Spôsob výroby železného alebo mikrolegovaného oceľového prášku z oxidu železitého pomocou oxidácie a redukcie

Číslo patentu: E 9067

Dátum: 01.12.2006

Autor: Ruthner Michael

Je ešte 7 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka spôsobu výroby železného alebo mikrolegovaného oceľového práškuvhodného na práškovú metalurgiu.Z GB l 219 674 je známy spôsob výroby oceľových práškov s nasledujúcimi krokmi z odpadových moridiel na báze kyseliny chlorovodíkovej sa získa oxid železitý pražený za rozprašovanía procesom podľa Amana, pri ktorom sa odpadové moridlá za prídavku síry rozprašujú do vyhríevanej komory a pražia sa. Tu vznikajú zelené oxidové mikrogranuláty,čím sa zvýši sypná hmotnosť na záver vznikajúceho železného prášku. Oxidové mikrogranuláty sa redukujú a spekajú v peci s vodíkovou atmosférou pri 860 až 1200 °C. Produkt redukcie sa ochladzuje v atmosfére s 95 N a 5 H.Ďalšie takéto spôsoby sú známe z EP 0232246 B 1 a US 3,677,749. Prášok oxidu železitého pražený za rozprašovanía, ktorý sa získava z uvedených odpadových moridiel, vykazuje V dôsledku procesu a výroby široko rozptýlené chemické a fyzikálne hodnoty. Ide predovšetkým o široko rozptýlené obsahy zvyškových chloridov, premenlivé podiely nežiaducich magnetických podielov oxidu železitého, široko rozptýlené hodnoty špecifického povrchu ana základe toho primárnej veľkosti častíc oxidu železitého. Ďalej vznikajú problémy pri manipulácii s práškovými granulátmi dutých guľôčok oxidu železitého.Na základe rôznych materiálových vlastností nie sú oxidy železité pražené za rozprašovanía vôbec vhodné alebo sú vhodné len v malom rozsahu ako východiskový materiál na výrobu železných alebo oceľových práškov, ktoré majú byť použité ako surovina vpráškovometalurgických spôsoboch tvárnenia. Predovšetkým značne kolísajúce obsahy solí (napríklad od 0,05 do 2,0 hmotn. Cľ), vzájomne sa odlišujúce hodnoty špecifického povrchu(napríklad od 1,2 do 24,0 mz/g), rozdielne sypné hmotnosti (od 0,3 do 1,2 g/cm 3) ako aj variabilné magnetické podiely (0,1 do 3 hmotn.) zamedzujú použitiu oxidov železitých pražených za rozprašovanía ako východiskovej látky pre veľkokapacitnú výrobu homogénnych železných alebo mikrolegovaných oceľových práškov vhodných na aplikácie práškovej metalurgie. Na takéto železné prášky a mikrolegované oceľové prášky sú kladené presné materiálové požiadavky, ktoré pri použití komerčne bežných oxidov železitých pražených za rozprašovanía ako východiskového materiálu pre veľko-technické použitie niePremenlivé obsahy zvyškových chloridov vedú pri tepelnom spracovaní spoločneso sprievodnými prvkami obsiahnutými v oxidoch železitých pražených za rozprašovanía(podiely Fe ako aj stopy nižšie sa topiacich skiel) k tvorbe kvapalných fáz, ktoré podporujú rast kryštálov a tým nekontrolovaným spôsobom ovplyvňujú parametre oxidov železitýchLen časť obsahu zvyškových chloridov V oxidoch železitých pražených za rozprašovania je rozpustná vo vode. Zostávajúci obsah zvyškových chloridov v miere nižšej ako 100 ppm Cl zostáva zachovaný. Okrem toho aj rozdielne hodnoty špecifického povrchu (BET) oxidov železitých pražených za rozprašovania ovplyvňujú vytváranie požadovaných jednotnýchObsahy soli obsiahnutých v oxidoch železitých pražených za rozprašovania a ich produkty rozkladu okrem toho spôsobujú V oblasti nízkych teplôt ako aj v oblasti vysokých teplôtrýchlu koróziu dôležitých konštrukčných častí.Vzávislosti od vedenia procesu sa