Способ изготовления изделий из металлических порошков и установка для его осуществления

 

Сущность изобретения заключается в том. что изделия из металлических порошков получают с использованием в качестве исходного основного металлсодержащего компонента горнорудного концентрата Горнорудный концентрат 22. порошки восстановителя 23 и легирующих добавок 24 измельчают в агрегате 1. дозируют в агрегат 2 и смешивают в агрегате 3 Полученную шихту 25 устройством 5 постепенно подают в емкость 4 С помощью воздействия на шихту и ферромагнитный сердечник 19 высокочастотными магнитными полями индуктора 7 производят послойный нагрев шихты При этом шихта подвергается ультразвуковой вибрации Нагрев проводят до температуры 0.4 - 08 температуры плавления основного компонента шихты Подаваемый в емкость 4 восстановительный газ 8 пронизывает противотоком весь восстанавливаемый объем шихты. Выходящий из емкости 4 восстановленный порошок в дальнейшем обрабатырзют либо путем экструзии с помощью фильеры 11 и оправки 12, индукционного спекания в индукторе 13 Другой вариант обработки заключается в формообразовании путем прокатки в охлаждаек ь:х гппхох прокатсого стана. Обработка предусматривает также охлаждение в восстановительной ипи инертной атмосфере для получения-собственно отожженного металлического порошка 2 с и 7 зпф-лы. 3 ип

Г ЗД4 (51) 5 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5016042/02 (22) 10.12.91 (46) 15.10.93 Бютт Мю 37-38 (76) Забродский Лев Семенович (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ И УСТАНОВКА

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

{57) Сущность изобретения заключается в том, что изделия из металлических порошков получают с использованием в качестве исходного основного металпсодержащего компонента горнорудного концентрата Горнорудный концентрат 22, порошки восстановителя 23 и пегирующих добавок 24 измельчают в агрегате 1, дозируют в агрегат 2 и смешивают в агрегате 3. Полученную шихту 25 устройством 5 постепенно подают в емкость 4. С помощью воздействия на шихту и ферромагнитный сердечник 19 высокочастотными магнитными поля(в) RU (ii) 2ООО884С1 мн иную:тор; 7 производят послойный нагрев шихты При этом шихта подвергается ультразвуковой вибрации Нагрев проводят до температуры 0,4—

08 темпе,птуры плавления основного компонента шнхть; Подаваемый в емкость 4 восстановитепьн1 и газ 8 пронизывает противотоком весь восстанавливаемый объем шихты. Выходящий из емкости

4 яосст:-новпенный порошок в дальнейшем обрабатывают либо путем экструзии с помощью фипьеры 11 и оправки 12, индукционного спекания в индукторе 13. Другой вариант обоэботки зжлочается в формообразовании путем прокатки в охлаждаемых и".экэх прокап.nro ста, à. Обработка предусматривает таске охлаждение в восста ювитепьной ипи инсотной атмосфере дпя полу«ения собс венно отсжжсннсго металлического порошка 2 с и 7 зпф-пи 3 ип

2000884

55.1зобрегение относится к порошковой мет:-.ллургии, в частности к способам и устройствам для изго овлени изделий из металлических порошков.

Известен способ изготовления изделий из металлического порошкового материала, в частности. железных заготовок, который првдусм т ивавт изготовление изделий непосре ИЬЧЬ горнорудных концентрат тов.г вМстай6вление, уплотнение и последующую термическую обработку, Известна также установка для изготовления изделий иэ металлических порошков. включающая узел приготовление шихты. устройство для прессования, нагревательное устройство и пресс горячего прессования.

Недостатком этих способов и устройств является их низкая производительность, большие затраты энергетических и людских ресурсов, высокая себестоимость получаемых металлических порошков и изделий из

% них, Целью изобретения является повышение технико-экономических пока"-ателей процесса изготовления иэделий из металлических порошков, Укаэанная цель достигается тем, что в шихту, содержащую гопноруднь ; концентрат, вводят порошказбрзэный восстановитель и легирующие допбзьки, з восстановление проводят путем послоиного нагрева ".о всему сечен *ю загруз : шихты до температуры 0, -О,? темпера-уры плавленин основнof0 компонента г среде Вос становительнаго газа. подаваемого противотоком к нзпрзллению и .ремешения шихты, Кроме того. уплотнение шик гы осуществляют непосредственно пес,е ее восстановления путем экс1рудировзния и последующего спекания при температуре

