Способ получения порошкообразных флюсов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам и устройствам для получения флюсов для плавки и литья магния и его сплавов. Технический результат заключается в получении порошкообразного флюса заданного гранулометрического состава, что позволяет получить продукт, готовый к употреблению у потребителя, снижает затраты на его дополнительную переработку, что позволяет значительно снизить трудозатраты на изготовление флюса. Способ производства порошкообразных флюсов включает обезвоживание в твердом виде карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, путем термообработки в многокамерной печи кипящего слоя, выгрузку из печи кипящего слоя, смешивание его с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду, и затаривание. При этом одновременно с выгрузкой из печи флюс рассеивают на фракции путем соударения частиц флюса, находящихся во взвешенном состоянии, с рассеивающим устройством. Размер частиц рассеянной фракции составляет до 10 мм. Устройство для осуществления способа включает многокамерную печь кипящего слоя с патрубками для загрузки сырья и выгрузки готового продукта, газораспределительную решетку, транспортер и емкости для готового продукта. При этом оно снабжено рассеивающим устройством, выполненным в виде пирамидального короба с сеткой в верхней части и установленным на патрубке выгрузки готового продукта в последней камере печи кипящего слоя. Площадь ячейки рассеивающего устройства равна до 100 мм². Рассеивающее устройство установлено на высоте 0,2-1,0 м от газораспределительной решетки печи и оно выполнено съемным. Кроме того, количество рассеивающих устройств в печи равно от 1 до 5. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам и устройствам для 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 KCl×MgCl₂ с примесями хлорида натрия и хлорида кальция, которые позволяют очистить металлы от примесей и защитить поверхность расплавленных металлов от окисления кислородом воздуха.

Известны способ и устройство для получения порошкообразных флюсов на основе безводного карналлита (кн.: Производство безводного карналлита. - М.А.Эйдензон. - ГосНТИчерцветмет, Свердловск, 1962 г., стр.71-73). Способ включает слив безводного карналлита в короба, охлаждение, дробление твердого безводного карналлита в щековой дробилке, затем еще раз измельчение в молотковой дробилке. Полученный порошкообразный материал подают транспортером в отдельные бункеры, затем в дозаторы и смесители, где его смешивают просушенным хлоридом бария и упаковывают в емкости.

Устройство для получения порошкообразного флюса состоит из сушильного барабана для сушки хлорида бария, дробильного устройства и стержневой мельницы, транспортера и бункера. Устройство для безводного карналлита включает короб, щековую дробилку, молотковую дробилку, транспортер и бункеры. Затем измельченные материалы смешивают в дозаторе и упаковывают в емкости.

Недостатком данных способа и устройства для получения порошкообразных флюсов являются большие затраты на изготовление, кроме того, флюс во время дробления на воздухе вновь поглощает воду, что приводит к снижению качества флюса.

Известны способ и устройство для получения порошкообразных флюсов (А.с. СССР № 423868, опубл. 15.04.74, бюл. №14). Способ включает обезвоживание в твердом виде как карналлита, так и 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. Устройство для получения порошкообразных флюсов включает печь кипящего слоя, транспортер и смеситель.

Недостатком данных способа и устройства 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.

Известны способ и устройство для получения порошкообразных флюсов (Пат. РФ № 2261927, опубл. 10.10.2005, бюл. №28), по количеству общих признаков принятые за ближайшие аналоги-прототипы. Способ включает обезвоживание в твердом виде карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, путем термообработки в многокамерной печи кипящего слоя, смешивание их и добавление к смеси флюсообразующей добавки, не содержащей кристаллизационную воду, при этом обезвоживание производят в несколько стадий в многокамерной печи кипящего слоя, на первой стадии карналлит обрабатывают топочными газами, полученными путем горения природного газа, на второй карналлит обрабатывают топочными газами, содержащими хлорид водорода, а на третьей его смешивают с флюсообразующими добавками, содержащими кристаллизационную воду, затем проводят воздушную сепарацию с отделением мелкой фракции, выгруженный из печи флюс смешивают в смесителе с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду, полученный флюс затаривают в емкости и направляют потребителю.

Устройство для получения порошкообразного флюса состоит из многокамерной печи кипящего слоя с топками, с патрубками для загрузки сырья и выгрузки готового продукта, газораспределительной решетки, сепаратора, смесителя, емкости для перевозки и хранения флюса.

Недостатком данных способа и устройства является то, что в печи кипящего слоя флюс получается разного гранулометрического состава крупностью от 0,063 до 20 мм и необходимо перед применением его рассеивать на фракции, при этом крупные фракции ухудшают действие флюса, поэтому необходимо доизмельчать флюс перед употреблением, что приводит к дополнительным затратам.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в получении порошкообразных флюсов заданного гранулометрического состава, что позволяет получить продукт, готовый к употреблению у потребителя, снизить затраты на его дополнительную переработку и значительно снизить трудозатраты на изготовление флюса.

Технический результат достигается тем, что предложен способ производства порошкообразных флюсов, включающий обезвоживание в твердом виде смеси карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, путем термообработки в многокамерной печи кипящего слоя, выгрузку продукта из печи кипящего слоя, смешивание его с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду и затаривание, новым является то, что одновременно с выгрузкой из печи продукт рассеивают на фракции путем соударения частиц, находящихся во взвешенном состоянии, с рассеивающим устройством.

