PL185570B1

PL185570B1 - Sposób wytwarzania proszku na bazie żelaza

Info

Publication number: PL185570B1
Application number: PL97331250A
Authority: PL
Inventors: Johan Arvidsson
Original assignee: Hoeganaes Ab
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2003-06-30
Also published as: US6027544A; KR100497789B1; EP0914224A1; CA2261235A1; BR9710396A; EP0914224B1; TW333483B; WO1998003291A1; CN1228726A; DE69709360D1; CA2261235C; RU2196659C2; AU707669B2; AU3714097A; JP2000514875A; KR20000067948A; ES2165620T3; CN1084650C; PL331250A1; ATE211040T1

Abstract

1. Sposób wytwarzania proszku na bazie zelaza, w którym przygotowuje sie pro- szek na bazie zelaza zawierajacy korzystnie co najmniej jeden pierwiastek stopowy wy- brany z grupy obejmujacej chrom, magnez, miedz, nikiel, wanad, niob, bór, krzem, mo- libden i wolfram, po czym wyzarza sie ten proszek w piecu w atmosferze wyzarzajacej zawierajacej co najmniej gazowy wodór i pare wodna, znamienny tym, ze podczas wy- zarzania proszku dokonuje sie pomiaru wybranego sposród pomiaru stezenia co najmniej jednego z tlenków wegla utworzonych podczas procesu odweglania proszku, pomiaru potencjalów utleniajacych mierzonych jednoczesnie w co najmniej dwóch punktach usy- tuowanych z odstepem od siebie w kierunku wzdluznym pieca i kombinacji pomiaru ste- zenia co najmniej jednego z tlenków wegla utworzonych podczas procesu odweglania proszku i dokonywanego jednoczesnie pomiaru potencjalu utleniajacego w co najmniej jednym punkcie usytuowanym w piecu, a nastepnie utrzymuje sie stezenie tlenku wegla i/lub dwutlenku wegla w gazie wylotowym na poziomie w przyblizeniu stalym regulujac na podstawie wyników pomiarów zawartosc pary wodnej w atmosferze wyzarzajacej poprzez zwiekszanie stosunku ilosci dodawanego wilgotnego gazowego wodoru do ilosci suchego gazowego wodoru. PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania proszku na bazie żelaza. Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania proszku ze stali o niskiej zawartości tlenu i węgla.

W procesie wytwarzania proszku w metalurgii proszków wyżarzanie proszku żelaza jest bardzo ważne i może być w skrócie opisane następująco.

Wyjściowy materiał procesu wyżarzania, proszek surowy, stanowi proszek żelaza i opcjonalnie pierwiastki stopowe, które zostały wprowadzone do żelaza w związku z procesem wytopu. Dodatkowo oprócz opcjonalnych pierwiastków stopowych, surowy proszek zwykle zawiera zanieczyszczenia węgla w zakresie od 0,2% do 0,5% i tlenu w zakresie od 0,3% do 1,0% oraz nieznaczne ilości siarki i azotu. W celu uzyskania możliwie najlepszych właściwości proszku, ważne jest, aby wyeliminować jak najwięcej tych zanieczyszczeń.

Wcześniej znane sposoby wytwarzania proszku mające na celu wytwarzanie proszków na bazie żelaza o niskiej zawartości tlenu i węgla są ujawnione w opisie patentowym US 4448746 i japońskim zgłoszeniu patentowym 6-86601.

Z opisu patentowego nr US 3887402 znany jest sposób wytwarzania proszku na bazie żelaza, do którego dodaje się pierwiastki stopowe oraz od 0,02 do 0,38% wagowych węgla i od 0,20 do 0,50% wagowych tlenu, przy czym stosunek zawartości węgla do tlenu wynosi od 0,375 do 0,75. Proszek ten jest wyżarzany w atmosferze gazu obojętnego w temperaturach od 600 do 1250°C.

Z opisu patentowego US 4234168 znany jest sposób wytwarzania proszku na bazie żelaza, który zawiera tlen w ilości od 0,7% do 2%. Do proszku dodaje się też węgiel, którego zawartość może być zmieniana poprzez prowadzenie odpowiednich procesów nawęglania lub odwęglania.