0,7-0,95 температуры плавленля основного компонента, а термообрзботку проводят с охлаждением в восстзновитегьной или инертной атмосФере, причем восстановление проводят в поле ультразвуковых vîëåáàний, Температурные диапазоны нагрева для восстановления шихты 0,4-0.8 и для спекзния изделий — 0,7-0 95 от температуры плавления основного компонента шихты выбраны исходя из условия наиболее оптимальных режимов протекания: г 1х реакций, так нижние пределы характеризуются началом процессов соответственно .«.occTBHGBления шихты и ее спекзния з верхние пределы — характеризуют начало преждевременного спекания шихть и ее расплавление, Установка (см.фиг.1,? и 3) для осуществления описанного выше спосойз яключзет

45 узел приготовления шихты 1, состоящий из агрегатов изм;.льчения 1. дозирования 2 и смешивания 3 горнорудных концентратов, восстановителя и легирующих добавок, устройство восстановления шихты П, выполненное в виде индуктора 7 и емкости 4 с приспособлением 5 подачи шихты с системой 9 отвода продуктов ссорания и системами подачи восстановительного газа 8 и выдачи восстановленного порошка 6, причем, приспособление 5 для подачи шихты и система 9 отвода продуктов сгорания размещены в верхней части емкости 4. а индуктор 7 и системы пода«и восстановительного газа 8 и выдачи воссзановленного порошка

6 размещены в нижней части емкости.

Устройство для восстановления шихты

II, устройство для прессования I II и нагревательное устройство IV для термообработки объединены в один технологический комплекс и выполнены в различных вариантах, например; — по варианту N. 1 (см,фиг.1) — в виде шнекового питателя 10, фильеры 11. оправки 12, индукционного нагревателя 13, магнитной системы 14. системы охлаждения 15 в восстановительной или инертной атмосфере:

-- по варианту N 2 (см.фиг.2) — в виде ва ков 17 с магнитной системой 18 и системой охлаждения 16; — по варианту N. 3 (см.фиг.3) — в виде дозатэра 28 выдачи восстановленного металлического порошка 27 из емкости 4 и системы его охлаждения 29.

Для интенсификации процесса нагрева при восстановлении шихты в емкости 4, в зоне действия магнитных силовых полей индукторз 7 установлен ферромагнитный сердечник 19.

Для утилизации тепла отходящих продуктов сгорания установлен холодильник

20, а для обеспылияания этих газов — циклон

На Фиг,1 и 2 приведены схемы раб ты устройств по предложенному способу. Горнорудный концентрат 22, порошки восстановителя 23 и легирующих добавок 24 измельчают в агрегате 1, дозируют в агрегате 2 и смен иязют в агрегате 3. Полученную шихту 25 приспособлением 5 постепенно подают в емкость 4, С помощью воздействия на шихту 25 и ферромагнитный сердеч19 полями индуктора 7 производят послойный нагрев шихты. При этом каждая частичка магнитного (ферромагнитного) материала шихты подяергзегся вибрации ультразвуковой частоты, что приводит к разрушению на ее поверхности офисных ппяипх з значит и

2000884 интенгивному химическому воздействию с нэгретым восстановителем. Скорость процесса восстановления порошка горнорудного концентрата резко возрастает.

Кроме того, подаваемый в емкости 4 восстановительный газ 8 пронизывает противотоком весь восстанавливаемый объем шихты, унося продукты сгорания 9. После обеспыливания в циклоне 21 с помощью дымососа 26 поток отходящих газов дпя утилизации тепла пропускают через холодильник 20. а затем частично смешивают с новой порцией восстановительного газа 8. направляемого в емкость 4. Избыток продуктов сгорания направляют на дальнейшую химическую обработку, например, для изготовления спиртов, пластмасс и т,д.

