CH291569A - Verfahren zur Behandlung von metallhaltigem Pulver und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur        Behandlung    von     metallhaltigem        Pulver        und        Vorrichtung        zur        Durchführung     des     Verfahrens.       Die in der     Sintertechnik    zur Verwendung  gelangenden Metallpulver müssen eine mög  lichst metallisch reine Oberfläche aufweisen  und werden deshalb im allgemeinen vor ihrer  Verarbeitung einer reduzierenden     Glühbe-          handlung        unterworfen.    Es ist bekannt, eine  derartige Behandlung von metallhaltigem  Pulver,

   zum Beispiel die Reduktion von Eisen  pulver, in Öfen vorzunehmen, in     dienen    das in  flache Blech- oder     Gussbehälter    geschüttete  Pulver längere Zeit bei höherer Temperatur  der Einwirkung eines Reduktionsgases aus  gesetzt wird, wobei das Pulver entweder im  Ofen ruht (Muffel-, Hauben-, Kammeröfen  oder dergleichen) oder aber in den Behältern  langsam durch den Ofen transportiert wird  (Stoss-, Band-, Rollen-,     Hubbalkenöfen    oder  dergleichen).

   Das Reduktionsgas kann dabei  als Fremdgas     zugeführt    werden und streicht  dann während der Behandlung über das in  den Behältern befindliche Pulver hinweg, oder  es kann auch aus dem Pulver selbst. entstehen;  im letzteren Falle kann die zusätzliche Zufuhr  von Fremdgas, gegebenenfalls in Form von  indifferentem Schutzgas, günstig sein.  



  Dabei ist stets sowohl die Reduktionszeit  als auch die Abkühlungsdauer und somit die  Leistung des Ofens abhängig nicht, nur von  dem     Oxydgehalt,    sondern auch von der Menge  und der Schichthöhe des in den Behältern  untergebrachten Pulvers. Infolge der immer  hin eine gewisse Schichtstärke     aufweisenden            Einlagering    des Pulvers in den Behältern  stehen die einzelnen Pulverteilchen unmittel  bar miteinander in     Berührung.    Hierdurch  sind zwei Nachteile bedingt, nämlich einerseits  eine verhältnismässig schlechte Zutrittsmög  lichkeit des Reduktionsgases zu den untern  Schichten des Pulvers     und    insbesondere zu den  gegenseitigen Berührungsstellen,

   sofern das  Reduktionsgas nicht aus dem Pulver selbst  entsteht, und anderseits sintert das Pulver je  nach der Höhe der     Reduktionstemperatur    und  in Abhängigkeit von Schichthöhe und Reduk  tionszeit mehr oder weniger stark zusammen,  so dass es nach dem Verlassen des Ofens in  einem umständlichen und kostspieligen Ar  beitsgang wieder zerkleinert werden muss. Mit  der     Wiederzerkleinerung    ist häufig eine so  wesentliche     Änderung    der Kornstruktur ver  bunden, dass dadurch die Verwendbarkeit des  Pulvers in Frage gestellt, sein kann.

   Ausser  dem tritt beim Zerkleinerungsvorgang,     wenn     derselbe nicht unter     Sehutzgas    erfolgt, eine  nicht     torerhebliche    erneute Sauerstoffauf  nahme ein und darüber hinaus unter Umstän  den auch eine Kaltverformung der Pulver  körner, wodurch ebenfalls die Güte des Pulvers  beeinträchtigt wird.  



  Gemäss dem Verfahren nach der Erfin  dung sollen nun bei der Behandlung von  metallhaltigem Pulver, beispielsweise bei der  Wärmebehandlung zwecks Durchführung  chemischer Reaktionen, zum Beispiel bei der      Reduktion, diese Nachteile dadurch vermieden  werden, dass das metallhaltige Pulver während  der Behandlung mittels aus einer porösen  Wandung -austretender gasförmiger Stoffe       durchwirbelt    wird. Weiterhin ist. noch Gegen  stand der Erfindung eine zur Durchführung  des neuen Verfahrens dienende Vorrichtung,  welche darin besteht, dass zumindest die das  Pulver tragende Bodenfläche aus porösem  Werkstoff, zum Beispiel aus gesintertem Pul  ver, besteht.  