W obu powyższych publikacjach proszek ma zbyt dużą zawartość tlenu i węgla.

Opis patentowy US 4448746 dotyczy procesu wytwarzania proszku ze stali stopowej mającej niską zawartość tlenu i węgla. W tym sposobie, ilość węgla w rozpylanym proszku jest regulowana poprzez utrzymywanie proszku w atmosferze odwęglającej, która zawiera co najmniej takie gazy jak wodór i para wodna podczas okresów obróbki, o pewnych warunkach temperatury i ciśnienia. Ilość tlenu w wyjściowym proszku jest zasadniczo ta sama lub nieco niższa niż w wyżarzonym proszku.

Japońskie zgłoszenie patentowe 6-86601 dotyczy sposobu wytwarzania proszku, który prowadzi się w specjalnym piecu zawierającym trzy kolejne komory oddzielone ścianami dzielącymi. Ten proces jest także oparty na redukcji gazowym wodorem i parą wodną.

Te znane procesy, które oba są prowadzone ciągle, są oparte na następujących dwóch reakcjach:

1. Fe3+6H₂(g)-»Fe+3CH3(g)

2. FeaC + 3H₂O(g)-> Fe + 3CO(g) + 3H₂(g)

W zasadzie jest możliwe redukowanie zarówno węgla i tlenu gazowym wodorem, ale reakcja węgla według powyższej reakcji 1 jest wolna, w związku z czym dodaje się wodę według reakcji 2. Przy dodawaniu wody występuje jednak problem, ponieważ przy redukcji węgla jednocześnie istnieje ryzyko utlenienia proszku. Ryzyko jest szczególnie duże dla proszków stopowych zawierających łatwo utleniające się pierwiastki, co z kolei oznacza, że konieczne jest bardzo precyzyjne postępowanie, jeśli chodzi o ustalanie stosunku PH2/PH20. Optymalny stosunek zależy od wielu czynników, z których najważniejszymi są zawartość

185 570 węgla i tlenu w surowym proszku, stężenie i rodzaj pierwiastków stopowych, temperatura wyżarzania, czas przetrzymywania w strefie grzewczej i grubość uzyskanej wypraski proszku.

Problem regulacji właściwego stosunku jest skomplikowany.

Według wynalazku, sposób wytwarzania proszku na bazie żelaza polega na tym, że przygotowuje się proszek na bazie żelaza zawierający korzystnie co najmniej jeden pierwiastek stopowy wybrany z grupy obejmującej chrom, magnez, miedź, nikiel, wanad, niob, bór, krzem, molibden i wolfram, po czym wyżarza się ten proszek w piecu w atmosferze wyżarzającej zawierającej co najmniej gazowy wodór i parę wodną.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że podczas wyżarzania proszku dokonuje się pomiaru wybranego spośród pomiaru stężenia co najmniej jednego z tlenków węgla utworzonych podczas procesu odwęglania proszku, pomiaru potencjałów utleniających mierzonych jednocześnie w co najmniej dwóch punktach usytuowanych z odstępem od siebie w kierunku wzdłużnym pieca i kombinacji pomiaru stężenia co najmniej jednego z tlenków węgla utworzonych podczas procesu odwęglania proszku i dokonywanego jednocześnie pomiaru potencjału utleniającego w co najmniej jednym punkcie usytuowanym w piecu, a następnie utrzymuje się stężenie tlenku węgla i/lub dwutlenku węgla w gazie wylotowym na poziomie w przybliżeniu stałym regulując na podstawie wyników pomiarów zawartość pary wodnej w atmosferze wyżarzającej poprzez zwiększanie stosunku ilości dodawanego wilgotnego gazowego wodoru do ilości suchego gazowego wodoru.

Wyżarzaniu poddaje się proszek rozpylony wodą który korzystnie wyżarza się w piecu tunelowym zawierającym strefę wejściową strefę wyżarzania i redukcji oraz strefę wylotową. Proces wyżarzania prowadzi się ciągle i przeciwprądowo. Proszek wyżarza się w temperaturze pomiędzy 800 i 1200°C. Do strefy wyżarzania i redukcji wtryskuje się parę wodną w co najmniej jednym miejscu, w którym zmniejsza się tworzenie się tlenków węgla.