Выходящий из емкости 4 Восстановленный порошок в дальнейшем направляют по одному из следующих вариантов: — либо путем дозированного формообразования (экструдирования) с помощью фильеры 11 и оправки 12 (см.фиг.1), интенсивного спекания в зоне электромагнитных колебаний индуктора 13 и охлаждения 15 в среде восстановительной или инертной атмосферы, Таким образом можно получать непрерывные металлические иэд лия любого профиля; — либо путем доэирсванного формообразования с одноименным охлаждением между охлаждаемыми валками 17, например. листопрокатного стана (см.фиг.2); — либо просто охлаждают в восстановительной или инертной ат1лосфере для получения собственно отожженного

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ К1ЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРО111КОВ И УСТЛ110ВКА ДЛЯ ЕГО ОСУщкствлвния

1. Способ-изготовления иэделий из металлических порошков, включающий приготовление шихты с использованием в качестве основного металлсодержащего компонента горнорудного концентрата, восстановление, уплотнение и термообработку, отличающийся тем, что в шихту вводят порошкообразный восстановитель и легирующие добавки, а восстановление проводят путем послойного нагрева по всему сечению загрузки шихты до температуры 0,4-0,8 температуры плавления основного компонента в среде восстановительного газа, подаваемого противотоком к направлению перемещения шихты.

2. Способ по п,1. отличающийся тем, что уплотнение осуществляют непосредстметалл>лческого порошка 27 (см.фиг.3). используемого на дальнейц1их известных стадиял горошковой металлургии.

Если в зонах охлаждения спеченного

5 материала создать постоянное магнитное поле с помощью магнитных систем 14 (см.фиг.1) и 18 (см.фиг.2), то изготовленные изделия будут иметь свойства постоянных магнитов. Если скорость охлаждения обес10 печить В пределах 10 — 10 С/с, то произ10 о водимые изделия будут обладать аморфной структурой, характеризующейся высокими показателями прочности, твердости, пластичности, химической инертности и т.д, 15 Ис".од> из вышесказанного, производства иэделий непосредственно из горнорудныx ко «- нтратов Ilo предложенному способу является высокорентабельным, малоэнер, >емким, экологически чистым, т.к.

20 не тре1.„ f!т сложных металлургических переДЕЛОВ.

Кроме того, компактность и универсальность предложенной установки для осуществления этого способа позволяет нв

25 неболi ших производственных площадях

Вьн:о>,опроиэводительно получать готовые иэделия различной формы, обладающие задэнн..>мI свойствами: ВысoKOЙ прочностью, тв ..>До ть>Г>. ПЛВСтИЧНОСТЬЮ, ХИМИЧЕСКОЙ

30 1э1е1>тность>о, магнитными, фрикционными, э >т>;.1>р>нкционными и т.д. (56) "-торское свидетельство СССР

N 831793, кл. С 21 В 13/14 >981.

35 AGE opcKQP. свидетельство ГССР

>кг. ">" 51 >9, кл. В 30 В 11/02, 197

Венно после восстановления путем экстру40 зии и последующего спекания при

TåIIoåpoòóðå 0.7 - 0,95 температуры основнога компонента, а термообработку проводят с охлах<дением в восстановительной ипи инертной атмосфере, 45 3 Способ по п,1, отличающийся тем, что Восстановление проводят в поле упьтраэвуковь1х колебаний.

4. Установка дпя изготовления иэделий из 1легаллических порошков, включающая узел приготовления шихты, устройство дпя прессования и нагрева.тельное устройство дпя термообработки, отличающаяся тем, что она снабжена уст55 роиством для восстановления шихты, а узел приготовления шихты выполнен в виде э peraroB измельчения. дозирования и смешивания горнорудных концентратов, Во сгановителя и легирующих добавок

5, Установка по п.4, отличэющэяся

2000884 тем, что устройство для восстановления

oIHxTH выполнено в виде индуктора и емкости с приспособлением для подачи шихты с системой отвода продуктов сгорания и системами подачи восстановительного

rasa и выдачи восстановленного порошка, размещенными в нижней части емкости.

6. Установка по п.4, отличающаяся тем, что устройство для восстановления шихты, устройство ля прессования и нагревательное устройство для термообработки объединены в один технологический комплекс.

7, Установка по п.5, отличающаяся тем, что система выдачи порошка из устройства для восстановления шихты выполнена в виде шнекового питателя с приспособлениями для экструдирования. спекания и термообработки.

8. Установка по п.5, отличающаяся тем, что система выдачи порошка выполнена в виде охлаждаемых валков.

10 9, Установка по п.4. отличающаяся тем, что она снабжена источником наведения постоянного магнитного поля, размещенного в зоне охлаждения системы выдачи порошка.

2000884 юг 3

Составитель Л.Забродский

Техред М. Моргентал Корректор С, Шекмар

Редактор Н.Семенова

Тираж Подписное

HflO "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3101

Нроизводстввнно-нздатввьсвий комбинат "Пвтвнт", г. Уигррод, ув Гагарина. 101