  In der beiliegenden Zeichnung sind ver  schiedene     Ausführungsbeispiele    von Vorrich  tungen zur Durchführung des Verfahrens  schematisch dargestellt. An Hand derselben  wird im folgenden auch das Verfahren selbst.  beispielsweise erläutert.  



  Das metallhaltige Pulver 1 befindet sieh in  dem Behandlungsraum 2 des Ofens 3 oberhalb  einer porösen Platte 4. Das Gas, zum Beispiel  ein     reduzierendes    Gas, tritt durch die Leitung  5 unter Druck in den Raum 6 und durch  strömt     infolge    des Überdruckes die Platte 4  gleichmässig an allen Stellen, so dass das über  der Platte 4 befindliche Pulver überall in  ständiger Bewegung gehalten wird und die  gesamte Oberfläche jedes     Pulverteilehens    an  der Reduktion teilnimmt. Infolge der ausser  ordentlich wirkungsvollen     Durchwirbelung     des zu behandelnden Gutes wird eine äusserst  schnelle     Erhitzung    und Reaktion erreicht.  



  Das Gas dient auch     als    Heizgas und hat je  nach den vorliegenden Verhältnissen eine  Temperatur von 500-1000  C. Die     Wirbelung     der Pulverteilchen beginnt, beispielsweise bei  der Behandlung von Eisenpulver einer Korn  grösse von 0,1-0,4 mm, bei einem     Staudruek     des Gases unter der Platte von etwa 800 bis  1200     mm        WS    (Wassersäule). In Abhängigkeit  vom spezifischen     Gewicht    des zu behandelnden  Pulvers kann der Beginn der     Wirbelumg    so  wohl bei niedrigerem als auch bei höherem  Staudruck liegen..

   Die eigentliche Behandlung  erfolgt bei einem etwas höheren     Staudruek     und wird zum Beispiel bei Eisenpulver mit  einem Druck von 2-5 m     WS    durchgeführt.  



  Bei den     Ausführungsbeispielen    nach     Fig.    2       und    3 ist. um den     Behandlungsraum.    2 eine    elektrische Heizung 10 und ausserdem eine Iso  lierung 11 gegen     Wärmeverluste    angeordnet.

    Die poröse Bodenplatte     -1    ist. nach der Aus  führun- nach     Fi-.    ?     abklappbar    ausgebildet,  so dass das reduzierte Pulver aus dem     Beliand-          lungsraum    ? nach     Abklappen    der Platte 4 in  den Kühlraum 12 fällt,     um    durch das Förder  band 13 zur Entleerungsöffnung 14 zu einem  Sammelbehälter gebracht     zii    werden, ohne dass  das Pulver mit frischer Luft in Berührung  kommt.

   Um in der Kammer 12 den     erforder-          liehen        Überdruek    aufrecht. erhalten zu können,  muss die     Entleerun-söffnung    14     absehliessbar     sein. Es ist. klar, dass nicht nur die Platte 4,  sondern zum Beispiel auch der unterste Teil  der senkrechten Wandung des Ofens 3 aus  porösem Material bestehen kann.  



  Bei der Bauart nach     Fig.    3 dient die  poröse Platte 4 als oberer Abschluss eines verti  kal     versehiebbaren        Trichters    16. Die Platte 4  schliesst in     ihrer    obern Stellung     den        Behand-          hingsraum        \?    von unten ab. Das Reduktionsgas  wird bei 5 in     clen    Raum 16 unter die Platte 4  geleitet. Unter dem Ofen 3 ist ein Raum 18,  der unten durch eine weitere poröse Platte 19  abgeschlossen ist. 'Mit 20 ist eine Zuführungs  leitung für Kühlgas und mit 21 eine Ent  leerungsöffnung bezeichnet.