vprítomnosti rozlišujú tri typy oxidov železitých pražených za rozprašovania, ktoré by mohli byť použité ako východiskove látky na výrobu železných práškov alegovaných oceľových práškov. Tu ide o UPL-, PPP- a CPP-oxidy železitých. Pri UPL-oxidoch železitých pražených za rozprašovania ide oprodukty, ktore vznikajú znespracovaných roztokov oxidu železitého, z takzvaného morenia kyselinou chlorovodíkovou V oceliarenskom priemysle. PPP-oxidy železité pražené za rozprašovania pochádzajú zo spracovaných moridiel kyselinou chlorovodíkovou, z ktorých sa nerozpustné podiely HCl z väčšej časti oddelili odñltrovaním. CPP-oxidy železité pražené za rozprašovania sú produkty, pri ktorých boli za účelom oddelenia niektorých, predovšetkýmmetalurgických sprievodných prvkov vopred aplikované chemické zrážacie procesy.Úlohou vynálezu je nájdenie spôsobu typu uvedeného vúvode, pri ktorom je možné železné prášky alebo mikrolegovane oceľové prášky vyrobit s reprodukovateľnýmipožiadavkami na suroviny, ktoré sú vyžadovane práškovou metalurgiou. Táto úloha je vyriešená podľa vynálezu znakmi patentového nároku l.Prekvapujúco je možné prostredníctvom spôsobu podľa vynálezu vytvorit z oxidov železitých pražených za rozprašovania s rôznymi chemickými afyzikálnymi parametrami,ktoré vznikajú pri regenerácii moridiel na báze kyseliny chlorovodikovej, vysoko kvalitné homogénne suroviny oxidov železitých použiteľné pre práškovú metalurgiu a z nich vyrobitželezné alebo mikrolegovane oceľové prášky.V rámci vynálezu sa použije viacstupňový spôsob výroby homogénnych oxidov železitých pražených za rozprašovania aznich výsledné typy železných alebo mikrolegovaných oceľových práškov. Tieto uzatvárajú svojimi materiálovými vlastnosťami medzeru medzi karbonylovými železnými práškami na strane jednej a železnými alebo oceľovými práškami vyrobenými spôsobom zo železnej huby alebo rozprašovaním kvapalnej ocele na strane druhej. Prostredníctvom vynálezu je ako východiskové produkty na výrobu oceľových práškov možne využiť oxidy železité pražené za rozprašovania, ktoré vznikajú bez predchádzajúceho alebo po predchádzajúcom chemickom alebo fyzikálnom vyčistení moridiel na báze kyseliny chlorovodíkovej v oceliarňach vo forme UPL-, PPP- alebo CPPoxidov železitých apredstavujú obchodovateľnć produkty. Prostredníctvom stupňov spracovania oxidov železitých podľa vynálezu sa vyrobia Železné alebo mikrolegovane oceľové prášky, ktoré majú reprodukovateľné vlastnosti surovín homogénnych železnýchpráškov, aké sú požadované práškovou metalurgiou.V tejto súvislosti sa použijú oxidy železite pražené za rozprašovania s nízkymi obsahmi solí, prevažne s nízkymi obsahmi zvyškových chloridov, výhodnejšie snízkymi obsahmi magnetických podielov oxidov železa, s konštantnými hodnotami sypnej hmotnosti ako aj s konštantnými hodnotami špecifického povrchu a tým prevládajúcou priemernou veľkosťouVýhodnejšie sa na základe presne definovaných redukovaných obsahov solí, najmä obsahov zvyškových chloridov (suma Cl v ppm) ako aj sypnej hmotnosti, konštantných hodnôt špecifického povrchu (BET) a podielu Fe zaistia nevyhnutné reprodukovateľnéV rámci spôsobu podľa vynálezu je úspešne možné vyrobiť Železné alebo mikrolegovane oceľové prášky použiteľné na práškovú metalurgiu aj zo znečistených nestabilných oxidov železitých pražených za rozprašovania, pričom vprvom stupni procesu sa oxidy železite pražené za rozprašovania zmiešajú napríklad s deionizovanou vodou