Способ получения порошков из железоуглеродистых сплавов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 F 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4484539/02 (22) 20.09.88 (46) 30.11.91. Бюл. М 44 (71) Институт металлургии Уральского научного центра AH СССР (72) Г.Г.Залазинский, Т,Л.Щенникова, В.В,Корюков, О.Г,Кушнер, Т.A,Óãoëüíèêoâà и В.M.Ôoôàíîâ (53) 621.763.2 (088.8) (56) Гуляев И.А., Турецкий R.M., Желтякова

И.В. Производство железных порошков и области их применения. Институт Черметинформация, M., 1987, (Обзорная информация, серия "Порошковая металлургия", Вып. 1, 28 с).

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 676388, кл. В 22 F 9/00, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ

ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано преимущественно при получении порошков металлов из железоуглеродистых сплавов методом диспергирования расплава высокоскоростными воздушными (газовыми) потоками.

Целью изобретения является повышение технологических свойств порошка и снижение энергозатрат.

На чертеже схематично изображена установка для осуществления способа. Она включает герметичную камеру 1 распыления, металлоприемник 2, форсунки 3 и 4 с газовыми соплами, соответственно направленными по нормали и параллельно струе расплава, охлаждаемый порошкосборник 5, .. Ж 1694355 А1 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при производстве порошков из железоуглеродистых сплавов методом газоструйного распыления. Целью изобретения является повышение технологических свойств порошка и сíНè æ åеíНè å е э3нHеeр г оoз3а тTрpа тr, Расплав металла в виде свободнопадающей струи гоступает в зону распыления и последовательно диспергируется двумя высокоскоростн ы ми газовыми (воздуш н ыми) потоками, первый из которых направлен по нормали к струе расплава, а другой ей параллелен. Такое последовательное распыление позволяет уменьшить средний размер получаемых частиц, улучшить технологические свойства порошка и снизить энер1озатраты на его производство.

1 ил.,1 табл.

Способ осуществляется следующим образом.

Расплав металла иэ металлоприемника

2 в виде свободнопадаю@ей струи 6 поступает в зону распыления между форсунками

3 и 4. Здесь струя расплава последовательно дробится двумя высокоскоростными газовыми потоками, первый иэ которых, формируемый форсункой 3, направлен по нормали к оси струи 6 расплава, а другой, формируемый форсункой 4, направлен параллельно оси струи 6.

При использовании в качестве газа-. распылителя воздуха процесс диспергирования железоуглеродистого расплава сопровождается выделением тепла за =чет реакции окисления углерода металла кислородом по реакции (С)+Оэ-+ С02 (1). Обраэую1694355

Грансостав и плотность распределении частиц по размерам в порошке-сырце

Согласно изоб етению дний По способ -п тотип åð силн разкер говых ек, мм лина и) ервала мхм

Остаток на Плотность Проход чесите, 1 распреде- рез сито, 1 ленив.

/мкм

Проход через сито. аметр в Остаток на

Плотность через сито

7,/мкм сите,$

794

5О3

251

179

126

79

56

370 гзо

60, 37

13

98,55

93,90

87,76

71,58

59,48

ЗБ,О8

18,04.

12,44

1,43

4.65

6.14

16,18

12,10

23 40

18,О4

5,60

12,44 о.аи

О,О2

0,07

0.14 о.зо

О,З9

049

0,43

0,63

О.4 .315

0,2

О 16

О1 ,063 ,050 енее ,О5О

0 006

O,О19

О.О75

0,19

О,З4

0,93

099

0,45

98,88

97,00

88,30

80 63

60.25

35.11

22.20

1,зг

1.68

8,7О

7.67

20.38

25,14

12 91

22.20 щиеся газы СО и СО2 приводят к разрыву капель металла, что ведет к образованию развитой поверхности частиц. В нижней части камеры (сборник порошка) процесс обезуглероживания частиц при охлаждении идет в основном за счет реакции восстановления углеродом металла оксидов, образовавшихся на поверхности частиц после ее обезуглероживания и зтоком газа

FeO+ tCj Fe+ СО, (2)

Состав атмосферы, образующейся при диспергировании .расплава, меняется

17т окислительной (воздух) до нейтральной (азот — 0,093 МПа, СΠ— 0,004 МПа, СО2—

0,001 ЧПа), Таким образом, охлаждение капель протекает в среде, близкой к нейтральНой, чтО НЕ даат ОКИСЛИтЬСя ЧаСтИцаМ порошка и приводит к их обезуглероживанию по реакции, — 2, сог1ровождающейся дополнительным выделением СО в газовую атмосферу, Избыток газа посредством вытяжной вентиляции отводится из камеры распыления.

Таким образом, при реализации способа с использованием воздуха в качестве распыливающего агента. обеэуглерожива 4ие металла осуществляется в два этапа: в процессе дисг1ергирования расплава (реакция 1) и при охлаждении в газовоздушной смеси, образовавшейся при диспергировании (реакция 2).. Это снижает энергетические затраты на процесс последующего обезуглероживания — восстановления, за счет снижения содержания углерода в порошке-сырце, Первичное диспергирование расплава газовым потоком, направленным по нормали к струе металла, позволяет уве- личить относительнунэ скорость потока воздуха к струе металла. Это способствузт снижению размера получаемых частиц поРошка.

В еще большей степени измельчению капель способствует их вторичное дробление потоком газа, направленным параллельно оси струи металла и по нормали к потоку первично распыленных капель. Все это позволяет повысить технологические

5 свойства получаемого порошка и снизить энергозатраты íà ef0 производство.

Пример, Осуществляли распыление чугуна воздухом одностадийным диспергированием расплава сходящимися газовыми

10 потоками согласно прототипу и двухстадийным последовательным диспергированием в соответствии с изобретением. Температура расплава в обоих случаях составляла

1350 С, давление дутья 0,42 МПа. Результа15 ты распыления приведены в таблице, Анализ представленных результатов показал, что двухстадийное распыление согласно изобретению позволило снизить наиболее вероятный размер частиц по20 рошка с 120 до 60 мкм, медианный диаметр Ао с 123 мкм до 83 мкм, Распределение частиц по размерам подчиняется нормальному закону. Восстановительный отжиг порошка-сырца практически

25 не изменяет его гранулометрический со. став.

Формула изобретения

30 Способ получения порошков из железоуглеродистых сплавов, включающий диспергирование свободнопадающей струи расплава высокоскоростными газовыми потоками, обезуглероживающий и 9ос35 становительный отжиг полученного порошка — сырца, отличающийся тем, что, с целью повышения технологических свойств порошка и снижения энергозатрат, диспергирование осуществляют дву40 мя последовательными газовыми потоками, первый из которых направлен по нормали, а второй — параллельно оси струи расплава, 1694355

Составитель B. Блехеров

Редактор Е. Зубиетова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Король

Заказ 4116 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101