   Ist das Pulver  oberhalb der Platte 4 fertig behandelt, so wird  der Trichter 16 mit der Platte abgesenkt, so  dass das Pulver in den     Kühlraum    18 fällt, in  dem es durch das bei ?0 zugeleitete Kühlgas       durchwirbelt    und gekühlt wird. Bei 21 wird  das Pulver     ausgetragen,    ohne dass es mit der  freien Luft in Berührung kam. Die Vorrich  tung könnte aber derart     getroffen    sein, dass  mehrere     Behandlungsräume    in einem gemein  samen Heizraum untergebracht sind. Die     Be-          heizung    kann in diesem Fall elektrisch, durch  Heizgas     und'oder    mittels fester oder flüssiger  Brennstoffe vorgenommen werden.  



  Um bei     der    Behandlung die Gegenwart von  Fremdstoffen sowie eine     Verunreinigung    bzw.  ungünstige Beeinflussung des Pulvers nach  Möglichkeit auszuschalten, kann das Verfahren       vorzugsweise    derart durchgeführt werden, dass  die das Pulver     durchwirbelnden    gasförmigen      Stoffe aus einer porösen Wandung austreten,  welche aus gesintertem Pulver desjenigen       Metalles    besteht,     welehes    den Hauptbestand  teil oder einen wesentlichen Bestandteil des zu  behandelnden metallhaltigen Pulvers bildet,  zum Beispiel bei der Behandlung von eisen  haltigen Pulvern aus gesintertem Eisenpulver.

    Im übrigen ist die Wahl des Werkstoffes für  die poröse Wandung naturgemäss sowohl von  dessen Eigenschaften als auch von den Eigen  heiten des zu behandelnden Pulvers und der  Art des     durchzuführenden        Prozesses    abhängig,  so zum Beispiel von der Korngrösse und Korn  struktur sowie von der     Sintertemperatur    und       Sehwindung    des     Wandungswerkstoffes,    von  der Korngrösse und der Zusammensetzung des  zu behandelnden Pulvers, von der Höhe der  Behandlungstemperatur und den Eigenschaf  ten     dex        (gasförmigen    Behandlungsstoffe usw.

    Bei der     reduzierenden    Behandlung von metall  haltigen Pulvern kommen als     U\        erkstoffe    für  die poröse     Wandung    praktisch nur metallische  Werkstoffe in Frage, da die an sieh bekannten  porösen keramischen 'Stoffe, die     durehwegs    aus       0xv    den bestehen, wohl hohe Temperaturen  aushalten,     jedoeh    im Laufe der Zeit. selbst der  Reduktion unterliegen und damit zerfallen  würden.  



  Die Behandlung des Pulvers kann bloss  eine thermische oder auch eine chemische sein.  Sie kann durch besondere Mittel bewirkt wer  den oder diese Behandlung kann auch un  mittelbar durch die aus der porösen Wandung  austretenden gasförmigen 'Stoffe erfolgen.  



       Gemäss    dem beschriebenen Verfahren lässt  sieh in besonders vorteilhafter Weise die Be  handlung sowohl von Eisen- oder Stahlpulver  als auch von anderen Metallpulvern und       Metallpulvergemischen    sowie pulverförmigen  Metallegierungen und     -verbindungen    vorneh  men; . ein weiteres wichtiges Anwendungs  gebiet besteht in der Behandlung von Fein  erzen,     Walzensinter,    Hammerschlag, Metall  sehliehen und     Hetallkonzentraten    oder der  gleichen,     beispielsweise    zur Reduktion dieser  feinverteilten Stoffe.  



  Die Behandlung des     metallhaltigen    Pulvers  mittels der aus der porösen Wandung austre-         tenden    gasförmigen, das Pulver     durchwirbeln-          den    Stoffe kann in einer oder auch in zwei  oder mehr     hintereinandergeschalteten    Stufen  -beispielsweise in mehreren hintereinander  geschalteten Apparaturen - sowohl in diskon  tinuierlichem als auch in kontinuierlichem  Betrieb erfolgen.  



