Способ получения гранул

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9) (11) 4 В 22 Р 9 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ь 4 ъ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СНИ ЛЬСТВУ 22-02 54) (57 РАНУЛ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯва, содержащеголементы, включа лочно зе й подачу из рас мельны Бюл. )1 43 сследовательий инс струи раустройстобразующи М. Соловьев Зайко, М.Ика щ н во СССР1972.СССР1982. с с последующим их охлажд е, насыщенной углекислым азом(21) 3818000 (22) 30.11.8 (46) 23.11.8 (71) Научнотут металлур (72) И.А. Ко В.Д. Поволоц кобойник и В (53) 621.762 (56) Авторск У 461571, клАвторское У 1030097, кл ииырин, Н,ий, В.П.И. Литов242(088.8)е свидетельстВ 22 Р 9/10свидетельствоВ 22 Р 9/1 плава на диспергирующее о, распыление и охлаждение хся гранул, о т л и ч а ютем, что, с целью повышеовзрывобезопасности гранул, пылением струю расплава инертным газом, а полученные пыления гранулы обрабатывательным газом, содержащим .7 кислорода, в течение перед ра обдувают после рас ют окисли 25-35 мас 0,01-0,22 нием в вогаза,тлент 1 этт ЭНЕния Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности получениюгранул модификаторов из расплавов,содержащих щелочноземельные элементы.Цель изобретения - повышение покаравзрывобезопасности гранул,Согласно способЕ получения гранулиз металлического расплава, содержашега щелочноземельные элементы, включающему подачу расплава на диспергирующее устройство, распылеиие расплава и охлаждение образующихся гранул,струю расплава перед распылениемобдувают инертным газом, образующиеся гранулы обрабатывают в течение0,01-0,22 с окислительным газом, содержащим 25-35 мас.7 кислорода, затем охлаждают в воде, насыщеннойуглекислым газом. На поверхности гранул образуется защитная пленка, которая предохраняет их от взаимодействия с водой, предотвращая такимобразом выделение водорода, создающего взрывоопасную ситуацию, Отсутствие вредных выделений делает предлагаемый способ чистым в санитарногигисническом отношении. Способ осуществляется слецующим,образом,Расплав сплава-модификатора, например силикокальций, силикобарий,комплексный модификатор с магниеми редкоземельными элементами, илиферросплавов, содержащих щелочноземельные элементы ,магний, барий,стратеций, кальций и др.), сливают иземкости струей на диспергирующее устройства (диск, перфорированный стакан, вибрируюший носок), Струю расплава абцувают струей инертногагаза (аргон, азот и др.) для предотврацтения окисления расплава и предохранения его от загрязнения аксидами элементов расплава.Диспергированные частицы расплаваобрабатывают акислительным газом,например воздухом, содержащим 2535 мас.Б кислорода, в течение 0,010,22 с. На поверхности затвердеваю 1 цей гранулы в процессе обработкиокислительным газом образуется оксидная пленка преимущественно излегкаокисляемых щелачназемельныхэлементов в виде МяО, СаО и др., а,также А 1 О и 81.О . Если обработкапродолжается менее 0,01 с., образующаяся пленка имеет незначительнуютолщину и прочность и не предохраня ет гранулы от их дальнейшего окисления при попадании в охлажцающуюжидкость. При а:;лаждении такая гранула взаимодейс.вует с водой, выделяя водород и теряя значительную часть щелачназемельных элементов.При увеличении продолжительностивзаимодействия с окислительным газом более 0,22 с образуется защитнаяпленка значительной толщины, в которой возникают внутренние напряжения, и при попадании такой гранулыв воду пленка разрушается вследствие возникновения резкого термическогоудара. В этом случае также происходит значительная потеря элементов при взаимодейсте 1 ии с водой и выцеляется водород, способный вызвать воспламенение или в замкнутом объеме взрыв,Если содержание кислорода в акислительной среде превышает 35 мас.Жт ухудшается качество защитной пленки на гранулах - увеличивается талщГена пленки. Она становится рыхлайлегко отшелушивается, появляется пожаровзрывоопасная фракция 0,05 мм,Снижение содержания кислорода вокислительлой среде менее 25 мас.%ПРИВОДИТ таКжЕ К УХУттЛГЕНИЮ КаЧЕСтВагранул - образуется очень тонкая защитная пленка, гранулы легко истираются, появляется значительное количество пажаровзрываопасчай фракции (0,05 мм).Гранул 11 с сформировавшейся защитНай ПЛЕНКай ПОС ТУГ;.атГОТ Б ВаДУ т ГДЕ происходит их от:атгчательнае охлажде- ЕГИЕ И КРЕГСЕаЛЛИ: аЦЕЕЯ ВГт ттРЕ тНИХ В обычной ваде ца:,.;е - :ебольлп;е нарушения сплашности защитной пленки могут вызвать взаимодействие цтелачназемель- НЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ВОДОЙ. ЕГтабГт 1 ЭТОГО НЕ ПРОИЗОШЛа, ,а таКжЕ ГЕЛЯ ПззтИДа-.тГЕЯ ПЛЕНКЕ ДОСтатОЧНОй тЕРа тЛОСтИ, ВаттУ ДЛЯ ОХЛажДЕНИЯ ЕГаСЬГГГашт УГЛЕКГЕСЛтЬЕЕ 1 газом.Расход СО и тмеетяют от на 1 л ахлаткдаюеей воды пт е 1 ых уславЕГ 5 х, ХемнератттГта сируется в ГГреднлах 0-26 любом расходе углекислот.