Способ производства порошкообразных флюсов

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения флюсов для плавки и литья магния и его сплавов. Способ производства порошкообразных флюсов включает обезвоживание в твердом виде карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, путем термообработки в печи кипящего слоя, смешивание их и добавление к смеси флюсообразующей добавки, не содержащей кристаллизационную воду, причем обезвоживание производят в несколько стадий в многокамерной печи кипящего слоя, на первой стадии карналлит обрабатывают топочными газами, на второй карналлит обрабатывают топочными газами, содержащими хлорид водорода, а на третьей его смешивают с флюсообразующими добавками, содержащими кристаллизационную воду, и проводят воздушную сепарацию. Топочные газы получают путем подачи хлорсодержащих газов в факел горения природного газа. Удельный расход хлора на 1 тонну обезвоживаемого карналлита составляет 50-200 кг, обеспечивается повышение производительности процесса производства флюса и улучшение его качества, 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения флюсов для плавки и литья магния и его сплавов.

В настоящее время для плавки и рафинирования магния и его сплавов наиболее широко применяют стандартные флюсы из хлоридных солей, в основном на базе безводного карналлита - двойная соль KClMgCl₂ с примесями хлорида натрия и хлорида кальция, которые позволяют очистить металлы от примесей и защитить поверхность расплавленных металлов от окисления кислородом воздуха.

Известен способ производства порошкообразных флюсов на основе безводного карналлита (кн. Производство безводного карналлита. - М.А.Эйдензон. - ГосНТИчерцветмет, Свердловск, 1962 г., стр.71-73), который включает слив из безводного карналлита и шлама в короба, охлаждение, дробление твердого безводного карналлита и шлама в шековой дробилке, затем еще раз измельчение в молотковой дробилке. Полученный порошкообразный материал подают транспортером в отдельные бункера, затем в дозаторы и смесители, где его смешивают просушенным хлоридом бария и упаковывают в тару.

Недостатком данного способа получения порошкообразных флюсов является большие затраты на изготовление, кроме того флюс во время дробления на воздухе вновь поглощает воду, что приводит к снижению качества флюса.

Известен способ производства порошкообразных флюсов (а.с. СССР №423868, опубл. бюл.14, 15.04.74 г., по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий обезвоживание в твердом виде карналлита, обезвоживание флюсообразующих добавок, содержащих кристаллогидраты воды, смешивание с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационной воды, вакуумирование смеси. Обезвоживание карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, производят одновременно или раздельно в печах известного типа, например в печах кипящего слоя.

Недостатком данного способа является то, что скорость обезвоживания низкая из-за дополнительной операции - вакуумирования. Кроме того, вакуумирование сырья требует сложного аппаратурно-технологического оформления, что приводит к большим затратам на производство флюса.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет повысить производительность процесса производства флюсов и улучшить качество производимого флюса.

Технический результат достигается тем, что предложен способ производства порошкообразных флюсов, включающий обезвоживание в твердом виде карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, путем термообработки в печи кипящего слоя, смешивание их и добавление к смеси флюсообразующией добавки, не содержащей кристаллизационную воду, новым является то, что обезвоживание производят в несколько стадий в многокамерной печи кипящего слоя, на первой стадии карналлит обрабатывают топочными газами, на второй стадии карналлит обрабатывают топочными газами, содержащими хлорид водорода, а на третьей его смешивают с флюсообразующими добавками, содержащими кристаллизационную воду, и проводят воздушную сепарацию.

Кроме того, топочные газы получают путем подачи хлорсодержащих газов в факел горения природного газа.

Кроме того, удельный расход хлора на 1 тонну обезвоживаемого карналлита составляет 50-200 кг.

Обработка карналлита в процессе обезвоживания топочными газами, содержащими хлорид водорода, который получают путем подачи в факел горения природного газа хлорсодержащих газов, позволяет снизить содержание воды в карналлите за счет снижения парциального давления водяных паров в карналлитах и флюсообразующих добавок, содержащих продуктах горения топлива.

Воздушная сепарация смеси обезвоженного карналлита с флюсообразующими добавками, содержащими кристаллизационную воду, позволяет снизить содержание воды в готовом продукте на 30-40%, что значительно повышает качество флюса.

Кроме того, экспериментально установлено, что проведение процесса обезвоживания при удельном расходе хлора 50-200 кг на 1 тонну обезвоживаемого карналлита также повышает качество флюса за счет уменьшения содержания воды.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе производства порошкообразных флюсов, изложенных в пунктах формулы изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Заявленные признаки являются новыми и не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата - улучшения качества флюсов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа

Получение порошкообразных флюсов проводят в многокамерной печи кипящего слоя. Шестиводный кристаллогидрат карналлита (карналлит, обогащенный по ТУ 1714-0622-00209527-94) загружают с помощью забрасывателя на газораспределительную решетку первой камеры трехкамерной печи кипящего слоя во взвешенном состоянии при подаче в слой газов - продуктов сгорания природного газа и вторичного воздуха. На первой стадии обезвоживания процесс ведут в атмосфере горения природного газа при температуре материала в слое до 250°С, а на второй стадии процесс обезвоживания карналлита осуществляют при температуре 250-350°С в атмосфере хлорида водорода, получаемого в процессе сжигания хлорсодержащих газов в факеле горения природного газа при удельном расхода хлора 50-200 кг на 1 тонну в пересчете на обезвоженный карналлит (50% хлорида магния). На последней стадии (в третьей камере печи кипящего слоя) в обезвоженный карналлит добавляют флюсообразующие добавки, например хлорид бария (BaCl₂·6H₂O), который смешивается с обезвоженным карналлитом и также обезвоживается. На этой стадии затем производят воздушную сепарацию компонентов флюса по гранулометрическому составу. Мелкую фракцию, содержащую в 3-5 раз больше воды, отгоняют из печи кипящего слоя. Выгруженную из печи кипящего слоя смесь смешивают в отдельном аппарате (смесителе) с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду. Полученный порошкообразный флюс, содержащий воды не более 2,0 мас.%, затаривают в герметичную тару и направляют потребителю.

Таким образом, предложенный способ производства порошкообразных флюсов позволяет значительно повысить качество флюса за счет снижения содержания воды в нем и за счет интенсификации процесса повысить его производительность.

1. Способ производства порошкообразных флюсов, включающий обезвоживание в твердом виде карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, путем термообработки в печи кипящего слоя, смешивание их и добавление к смеси флюсообразующей добавки, не содержащей кристаллизационную воду, отличающийся тем, что обезвоживание производят в несколько стадий в многокамерной печи кипящего слоя, на первой стадии карналлит обрабатывают топочными газами, на второй обрабатывают топочными газами, содержащими хлорид водорода, а на третьей его смешивают с флюсообразующими добавками, содержащими кристаллизационную воду, и проводят воздушную сепарацию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что топочные газы получают путем подачи хлорсодержащих газов в факел горения природного газа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что удельный расход хлора на 1 т обезвоживаемого карналлита составляет 50-200 кг.