Способ получения алюминиевой пиротехнической пудры

 

Изобретение относится к производству порошковой продукции из алюминия и его сплавов. Предложен способ получения алюминиевой пиротехнической пудры методом сухого измельчения частиц алюминия с добавкой стеарина в шаровой мельнице в проточной атмосфере инертного газа (азота с контролируемых содержанием кислорода). Способ характеризуется поддержанием массы загружаемых за 1 ч частиц алюминия к массе шаровой загрузки в пределах 0,06 - 0,10 и газового потока в пределах 1400-1600 м³/ч, при этом в качестве исходного материала используется порошок крупностью не более 200 мкм. Способ позволяет повысить производительность измельчения на шаровых мельницах типа МАП 220/330 до 1000-1500 кг/ч. 1 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии алюминия, конкретно к производству алюминиевой пудры методом сухого размола в шаровых и им подобных мельницах в среде инертного газа.

Известен способ /1/, в котором методом сухого измельчения получают алюминиевые пудры различного назначения. Однако в различных модификациях этого способа не определены технологические параметры производства алюминиевой пудры для пиротехнических целей. Пиротехническая пудра характеризуется особыми свойствами, для получения которых требуется специфический режим технологии. По данным /2, 3/ пиротехническая пудра характеризуется свойствами, приведенными в таблице.

Получаемая в СССР пиротехническая пудра обладает всеми необходимыми потребительскими свойствами, обеспечивающими достижение требуемых целей при ее горении.

Способ производства пиротехнической пудры в Российской федерации осуществляется по регламентам, разработанным ВАМИ совместно с заводами алюминиевой подотрасли, производящими порошковую продукцию из алюминия и его сплавов /4/.

Указанный способ заключается в сухом размоле алюминиевой заготовки (порошка крупностью менее 315 мкм) в присутствии жиров (например, стеарина) в количестве 0,3-0,6% в шаровой мельнице с проточной атмосферой защитного газа азота с контролируемым содержанием кислорода в пределах 2 до 8% Пиротехническую пудру получают следующим образом.

Из бункера алюминиевый порошок поступает в мельницу, куда одновременно вводится стеариновая кислота и подается защитный газ по газопроводу. Измельченная пудра выносится газом в сепаратор, где недоизмельченные частицы осаждаются и по трубопроводу возвращаются в мельницу на доизмельчение. Измельченный продукт из сепаратора подается в циклоны, где осаждается уже готовый продукт, загружаемый в кюбеля. Очищенный газ из циклонов возвращается в замкнутую систему газоснабжения мельницы. В эту же систему подается некоторое количество свежего подпитывающего газа (до 200м³/ч).

За прототип принят отечественный способ производства пиротехнической пудры с использованием крупных промышленных мельниц типа ШБМ (МАП) 220/330, впервые внедренный на Волгоградском алюминиевом заводе.

Главный недостаток этого способа сравнительно низкая производительность (500-600 кг/ч), что вызвано длительностью процесса помола исходного порошка крупностью менее 355 мкм и перерегламентируемым по характеристике исходного порошка шаровой загрузке и газовому потоку через мельницу. Как показали наши исследования, между этими параметрами должно быть соблюдено строгое соответствие, обеспечивающее максимальную производительность процесса при требуемом качестве продукции.

Целью изобретения является повышение эффективности измельчения и производительности процесса.

Эта цель достигается тем, что процесс осуществляют при использовании исходного порошка крупностью менее 200 мкм, отношении массы алюминиевых частиц, загружаемых в мельницу за 1 ч, к массе шаровой загрузки в пределах 0,06-0,08 и поддержании газового потока через мельницу в пределах 1400-1600 м³/ч.

Примеры осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. Мельница типа ШБМ 220/330 имеет шаровую загрузку 10,8 т. Сортамент шаров оптимальный для производства пудр (диаметр шаров от 10 до 80 мм). Число оборотов в минуту 28. Исходная заготовка порошок крупностью 315 мкм. Остаток в мельнице ≈ 2 т. Содержание стеарина 0,4% Отношение массы алюминиевых частиц, загружаемых в мельницу за 1 ч, к массе шаров 0,05. Газовый поток через мельницу 1000 м³/ч. При производстве стандартной пиротехнической пудры максимальная производительность процесса составила 520 кг/ч. Снижение верхнего предела крупности исходного порошка приводило к повышению производительности до 580 кг/ч. При увеличении газового потока через мельницу до 1400 м³/ч производительность возрастала до 640 кг/ч при одновременном снижении остатка в мельнице, что приводило к расстройству работы мельницы.

Пример 2. В такой же мельнице при шаровой загрузке 12,6 т содержание стеарина 0,4% Исходная заготовка 200 мкм. Отношение массы алюминиевых частиц, загружаемых в мельницу за 1 ч, к массе шаров 0,06. Газовый поток 1400 м³/ч. Производительность мельницы по пиротехнической пудре составила 900 кг/ч. При увеличении отношения массы шихты к массе шаров до 0,1 производительность возрастала до 1000- 1200 кг/ч. При повышении газового потока через мельницу до 1600 м³/ч и постоянстве массы загружаемой шихты производительность также возрастает при одновременном снижении остатка в мельнице, что в конечном счете приводит к расстройству режима работы размольной установки.

Превышение предельных значений по газовому потоку в единицу времени и соотношения масс шихты с массой шаровой загрузки либо нарушается технологический режим работы мельницы, либо падает качество пиротехнической пудры, в которой наряду с чешуйчатыми частицами появляются частицы сферической формы, что не допускается действующими стандартами.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает наивысшую производительность размольных установок при производстве пиротехнической пудры.

Формула изобретения

Способ получения алюминиевой пиротехнической пудры методом непрерывного сухого измельчения частиц алюминия с добавкой стеарина в шаровой мельнице в проточной атмосфере защитного газа, содержащего 2 10% кислорода, отличающийся тем, что измельчение осуществляют при отношении массы загружаемых за 1 ч в мельницу частиц алюминия к массе шаровой загрузки в пределах 0,06 - 0,10, поддержания газового потока через мельницу в пределах 1400 1600 м³/ч и использовании порошка крупностью менее 200 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1