а ка остается прае:тически бь Толщина защитной пелки. состоящей из оксидов и карбана-ог, металлов, 0,001 0,005 мтм, Птенка защищает гранулы от возцействпя влаги икислорода, обеспечивает их пожаровзрывобезопасность при хранении,транспортировке и использовании. Высокая прочность пленки предохраняетгранулы от истирания, устраняет 5образование пожаровзрывоопаснойпыли и исключает потери щелочноэемельных элементов. Устранение улетащелочноземельных элементов из распла.ва в окружающую среду в процессе 1 Огрануляции улучшает санитарно-гигиенические условия труда,Способ получения гранул из металлического расплава, содержащегощелочноземельные элементы, .опробован на полупромышленном грануляторепроизводительностью 1 т/ч. В индукционной печи расплавляют модификатор состава, 7: Ме 7,7, Са 1,8;Ре 36,2; РЗМ 0,5 А 1 0,8; Б остальное. Расплав сливают через промежуточную воронку в перфорированныйстакан - диспергатор, вращающийсяс частотой 40-280 с " . Расстояниеот наружной поверхности стакана до 25поверхности воды 0,35 м. Изменяя час.тоту вращения и диаметр стакана(50-200 мм), достигают измененияпродолжительности движения гранул,от стакана до воды от 0,005 до 300,25 с. Расплав и диспергатор обдувают аргоном, В качестве окислительной среды используют воздух,обогащенный кислородом до 2238 мас.7. Охлаждающую воду непре- З 5рывно насыщают углекислым газом избаллона,Результаты испытаний представлены в таблице.Оценку пожаровэрывоопасности гра нул, полученных согласно известному и предлагаемому способам, проводят по количеству выделившегося водорода иэ гранул на установке по определению выделяющихся газов методом лит ровости. Испытывают сухие гранулы, полученные согласно известному и предлагаемому способам. Обе партии гранул получены из сплава, содержащего 15 мас.7 Ва. Испытание гранул проводят после сушки гранул в естественных условиях в течение трех суток. Количество выделившегося водорода для гранул, полученных согласно известному способу, 8 мл на 1 г гранул 55 через 25 мин после попадания гранул в воду (температура воды 16 С). Испытания гранул, полученных согласно предлагаемому способу, показали отсутствие выделения водорода даже через 4 ч после попадания гранул в воду.При оптимальных параметрах гранулирования (опыт 4, продолжительность окисления О,1 с в воздухе с 30 мас.7 кислорода) получают высококачественные гранулы, не содержащие пожаровэрывоопасных частиц менее 0,05 мм, не взаимодействующие с водой благодаря образованию на поверхности гранул водонерастворимой пленки смеси окислов с карбонатами металлов толщиной-около 0,004 мм. Близкие к оптимальным свойства имеют и гранулы, полученные при содержании кислорода 25 и 35 мас.7 при продолжительности окисления 0,1 с. Повышение содержания кислорода до 36-38 мас.7 ухудшает свойства гранул: увеличивается толщина пленки, она становится рыхлой и отшелушивается, появляется фракция 0,05 мм (опыты 5 и 14), Снижение содержания кислорода в газе до 22-24 мас.7 также ухудшает качество гранул (опыты 6 и 13) - иэ-за недостатка кислорода образуется очень тонкая пленка, гранулы легко истираются, содержание фракции 0,05 мм достигает 67, в процессе гранулирования теряется до 107 (отн,) магния, гранулы начинают взаимодействовать с водой, выделяя водород. Охлаждение в воде без насыщения ее углекислым газом (опыт 7) приводит к образованию больших количеств (77) пожаровэрывоопасных частиц менее 0,05 мм, потери до 67 частиц.Вследствие недостаточно прочной пленки, имеющей дефекты, гранулы начинают активно взаимодействовать с водой. При достаточно активной окислительной среде (30 мас.7 кислорода, , опыты 8 и 9) получаются качественные пожаровзрывобезопасные гранулы при продолжительности окисления не ниже 0,01 с и не более 0,22 с. Снижение продолжительности окисления (опыт 10) или ее повышение (опыт 11 и 12) приводят к получению пленки или очень тонкой (недоокисление), или рыхлой, утолщенной (переокисление), что делает продукцию пожаровзрывоопасной,Пленка на гранулах, полученных известным способом, недостаточно за1271658 не обеспечивает пожаровзрывобезопасность при хранении гранул. щищает от окисления щелочноэемельные элементы в атмосферных условиях, чтоОхлаждение Качество в воде Взаимодействие гранул Опыт Толщиназащитной гранул сводой с СО среде,мас, 7. пленки,среде, с мм мм,0,020 ктивно 0,1 00 Отсутствует 30 0,10,23 006 1 0,000 Слаб 0,1 0,00 Составитель Г.Портноведактор О,Бугир Техред И.Верес орректор В . Синицк Заказ 6281 1 Подписно ного комитета СССР тений и открытий 5, Раушская наб.,-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,.Производствен Продолжительность обработки в скисли тельной Содержание кислорода в газовой Тираж 757 ВНИИПИ Государств по делам изоб 113035, Москва, Ж