Способ получения стального порошка

(21) 4328 (22) 17.1 (46) 30,0 (71) Бело ститут (72 О,М,евер ОСУДАРСТВЕННЬИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ 3/31-028789. Бюл, Г 36сский политехнический ин) Дьяконов, В,В,Ивашин,О,П.Реут, В.А,Романов,Л,В,Ульянко и О,ВХренов(56) Авторское свидетельство СССРР 1 833375, кл. В 22 Г 9/04, 1979,Авторское свидетельство СССРМф 1191184, кл. В 22 Г 9/04, 1984.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНОГО ПОРОЯКА(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков иэ безабразивного шлама шарикоподшипникоИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения стального порошка из беэабразивного шлама шарикоподшипниковой стали, содержащего смазывающе-охлаждаемую жидкость (СОЖ) и получаемого при обкатке шаров чугунными дисками,Целью изобретения является упрощение технологического процесса и повышение эконбмичности процесса.На фиг. 1 представлено устройство для осуществления способа, сечение; на фиг, 2 - то же, вид сверху.Устройство выполнено в виде короба 1 с накидной крышкой 2. В короб 1 загружали шлам 3 (фиг. 1), В крыш-. ке 2 имеются отверстия 4 для выхода.801510982 А 1 2 вой стали, содержащего смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ). Цель изобретения - упрощение технологического процесса и повышение экономичности процесса, Обкатной шлам и водный раствор СОЯ при содержании последней 20- 30 мас,Ф сушат в коробах, снабженных крышкой с отверстиями, площадь которых составляет 0,02-0,33 от свободной поверхности шлама, при коэффициенте заполнения объема короба шламом 0,4- 0,8. Время сушки ограничено достижением остатоцной влажности порошка, равной 0,1-0,2:, Способ позволяет исклюцить операции механического удаления СОЖ, размола и рассева высушен- с ного порошка, Стоимость получаемого порошка в 2,5-3,0 раза меньше стоимости порошка, получаемого известным способом. 2 ил 3 табл,газообразных продуктов расложенияСОЖ (фиг, 2),П р и м е р 1, Обкатной шлам сотносительной влажностью 254 загружали в короб размерами 350 х 250 х 150 мм.Крышка короба имела 5 отверстий диаметром 8 мм. Толщина слоя шлама составляла 60 мм, Масса шлама 13,5 кг.Короб загружали в проходную конвейерную печь СКО 12-75. Сушку шламаопроизводили при 200 С 7 ц,В результате разложения СОЖ надшламом создавалось давление, равное2 мм.вод,ст скорость истечения продуктов разложения СОЯ из короба составляла 25 м/с, Относительная влажность полученного порошка была 0,2.35 40 315109Полученный порошок не требовал дополнительного дробления, фракция размером менее 400 мкм составляла 60.П р и м е р 2, Исходная влажностьшлама 25/, толщина слоя 60 мм, масса13,5 кг, температура сушки 300 С,.продолжительность сушки 5 ч, скоростьистечения продуктов разложения СОЖ42,5 м/с, давление газа над поверхностью шлама 6 мм.вод,ст, Остаточнаявлажность порошка 0,23. Фракция размером менее 315 мкм в порошке составляла 923, порошок не требовал обработки дроблением,15П р и м е р 3, Исходная влажностьшлама 30, толщина слоя 60 мм, масса13,5 кг, температура сушки 400 С,продолжительность сушки 2 ч, скоростьпродувки шлама продуктами разложения 20СОЖ 60 м/с, давление газа над поверхностью шлама 10 мм вод,ст. остаточная влажность порошка 0,23. Порошокне требует обработки дроблением, содержание в нем Фракции менее 200 мкм 25составляет 903.В процессе сушки шлама СОЖ испарается, Над его поверхнбстью скапливаются продукты испарения, постепенно выходящие через отверстия в крышке короба, Вследствие ограниченностиобъема закрытого короба и малой площади отверстий в крышке над поверхностью шлама возникает избыточноедавлениеУстановлено, что избыточное давление газа над поверхностью шламадолжно находиться в пределах 210 мм вод,ст, При давлении менее2 мм.вод,ст наблюдается появлениеоксидных пятенна поверхности шлама,так как защитная атмосфера, состоящая из продуктов разложения СОЖ,рассеивается потоками воздуха, Воздух проникает в верхние слои шламаи окисляет порошок, При давленииболее 10 мм вод,ст. затягиваетсяпроцесс сушки, так как увеличивается сопротивление выходу продуктовразложения СОЖ через отверстия вкрышке,Необходимый интервал давлений 210 мм вод,ст, обеспечивается в томслучае, если суммарная площадь от" 55верстий в крышке составляет 0,3-0,033от площади свободной поверхностишлама, а коэффициент заполнения объема короба шламом составляет 0,4-0,8,82 4Данные по зависимости давлениягаза и времени сушкй от площади отверстий в крышке, выраженной в процентах по отношению к площади свободной поверхности шлама, представленыв табл. 1,Из данных табл, 1 видно, что суменьшением площади отверстий давле,ние газа и время сушки увеличиваются.