  Bei Verwendung eines an sich bekannten       Magnetscheiders    kann das Verfahren derart  durchgeführt werden, dass während der Be  handlung des     Pulvers    eine     Trennung    von       ferromagnetisehen    und     para-        bzw.    diamagneti  schen Stoffen bzw. eine Scheidung von magne  tischen Anteilen unterschiedlicher     Curie-          Temperatur    vorgenommen wird.

   Weiterhin  können während der Behandlung mittels der  das metallhaltige Pulver     durchwirbelnden     gasförmigen Stoffe besonders feine Anteile,  zum Beispiel Staub oder     Erhitzungs-        undloder     Reaktionsprodukte, abgeschieden werden.

    Zwecks möglichst     wirtschaftlicher    Gestaltung  des Verfahrens unter     tunlichster    Einsparung  von die     Durchwirbelung    hervorrufenden gas  förmigen Stoffen können dieselben nach dem  Durchströmen des Behandlungsraumes ganz  oder teilweise wieder in diesen im Kreislauf,       gegebenenfalls    nach erfolgter Regeneration  oder     Wiederaufheizung    oder auch Abkühlung,  zurückgeführt werden.  



  In den Fällen, in     denen    es sich     um    Pulver  von stark wechselnder Korngrösse handelt,  erweist es sich als     günstig,    das Verfahren der  art durchzuführen, dass das Pulver in vorher  klassiertem Zustand der     Durchwirbelung        bzw.          Beeinflussung    durch die aus der porösen Wan  dung austretenden gasförmigen Stoffe unter  worfen wird, woran sich     gegebenenfalls    eine       Mischung    der getrennt behandelten Pulver  fraktionen anschliessen kann.  



  Das so behandelte, in feiner Verteilung be  findliche Pulver kann im Anschluss an diese       Vorbehandlung    und unter Ausnutzung der       Vorbehandlimgshitze,        beispielsweise    im An  schluss an eine reduzierende     Glühung,    in noch  heissem Zustand unmittelbar dem     Verdich-          tungs-    und     Formgebungsvorgang    unterworfen  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Behandlung von metall haltigem Pulver, dadurch gekennzeichnet, dass das metallhaltige Pulver während der Behand lung mittels aus einer porösen Wandung aus tretender gasförmiger Stoffe durchwirbelt wird. II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die das Pulver tragende Bodenfläche des Behandlungsraumes aus porösem Werkstoffbesteht. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass eine poröse Wan dung verwendet. wird, die aus dem gesinterten Pulver des Grundmetalles besteht. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das metallhaltige Pulver durch die gasförmigen Stoffe thermisch beeinflusst wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das metallhaltige Pulver durch die gasförmigen Stoffe chemisch beeinflusst wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Behandlung in mindestens zwei hintereinandergeschalteten Stufen erfolgt. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, da.ss die stufenweise Be handlung in mehreren hintereinander geschal teten Apparaturen erfolgt. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass während der Be handlung des Pulvers mittels eines Magnet- scheiders eine Trennung von ferromagneti- schen und para- bzw. diamagnetischen Stoffen bzw. eine Scheidung von magnetischen An teilen unterschiedlicher Curie-Temperatur erfolgt. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass während der Be handlung des Pulvers staubfeine Anteile ab geschieden werden. B.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die aus der porösen Wandung austretenden gasförmigen Stoffe nach dem Durchströmen des Behandlungs raumes mindestens teilweise wieder in diesen im Kreislauf zurückgeführt werden. 9. Verfahren nach Patentanspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das Pulver in vor her klassiertem Zustand der Durchwirbelung unterworfen wird. 10. Verfahren nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass anschliessend an die Durchwirbelung eine Mischung von getrennt behandelten Pulverfraktionen stattfindet. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Boden fläche aus gesintertem Metallpulver besteht. 12.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche um eine Achse drehbar ist. 13. Vorrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche verschiebbar ist. 14. Vorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Be handlungsräume in einem gemeinsamen Heiz raum angeordnet. sind.