Stężenie tlenku węgla i/lub dwutlenku węgla mierzy się wielokrotnie w gazach wylotowych z pieca. Korzystnie, mierzy się zawartość tlenku węgla CO w atmosferze wylotowej.

W korzystnym wariancie sposobu według wynalazku wyżarza się proszek, który zawiera pierwiastki stopowe pierwiastka wybrane z grupy obejmującej chrom, molibden, miedź, nikiel, wanad, niob, magnez i krzem w ilości co najmniej 1% wagowych i ma zawartość węgla od 0,1 do 0,9% wagowych, korzystnie pomiędzy 0,2 i 0,7, przy czym stosunek zawartości wagowej tlenu do zawartości wagowej węgla zawiera się w przedziale 1 do 3, oraz ma co najwyżej 0,5% zanieczyszczeń.

Wyżarza się proszek zawierający chrom w ilości 1-5% wagowych, korzystnie 1-3% wagowych. Wyżarza się proszek zawierający molibden w ilości do 5% wagowych, korzystnie do 2% wagowych. Wyżarza się proszek zawierający miedź w ilości do 2% wagowych, korzystnie do 1% wagowych.

Wyżarza się proszek zawierający nikiel w ilości do 15% wagowych, korzystnie do 5% wagowych. Wyżarza się proszek zawierający wanad w ilości do 1% wagowych, korzystnie do 0,25% wagowych. Wyżarza się proszek zawierający niob w ilości do 1% wagowych, korzystnie do 0,25% wagowych. Wyżarza się proszek zawierający magnez w ilości do 2% wagowych, korzystnie do 0,7% wagowych. Wyżarza się proszek zawierający krzem w ilości do 1,5% wagowych, korzystnie do 1% wagowych.

Parametry mierzy się ciągle, przy czym korzystnie za pomocą analizatora podczerwieni.

Sposób według wynalazku zapewnia proszek o niskiej zawartości tlenu i węgla poprzez regulowanie atmosfery redukującej i, w konsekwencji, stężenia węgla i tlenu w końcowym wyżarzonym proszku.

Sposób według wynalazku może być prowadzony w istniejących piecach takich, jak typowe piece tunelowe.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach realizacji na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres zależności stężenia węgla od czasu dla proszku wyżarzanego sposobem według wynalazku, fig. 2 - piec tunelowy do wyżarzania proszku sposobem według wynalazku.

Sposób wytwarzania proszku na bazie żelaza według wynalazku polega na tym, że przygotowuje się proszek zawierający żelazo i korzystnie co najmniej jeden pierwiastek sto185 570 powy wybrany z grupy obejmującej chrom, magnez, miedź, nikiel, wanad, niob, bór, krzem, molibden i wolfram. ... , .

Następnie wyżarza się proszek w atmosferze zawierającej co najmniej wodór i parę wodną po czym mierzy się stężenie co najmniej jednego z tlenków węgla utworzonego podczas procesu odwęglania lub mierzy się potencjał utleniający zasadniczo jednocześnie w co najmniej dwóch punktach usytuowanych z odstępem od siebie w kierunku wzdłużnym tylnego końca pieca. Korzystnie jednocześnie mierzy się stężenie co najmniej jednego z tlenków węgla utworzonego podczas procesu odwęglania i mierzy się potencjał utleniający w co najmniej jednym punkcie w piecu. Następnie utrzymuje się stężenie tlenku węgla i/lub dwutlenku węgla w gazie wylotowym na poziomie w przybliżeniu stałym regulując na podstawie wyników pomiarów zawartość pary wodnej w atmosferze wyżarzającej poprzez zwiększanie stosunku ilości dodawanego wilgotnego gazowego wodoru do ilości suchego gazowego wodoru.

Jako wyjściowy proszek stosuje się zasadniczo jakikolwiek proszek zawierający niezbyt wysokie ilości węgla i tlenu i zawierający łatwo utleniające się pierwiastki takie, jak Cr, Mn, V, Nb, B, Si, Mo, W i tym podobne.