Выход за пределы значений коэффициента заполнения короба шламом влечет засобой окисление порошка, так как прик = 0,4 давление газа становитсяменьше предела 2 мм вод,ст вследст-вие увеличения незаполненного шламомобъема короба, а при к = 0,8 шламиз-за близкого расстояния к крышкеобдувается потоками воздуха,Наиболее эффективной является сушка шлама при 200-400 С, Уменьшениеотемпературы ниже 200 С приводит кразному увеличению времени сушки иснижению производительности, чтообъясняется снижением общего энергетического потенциала молекул газа искорости его истечения через отверстия в крышке. При температурах, превышающих значение 400 С, металлический порошок шлама возгорается, Собственная защитная атмосфера газовстановится неэффективной по той причине, что водяной пар, количествоКоторого в составе продуктов разложения СОЖ превышает 96,53, начинаетиграть роль активного окислителя,При этом защитная пленка закиси железа на поверхности металлическихчастиц порошка начинает интенсивноразрушаться,Экспериментально установлено, чтопри продувке слоя шлама газом соскоростью 25-60 м/с высушенный порошок не содержит комков и агломератов, Эти скорости достигаются притемпературах сушки 200-400 С и исходной влажности шлама 20-303, что подтверждается данными, представленнымив табл, 2,При температурах сушки менее200 С и соответственно при скоростяхпродувки шлама менее 25 м/с в порошкеостаются комки величиной до 10 мми более. Объясняется это тем,.чтопри низких температурах кинетическаяэнергия паров воды недостаточна дляразрушения коагуляционных образований частиц на основе связующего в виде сажистых отложений продуктов разТаблица 1 О,О,0 О,12 3 ,2 ,1 6 8 134 ложения СОЖ, При температуре болеео400 6.в результате появления оксидных пятен на поверхности шлама испеков порошка комки имеют размеры20-100 мкм. Такой порошок требуетпроведения дополнительных операций,восстановления, размола и рассевачастиц,Высокая исходная влажность шлама20-301 обеспечивает равномерностьсушки по всему объему. При влажностименее 20/ в шламе образуются комки,не разрушаемые в процессе сушки изза нехватки энергоносителя - водяного пара.При влажности более 303 эффектдиспергирования шлама сохраняется,но при этом увеличивается продолжительность сушки.Остаточная влажность порошка составляет 0,1-0,23, При остаточнойвлажности менее 0,13 происходит снижение скорости и увеличение продолжительности сушки, что подтверждается результатами, представленными втабл, 3,Увеличение остаточной влажности свыше 0,2 Ф вызывает образование коагуляционных комков порошка (свыше 903 порошка состоит из комков размером до 500 мкм),Предложенный способ получения стального порошка обеспечивает сни-. жение стоимости порошка в 2,5-3 раза 1 51 0982 бза счет отсутствия исключения исполь-.зования дорогостоящей защитной атмос-феры, При этом упрощается технологический процесс сушки, что также приводит к снижению стоимости порошказа счет сокращения операций механического удаления избытков СОЖ изшлама, размола и рассева высушенногопорошка. Исключается необходимостьв применении соответствующего обору-:дования для осуществления этих опе;раций,Формула изобретения Способ получения стального порошка преимущественно из безабразивногошлама шарикоподшипниковой стали,включающий термообработку шлама впроходной печи в атмосфере продуктовразложения смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения технологического процесса и повышения экономичности процесса, в качестве исходного берут шлам, содержащий 2030 мас.ь СОЯ, а термообработку проводят при температуре 200-400 С в коробе с крышкой, имеющей отверстия,суммарная площадь которых составляет 0,02-0,3 Ф свободной поверхностишлама, при коэффициенте заполненияобъема короба шламом 0,4-0,8 до достижения остаточной влажности порошка 0,1 0,24,1510982 Продолжение табл,1 0,03 0,02 0,01 135 156 182 10 25 43 ание,Представленные значения получены при тема пературе сушки 300 С, массе шлама перед сушкой 2 кг исходной влажности шлама 253 и остаточной влажности 0,23.Т а б л и ц а 2 ПримечТемпературасушки,Исходнаявлажностьшлама,о Скоростьпродувкишлама паром, м/с 2021,3242630 200 250 300.350 400 2533,742,451,160 продувки шлама 60 м/са интервале температур сушки 200-400"Сявляется максимальным при любых значениях исходной влажности шлама в пределах 20-30, значениескорости продувки25 м/с является минимальным; промежуточные значения исходнойвлажности определеныэкспериментальным путем как производныеот указанных значенийскорости продувки приданных температурах.Т а б л и ц а 3 128 131 137 3000,2 О,1П р и м е ч а н и я: значение скорости