасход водородсодержащего газа на 1т

Суточная

Величина расстояний, см

Опыты в пеКоличест во остановок по чи

В производительность, т/сут ляемого noвине порошкового затрошка

К, кг/ч вора за сутки и отожженноro noрошка

Q >

Нмз /т

Извест9,8

320

67 . 11 ная

Предлагаемая

10,7

56,3

61,3

240 11„3

195 15, О

180 37 5

175 60,0

71,3

11.,8

56 3

32

12,6

56,3

71,3

12,3

56,3

71,3

7 122

В опытах 11-15 представлены пока- затели работы печи со значениями величины С, равными 0,45Н; 0,50Н;

0,75Н; 1,ООН и 1,05Н при постоянных величинах A =О, 50Н и 8 =0, 95Н, В опытах 2-4,7-9 и 12-14 печь работает стабильно, системы порошкового затвора работают надежно, обеспечивая герметизацию печи.

В опытах 1, 6 и 11 печь работает нестабильно, происходят частые "зависания" порошка в силу малой ширины щели, что приводит к уменьшению толщины порошкового затвора и даже к возможности разгерметизации печи, а следовательно, к высоким расходам водородсодержащего газа, частым остановкам ленты с целью устранения этих "зависаний".

В опытах 5, 10 и 15 печь работает нестабильно. В силу большой ширины щелей происходит просыпание большого количества порошка на ленту и попадание его к механизму возврата порошка. Попадание большого количест2413 8 ва порошка к механизму возврата ухудшает условия работы механизма, что влечет за собой повышение расхода добавляемого порошка и частые ос .тановки ленты для устранения этого явления.

Из данных, приведенных в табл.2, видно, что оптимальные соотношения

К, и 0„получают при значениях

А=(0,20-0,80)Н, В=(0, 1-1,80)Н и

C=(0,5О-1,00)H.

Использование предлагаемого устройства позволяет существенно повысить надежность работы печи, снизить расходы добавляемого порошка, повысить среднесуточную производительность печи. Кроме того, испытания показывают, что использование предлагаемого способа и устройства обеспечивает повышение сортности порошка на 10-12Х. при одновременном снижении расхода восстановительного газа на !57 и повышении производительности печи на 5-7Х.

1 ,Таблица 2

1222413

Продолжение табл.2

Величина расстояний, см

Расход

Расход добавОпыты в »еКоличест

Суточво оста- водоновок по родсоная ляемого попроиз— держащего газа на 1т вора эа сутки п

56,3

71,3

63,8

175

11,5

37,5 3,8

230

56,3

11,0

56,3

37,5

7,5

190

12,0

180

12,6

56,3

190

56,3

12,0

56,3

190

10

11,5

33,8

71,3

37,5

215

10,2

200

11,8

37,5

71,3

37,5

12

56,3

180

37,5

12,6

71,3

13

37,5

180

71,3

12,6

75,0

12,6

180

15

78,8

71,3

37,5 к

Составитель Ю. Коц

Редактор И. Дербак .Техред М.Моргентал Корректор Е, Рошко

Заказ 1646/11 Тираж 757 Подписное

ВВИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рошка

К, кг/ч вине порошковаго затотожженноro noрошка

Ч

ЦмЗ /1, 37,5 71,3

37,5 125,0

37,5 139,0 водительность т/су г