Proszek wyjściowy korzystnie jest gąbczastym proszkiem na bazie żelaza lub proszkiem rozpylonym, na przykład za pomocą wody. Korzystnie wyjściowy proszek wzbogaca się przed wyżarzaniem w pierwiastki stopowe.

Korzystnie wyjściowy proszek jest rozpylonym wodą proszkiem na bazie żelaza, który oprócz żelaza zawiera co najmniej 1% wagowo pierwiastka wybranego z grupy obejmującej chrom, molibden, miedź, nikiel, wanad, niob, magnez i krzem i ma zawartość węgla pomiędzy 0,1 i 0,9, korzystnie pomiędzy 0,2 i 0,7% wagowo i stosunek wagowy tlenu/węgla około 1 do 3 oraz najwięcej 0,5 % zanieczyszczeń.

Proszek na bazie żelaza według wynalazku zawiera nie więcej niż 0,2%, a korzystnie nie więcej niż 0,15%, wagowych tlenu, nie więcej niż 0,05%, a korzystnie nie więcej niż 0,02%, i szczególnie korzystnie nie więcej niż 0,015% wagowych węgla i nie więcej niż 0,5% wagowych zanieczyszczeń, reszta żelazo.

Korzystnie proszek zawiera do 5%, a szczególnie korzystnie 1-3%, wagowych chromu.

Molibden korzystnie jest obecny w proszku w ilości do 5% wagowych, korzystnie do 2% wagowych, zaś miedź występuje w proszku w ilości do 2% wagowych, korzystnie do 1% wagowych. Zawartość niklu proszku wynosi korzystnie do 10% wagowych, korzystnie do 5% wagowych. Zawartość niobu korzystnie wynosi do 1% wagowych, korzystnie do 0,25% wagowych i zawartość wanadu korzystnie wynosi do 1% wagowych, korzystnie do 0,25% wagowych. Magnez może być obecny w ilości 0-2% wagowych, korzystnie 0-0,7% wagowych, a krzem w ilości 0-1,5% wagowych, korzystnie 0-1% wagowych.

Oprócz wodoru i pary wodnej atmosfera piecowa korzystnie zawiera azot, który jest stosowany jako gaz ochronny na wyjściowym końcu pieca i jest podawany ciągle i przeciwprądowo. Innymi gazami, które korzystnie są obecne w atmosferze piecowej są siarkowodór i dwutlenek siarki, które tworzą się z siarki zawartej w surowym proszku. Zależnie od składu surowego proszku, mogą występować również inne gazy.

Stężenie gazów zawierających węgiel (tlenków węgla) utworzonych podczas reakcji mierzy się w gazie wylotowym z pieca za pomocą dowolnej typowej metody takiej, jak analizator lub czujnik podczerwieni. Inne sposoby pomiaru stężenia gazów węglowych w gazie wylotowym obejmują spektrometrię masową. Korzystnie mierzy się tlenek węgla.

Pomiar potencjału utleniającego, prowadzony zasadniczo jednocześnie w co najmniej dwóch punktach usytuowanych w pewnej odległości od siebie w tylnym końcu pieca, jest dokonywany w punktach rozmieszczonych tak, że co najmniej jeden punkt jest bliżej wyjścia pieca niż inne punkty. Punkty są znacznie oddalone od siebie, a odległość pomiędzy punktami, która korzystnie jest ustalana eksperymentalnie, ponieważ zależy od konstrukcji pieca, nie powinna być mniejsza niż około 0,2 metra.

Stężenie gazów zawierających węgiel mierzy się za pomocą analizatora podczerwieni, a potencjał utleniający mierzy się za pomocą sondy tlenu.

Na podstawie pomiarów, reguluje się dodatek wody lub pary wodnej do pieca do ilości, przy którym stężenie tlenków węgla jest zasadniczo stałe. Według przykładu wykonania wy6

185 570 nalazku, dokonuje się pomiaru tylko stężenia tlenku węgla, a dodatek wody reguluje się do wartości, przy której stężenie tlenku węgla w wyjściowym gazie jest zasadniczo stałe, jak pokazano na fig. 1 i omówiono w przykładzie 1. ...

