ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные технологические методы получения порошков железа из "Производство конструкционных изделий из порошков на основе железа " В последнее время широкое распространение получил способ получения порошков железа методом распыления. В порошках, изготовленных этим способом, содержатся примеси, неизбежно попадающие в них из исходных материалов, а также из-за взаимодействия железа с окружающей атмосферой, материалом тигля и шлаками. Обычно содержание примесей находится в пределах, % 0,15-0,7 Мп 0,1-0,05 Si 0,015-0,05 Р и S 0,2-2,0 02. Требования к порошкам регламентирует ГОСТ 9849-74. [c.6] Посредством варьирования параметров процесса можно изменять следующие свойства порошков средний размер частиц, гранулометрический состав порошка, форму частиц, их химический состав и структуру. Наиболее мелкие частицы порошка получают из металла с максимальной жидкотекучестью, с малым поверхностным натяжением при условии перегрева металла. Кроме того, можно использовать сопла малого диаметра, высокие давления, расход и скорость охлаждения среды, короткую струю расплава и малое расстояние расплава от сопла. Вопрос о влиянии угла при вершине сопла является пока дискуссионным. [c.6] Типовая технологическая схема промышленного метода производства порошков железа методом распыления представлена на рис. 1. [c.7] Принципиальная схема технологического процесса и конструкции установок для распыления воздухом аналогичны схемам распыления водой. [c.8] В промышленной практике металлические порошки чаще всего получают восстановлением оксидов, галогенидов и других соединений водородом, углеродом или металлами. [c.8] Механизм восстановления большинства твердых соединений металлов газообразными восстановлениями основывается на адсорб-ционно-автокаталитической теории. Эта теория предусматривает следующую последовательность основных актов гетерогенной топо-химической реакции 1) адсорбция газа восстановителя X на поверхности частицы соединения МеА 2) отдача электронов атомов адсорбированного восстановителя в решетку МеА путем заполнения в ней электронных вакансий 3) отрыв анионов А с энергетических наиболее выгодных поверхностей с образованием ХА 4) десорбция образующихся молекул ХА. [c.9] Перспективным сырьем являются отработанные сернокислые травильные растворы, но промышленные способы получения из них железного порошка пока еще не освоены. [c.9] В НПО Тулачермет сырьем для производства железного порошка служит гематитовая руда (рис. 2). Шихту (90 % руды, 6 % твердого восстановителя, 4 % возврата порошка) готовят в шаровой мельнице, совмещая размол и смешивание компонентов. После окомкования шихты в тарельчатом грануляторе окатыши поступают на восстановление, которое проводят на конвейерной обжиговой машине типа Аглолента температура восстановления 980-1150 °С скорость движения ленты конвейерной машины 0,05-0,1 м/мин время нахождения шихты в зоне сушки 10-15 мин, в зоне подогрева 10-15 мин, в зоне восстановления 50-75 мин, в зоне охлаждения 25-30 мин высота слоя окатышей 300 мм температура губки железа на выходе из зоны охлаждения не выше 60 °С. [c.11] Полученное губчатое железо дробят, затем размалывают и рассеивают, отделяя фракции более 0,16 мм. Железный порошок с крупностью частиц менее 0,16 мм упаковывают (табл. 1). [c.11] Взаимодействие карбоната натрия с оксидом железа могло бы происходить достаточно быстро, начиная уже с 700 °С Fe2O3 + + Na2 03 - Na2 О Fe2 03 + С02. Однако в восстановительной атмосфере (создаваемой твердым углеродом или его сочетанием с газом-восстановителем) при температуре 500- 600 °С оксид железа восстанавливается до низших оксидов, а при более высоких температурах - до металлического железа, что исключает в этих условиях образование феррита натрия по указанной реакции. [c.12] Сода при восстановлении действует каталитически, ускоряя как процесс газификации углерода за счет внедрения ионов натрия в межбазисные пространства его кристаллической решетки, так и кристаллохимические превращения в исходных оксидах железа за счет взаимодействия ионов натрия с поверхностью их частиц. [c.12] Порошок электролитического железа уже не играет важного значения для производства изделий конструкционного класса из железа и стали. Однако этот порошок еще применяют для изготовления некоторых деталей магнитов в областях, не принадлежащих порошковой металлургии. До разработки процессов производства железного порошка способами распыления электролитические порошки железа, несмотря на их повышенную стоимость пользовались значительным спросом для изготовления малогабаритных деталей, в частности для канцелярских машин, с учетом высокой прессуемости этих порошков. [c.13] Технологическая схема производства железного порошка электролизом в водных растворах приведена на рис. 3. [c.14] Электролиз ведут, получая плотный хрупкий либо губчатый мягкий осадок. [c.14] Цикл наращивания катодного осадка толщиной 2—2,5 мм длится 46-48 ч, причем для получения слоистого и хрупкого листа подача тока на электролизер прерывается на 12-15 мин через каждые 6 ч. Катоды с осадком, извлеченные из ванны, промывают проточной водой, затем, механическим способом снимают с катода железные пластины и размалывают их в шаровых мельницах в жидкой среде при отношении Т Ж - 1 2. Полученный порошок промывают горячей водой (60 °С) во вращающихся барабанах при Т Ж = 1 4, что обеспечивает полноту отмывки электролита. После просева на сите с сеткой 015 плюсовую фракцию возвращают на повторное измельчение, а минусовую фракцию обезвоживают в центрифугах. Затем порошок сушат в барабанной печи при 150 С, получая так называемый черный порошок окисленного железа, содержащий 92-95 % Fe. Этот порошок отжигают во вращающихся трубчатых печах при 680-720 °С в течение 1-3 ч в атмосфере генераторного газа, после чего проводят размол в шаровых мельницах, рассев и упаковку. Готовый продукт содержит, % 98,5-99,0 Fe 0,02-0,04 С 0,03 Si 0,03 S, следы марганца и фосфора. Насыпная плотность порошка 1,8-2,2 г/см3, а размер частиц менее 125 мкм. [c.14] В НПО Тулачермет в 70-х годах проведены работы по электролитическому выделению железа при использовании в качестве анодного материала восстановленных окатышей из железорудных концентратов. [c.14] В первой фазе процесса (синтез) реакция идет слева направо с образованием карбонила металла и является всегда экзотермической. Во второй, фазе процесса (термическое разложение) реакция идет справа налево с образованием металла и оксида углерода и всегда эндотермична. [c.15] Вернуться к основной статье