Кроме того, размер частиц рассеянной фракции составляет до 10 мм.

Для осуществления способа предложено устройство для получения порошкообразных флюсов, включающее многокамерную печь кипящего слоя с патрубками для загрузки смеси карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, и с патрубками для выгрузки продукта, газораспределительную решетку, транспортер, смеситель для смешивания продукта с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду, и емкости для готового продукта, новым является то, что оно снабжено рассеивающим устройством, выполненным в виде пирамидального короба с сеткой в верхней части и установленным на патрубке выгрузки продукта в последней камере печи кипящего слоя.

Кроме того, площадь ячейки рассеивающего устройства равна до 100 мм².

Кроме того, рассеивающее устройство выполнено на высоте 0,2-1,0 м от газораспределительной устройства печи.

Кроме того, рассеивающее устройство выполнено съемным. Кроме того, количество рассеивающих устройств в печи равно от 1 до 5.

Получение готового порошкообразного флюса заданного фракционного состава путем соударения частиц флюса, находящихся во взвешенном состоянии, с рассеивающим устройством позволяет значительно снизить затраты на его дальнейшую переработку, что позволяет также значительно снизить трудозатраты на изготовление флюса и снизить его стоимость. Конструктивное выполнение рассеивающего устройства в виде пирамидального короба с сеткой в верхней части, установленное на патрубке выгрузке готового продукта, позволяет снизить затраты на рассеивание и позволяет оптимально совместить процесс выгрузки с процессом рассеивания флюса на фракции.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку заявленные способ получения порошкообразных флюсов и устройство для его осуществления образуют единый изобретательский замысел.

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 получения порошкообразных флюсов и устройстве для его осуществления, 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 влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата - снижение затрат на производство флюсов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг.1 показано устройство для получения порошкообразных флюсов, на фиг.2 - вид сбоку, показывающий количество рассеивающих устройств.

Устройство включает многокамерную печь 1 кипящего слоя с патрубками 2 для загрузки сырья и патрубками 3 для выгрузки продукта, газораспределительную решетку 4, транспортер 5, емкости 6 для готового продукта, съемное рассеивающее устройство 7, установленное на высоте 0,2-1,0 м от газораспределительной решетки 4 печи и выполненное в виде пирамидального короба 8 с сеткой 9 с площадью ячеек до 100 мм², смеситель 10 для смешивания продукта с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду, а количество рассеивающих устройств в печи равно от 1 до 5.

Пример осуществления способа

Получение порошкообразных флюсов проводят в многокамерной печи 1 кипящего слоя. Шестиводный кристаллогидрат карналлита (карналлит обогащенный по ТУ 1714-062-00209527-99) загружают через патрубок 2 на газораспределительную решетку 4 первой камеры трехкамерной печи 1 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, содержащие кристаллизационную воду, например хлорид бария (BaCl₂·6Н₂O), который смешивается с обезвоженным карналлитом и также обезвоживается. Одновременно с выгрузкой из патрубка 3 из печи флюс рассеивают на фракции с размером частиц рассеянной фракции 5 мм, при этом рассеивание производят путем соударения частиц флюса, находящихся во взвешенном состоянии, с рассеивающим устройством 7, размещенным на высоте 1,0 м от газораспределительной решетки 4 печи и выполненным в виде пирамидального короба 8 с сеткой 9 в верхней части и неподвижно установленным на патрубке 3 выгрузки продукта в последней камеры печи кипящего слоя. Выгруженную из печи кипящего слоя смесь смешивают в отдельном аппарате в смесителе 10 с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду. Полученный порошкообразный флюс, содержащий воду не более 2,0 мас.%, затаривают в герметичную тару и направляют потребителю.

Таким образом, предложенный способ получения порошкообразных флюсов позволяет получить продукт, готовый к употреблению у потребителя, снизить затраты на его дополнительную переработку, это позволяет значительно снизить трудозатраты на изготовление флюса.

1. Способ получения порошкообразных флюсов, включающий обезвоживание в твердом виде смеси карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, путем термообработки в многокамерной печи кипящего слоя, выгрузку продукта из печи кипящего слоя, смешивание его с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду, и затаривание, отличающийся тем, что одновременно с выгрузкой из печи продукт рассеивают на фракции путем соударения частиц, находящихся во взвешенном состоянии, с рассеивающим устройством.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер частиц рассеянной фракции составляет до 10 мм.

3. Устройство для получения порошкообразных флюсов, включающее многокамерную печь кипящего слоя с патрубками для загрузки смеси карналлита и флюсообразующих добавок, содержащих кристаллизационную воду, и с патрубками для выгрузки готового продукта, газораспределительную решетку, транспортер, смеситель для смешивания продукта с флюсообразующими добавками, не содержащими кристаллизационную воду, и емкости для готового продукта, отличающееся тем, что оно снабжено рассеивающим устройством, выполненным в виде пирамидального короба с сеткой в верхней части и установленным на патрубке выгрузки продукта в последней камере печи кипящего слоя.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что площадь ячейки сетки рассеивающего устройства равна до 100 мм².

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что рассеивающее устройство установлено на высоте 0,2-1,0 м от газораспределительной решетки печи.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что рассеивающее устройство выполнено съемным.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что количество рассеивающих устройств равно от 1 до 5.