Jak wspomniano wyżej, sposób według wynalazku korzystnie prowadzi się ciągle i przeciwprądowo w typowym piecu tunelowym, który zawiera strefę wejściową, strefę wyżarzania i redukcji i strefę chłodzenia jak przedstawiono na fig. 2. Piec zawiera analizator podczerwieni do pomiaru stężenia tlenku węgla i posiada zespół dozujący wilgotny wodór. Piec posiada lej 1 do wprowadzania proszku i wylot 2 gazów wylotowych, które spala się po pomiarze ich przez analizator podczerwieni.

Parę wodną w postaci wilgotnego gazowego wodoru wtryskuje się do strefy wyżarzania w jednym lub więcej miejscach, w których zmniejsza się tworzenie tlenków węgla.

W przykładzie wynalazku, w którym mierzy się potencjały utloniająco, dodatek wody i/lub pary wodnej reguluje się do ilości, przy której zasadniczo nie występuje różnica w potencjale tlenowym w punktach usytuowanych blisko i w pewnej odległości od wyjściowego końca pieca, jak wskazano w przykładzie 2.

Proszek na bazie żelaza uzyskany sposobem według wynalazku zawiera co najmniej 1% wagowy pierwiastka wybranego z grupy obejmującej chrom, molibden, miedź, nikiel, wanad, niob, magnez i krzem, nie więcej niż 0,2%, a korzystnie nie więcej niż 0,15%, wagowych tlenu, nie więcej niż 0,05%, a korzystnie nie więcej niż 0,02%, i szczególnie korzystnie nie więcej niż 0,015% wagowych węgla i nie więcej niż 0,5% wagowych zanieczyszczeń, reszta żelazo.

Wynalazek jest dalej przedstawiony poprzez następujące, nie ograniczające przykłady.

Przykład 1

Regulowanie procesu za pomiaru stężenia tlenku węgla przy użyciu jednego analizatora podczerwieni.

Proces według wynalazku prowadzono ciągle i przociwprądowo w typowych piecach tunelowych w następujących warunkach:

Temperatura wyżarzania: Przepływ proszku:

Całkowity stały przepływ gazu: Skład proszku (% wagowych):

1200°C w Staffie grzewcecj około 35kghi

8Nm³h (^t^<ełoy i mokiy ^(^<^<r)) chrom 3,0%, molideen 0,5%, węgiel (^,6%/o, tlen 0,36%

Wyżarzanie prowadzono w piecu przedstawionym schematycznie na fig. 2. Na fig. 1 pokazano wartości pomiaru stężenia tlenku węgla uzyskanego z analizatora podczerwieni.

Początkowo wprowadzano atmosferę o przepływie 8 Nm³h zawierającą suchy wodór (punkt rosy < -25°) (próbka 1). Według analizatora podczerwieni, zawartość tlenku węgla w gazie wylotowym była 2%. Badanie próbki wyżarzonego proszku wykazało, że zawartość węgla w proszku została zmniejszona do 0,40%, a zawartość tlenu do 0,018% wagowych.

Skład gazu atmosfery wyżahcającoj zmieniano i następnie użyto 1,2 Nm3/h mokrego gazowego wodoru nasyconego parą wodną w temperaturze otoczenia i 6,8 Nm3/h suchego wodoru (próbka 2). Analizator podczerwieni wykazał, że zawartość tlenku węgla wzrosła do 3,35%, a próbka proszku miała zawartość węgla 0,240% wagowych, zaś zwartość w niej tlenu wynosiła 0,019% wagowych.

Skład gazu wlotowego następnie zmieniono podając 2,4 Nm3/h mokrego gazowego wodoru nasyconego parą wodną w temperaturze otoczenia i 5,6 Nm3/h suchego gazowego wodoru (próbka 3), który według wskazań analizatora podczerwieni zapewnił zawartość tlenku węgla w wysokości 5,1% wagowych. Teoretyczne obliczenia wskazywały na pozornie całkowite odwęglenie. Próbka proszku wyżarzana w gazie o tym składzie zawierała 0,050% wagowych węgla i 0,039% wagowych tlenu.