a suspenzia sa prídavkom neutralizačného prostriedku nastaví na hodnotu pH 7,0 i 1,0. Následne sa suspenzia preñltruje a ñltračný koláč sa premýva s deionizovanou vodou až dovtedy, kým je obsah zvyškových chloridov v oxide železitom redukovaný o minimálne 50 , výhodnejšie o viac ako 70 V porovnaní s použitým oxidom železitým na hodnoty nižšie ako 350 ppm Cl. Premytý oxid železitý sa pomelie za mokra s prídavkom tenzídov, oddelí sa odmagnetických podielov oxidov železa prostredníctvom magnetického mokrého odlučovaniaavyčistená suspenzia oxidu železitého sa zmieša s 0,5 hmotn. spojiva. Prostredníctvom sušenia rozprašovaním sa suspenzia spracuje na zelené mikrogranuláty oxidu železitého, pričom 95 hmotn. granulátu má priemer od 5,0 m do 300 m.Výhodnejšie sa mikrogranuláty po zbavení ich znečistenia rozpustného vo vode najskôr pomelú alebo rozotrú a V druhom stupni procesu sa za účelom dodatočne potrebného rozkladu obsahu zvyškových chloridov ťažko rozpustných vo vode krátkodobo počas niekoľkých sekúnd termicky rozložia za oxidačných podmienok v oblasti žiarenia pri teplote od 900 °Cdo 1350 °C, čím obsahy zvyškových chloridov poklesnú na menej ako 100 ppm Cl.Súčasne je k dispozícii kontrolný mechanizmus, prostredníctvom ktorého je úspešne možné vystaviť zelené rozprašovaním usušené granuláty oxidov železitých s nízkym obsahom zvyškových chloridov krátkodobo termickej úprave v trvaní niekoľkých sekúnd za oxidačných podmienok v oblasti žiarenia pri teplote od 900 °C do 1350 °C za účelom stabilizácie požadovanej hodnoty špecifického povrchu (BET), takže vopred definovaný špecifický povrch (BET) teraz už mierne predbežne spečených mikrogranulátov oxidov železitých vykazuje vopred definovanú hodnotu v rozsahu 10 mz/g, výhodnejšie od 0,1 do 2,0 mz/g. Okrem toho sa chemickým spracovaní pri vysokých teplotách rozložia produkty rozkladu pomocných prostriedkov granulovania asuspendácie ako aj obsiahnutá vlhkosta odstránia sa zo systému.Predbežne spekané míkrogranuláty oxidov železitých, ktoré sú stabilizované s ohľadom na hodnotu špecifického povrchu (BET) a obsahy zvyškových chloridov Cl, sa následne pri teplotách nižších ako 1050 °C vo voľne nasypanej vrstve podrobia redukcii výhodnejšie s čistým vodíkom, pričom sypná hmotnosť redukovaných železných alebo mikrolegovaných oceľových práškov je vyššia ako 1200 g/dm 3 aobsah uhlíka je nižší ako 0,0 l hmotn. Mikrogranuláty oxidov železitých, ktoré boli krátkodobo ľahko predbežne spečené za oxidačných podmienok, vykazujú pri klesajúcich hodnotách špecifického povrchu zvýšenéhodnoty pevnosti, čím sa výrazne redukuje vznik prachu počas redukcie s vodíkom.Redukcia ľahko predbežne spečených mikrogranulátov oxidov železitých svodíkom vo voľne sypanej vrstve sa môže uskutočniť prostredníctvom stacionárneho alebo migrujúceho fluidného lôžka, v cirkulujúcej fluidnej vrstve, na posuvnom rošte, rotačnom rošte alebo vo

MPK / Značky

MPK: B22F 9/16, B22F 9/22, C21B 13/00, C22C 33/02, C22B 7/00, C01G 49/00

Značky: prášků, výroby, redukcie, železného, mikrolegovaného, oxidů, oxidácie, pomocou, železitého, spôsob, ocelového

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/15-e9067-sposob-vyroby-zelezneho-alebo-mikrolegovaneho-oceloveho-prasku-z-oxidu-zeleziteho-pomocou-oxidacie-a-redukcie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby železného alebo mikrolegovaného oceľového prášku z oxidu železitého pomocou oxidácie a redukcie</a>

Podobne patenty