W końcu skład gazu wlotowego zmieniono podając 3,6 Nm3/h mokrego gazowego wodoru nasyconego wodą w temperaturze otoczenia i 4,4 Nm3/h suchego wodoru (próbka 4). Zawartość tlenku węgla (według analizatora podczerwieni) w gazie wylotowym była wciąż 5,1%. Zawartość węgla w próbce proszku zmniejszyła się do 0,002, a zawartość tlenu wzrosła

185 570 do 0,135%, co wskazuje, że mniej niż 3,6 Nm³h (i więcej niż 2,4 Nm³/h) mokrego gazu powinno być użyte, jeżeli jest wymagana niska zawartość tlenu. Jak widać z tego przykładu, proces według tego wynalazku, umożliwia uzyskanie redukcji zawartości zarówno węgla jak i tlenu w proszku metalu poprzez regulację stosunku gazowego wodoru suchego i mokrego w atmosferze wyżarzającej.

Poprzez stosowanie sposobu według wynalazku i regulację zawartości pary wodnej w atmosferze odwęglającej przy pomocy pomiaru zawartości tlenku węgla w gazie wylotowym, uzyskano następujące wyniki:

Proszek na bazie żelaza zawierający 3% Cr, 1% Mn, 0,25% Mo Przed wyżarzaniem % wagowych Po wyżarzaniu % wagowych

Węgiel 0,25 0,007

Tlen 0,5 0,05

Proszek na bazie żelaza zawierający 1,0% Cr, 0,6% Mn, 0,25% Mo Przed wyżarzaniem % wagowych ^T' ’ ^n/ —

Węgiel 0,25

Tlen 0,5

Po wyżarzaniu % wagowych 0,005 0,12

Przykład Π

Regulowano proces redukcji proszku na podstawie pomiaru stężenia tlenków węgla przy użyciu dwóch sond tlenowych usytuowanych w odległości 0,5 metra od końca wylotowego strefy wyżarzania proszku.

Do pieca wprowadzano wstępnie nasycony pierwiastkami stopowymi proszek zawierający 1% wagowych Cr, 0,8% wagowych Mn i 0,25% wagowych Mo, a ponadto zawierający 0,25% węgla i 0,50% wagowych tlenu. Ilość wodoru nasyconego wodą zwiększano wolno w celu zapewnienia stabilnych warunków w strefie redukcji. Stosunek wodoru nasyconego wodą do suchego wodoru, oznaczony jako R, wynosił do 1/3.

Podczas etapu początkowego, kiedy ilość mokrego gazu była zero, obie sondy tlenowe wskazywały ten sam potencjał tlenowy (równoważny 0,08% wagowych tlenu w proszku), w tym etapie, jednak, redukcja węgla była niewystarczająca i pozostawało ciągle do 0,05% wagowych węgla w proszku, co powodowało niedopuszczalnie złą prasowalność proszku.

W miarę wzrostu ilości mokrego wodoru (R=l/5), pozostała zawartość węgla spadała do 0,004% wagowych bez wpływu na poziom tlenu w proszku, przy czym dwie sondy tlenowe wskazywały te same potencjały tlenowe.

Przy zbyt dużym wzroście udziału mokrego wodoru (R > 1/4), sonda nr 1 wskazywała wzrost potencjału tlenowego (równoważny 0,12% wagowych tlenu). Gdy ilość mokrego wodoru dalej zwiększano do uzyskania R = 1/3, potencjał tlenowy był mierzony przez sondę nr 1 (równoważny 0,20% tlenu) i także przez sondę nr 2 (równoważny 0,13% tlenu). To prowadziło do różnicy potencjału tlenowego pomiędzy sonda nr 1 i nr 2, która była niepożądana, ponieważ wskazywała wyższy poziom zawartości tlenu w proszku.

W konsekwencji, stosunek mokrego wodoru do suchego wodoru był zwiększany, ale nie poza poziom, przy którym obie sondy tlenowe wskazywały podobne i niskie potencjały tlenowe.

Przykład ΠΙ

Regulowano proces wyżarzania proszku na podstawie pomiaru stężenia tlenku węgla za pomocą analizatora tlenku węgla i potencjału utleniającego mierzonego za pomocą co najmniej jednej sondy tlenowej.

W tym przypadku, w ten sam sposób jak w przykładzie 1, monitorowano wzrost zawartości tlenku węgla z powodu wzrastającej ilości mokrego gazowego wodoru. Jednocześnie badano potencjał tlenowy za pomocą jednej lub dwóch sond tlenowych, opisanych w przykładzie 2. To umożliwiało regulację procesu w celu maksymalizowania jednocześnie redukcji węgla i tlenu. Przy tym samym materiale wyjściowym jak w przykładzie 2, stosunek R wodoru nasyconego wodą do mokrego wodoru, wzrastał od zera do 1/3. Początkowo, zmierzony poziom tlenku węgla wzrastał gwałtownie, ałe, kiedy osiągnięto R=l/3, zawartość tlen8

185 570 ku węgla osiągnęła stabilny poziom. Podczas tego okresu, nie obserwowano żadnego wzrostu potencjału tlenowego w strefie chłodzenia w pobliżu strefy wyżarzania. Był on ciągle równoważny zawartości 0,08% wagowych tlenu w proszku.

Dalsze zmniejszanie wartości stosunku wodoru nasyconego wodą do suchego wodoru do 1/4 było bezcelowe. Nie poprawiało to redukcji węgla, ponieważ ta reakcja osiągnęła już stan ustalony. W przeciwieństwie do tego, ryzyko wzrostu poziomu tlenu w proszku było bardzo wysokie, jak przedstawiono w powyższym przykładzie II.

185 570 analizator podczerwieni

Fig. 2

185 570 % co

TT 'Γ cn o

ΛΟ η

ΊC0 CM ΙΓ>

ιπ

Ο '’Τ C0 ΓΜ LO ο

LTJ Tj ττ

CM α

Ε (0 (β □

Έ ία «*>* w

σ ο

c ο

Ν

Ο β

σι ϋΖ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania proszku na bazie żelaza, w którym przygotowuje się proszek na bazie żelaza zawierający korzystnie co najmniej jeden pierwiastek stopowy wybrany z grupy obejmującej chrom, magnez, miedź, nikiel, wanad, niob, bór, krzem, molibden i wolfram, po czym wyżarza się ten proszek w piecu w atmosferze wyżarzającej zawierającej co najmniej gazowy wodór i parę wodną, znamienny tym, że podczas wyżarzania proszku dokonuje się pomiaru wybranego spośród pomiaru stężenia co najmniej jednego z tlenków węgla utworzonych podczas procesu odwęglania proszku, pomiaru potencjałów utleniających mierzonych jednocześnie w co najmniej dwóch punktach usytuowanych z odstępem od siebie w kierunku wzdłużnym pieca i kombinacji pomiaru stężenia co najmniej jednego z tlenków węgla utworzonych podczas procesu odwęglania proszku i dokonywanego jednocześnie pomiaru potencjału utleniającego w co najmniej jednym punkcie usytuowanym w piecu, a następnie utrzymuje się stężenie tlenku węgla i/lub dwutlenku węgla w gazie wylotowym na poziomie w przybliżeniu stałym regulując na podstawie wyników pomiarów zawartość pary wodnej w atmosferze wyżarzającej poprzez zwiększanie stosunku ilości dodawanego wilgotnego gazowego wodoru do ilości suchego gazowego wodoru.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyżarzaniu poddaje się proszek rozpylony wodą.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wyżarza się proszek w piecu tunelowym zawierającym strefę wejściową, strefę wyżarzania i redukcji oraz strefę wylotową.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że proces wyżarzania prowadzi się ciągle i przeciwprądowo.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że proszek wyżarza się w temperaturze pomiędzy 800 i 1200°C.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że do strtefy wyżarzania i redukcji wtryskuje się parę wodną w co najmniej jednym miejscu, w którym zmniejsza się tworzenie się tlenków węgla.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie tlenku węgla i/lub dwutlenku węgla w gazach wylotowych z pieca mierzy się wielokrotnie.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mierzy się zawartość tlenku węgla CO w atmosferze wylotowej.
9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wyżarza się proszek, który zawiera pierwiastki stopowe pierwiastka wybrane z grupy obejmującej chrom, molibden, miedź, nikiel, wanad, niob, magnez i krzem w ilości co najmniej 1% wagowych i ma zawartość węgla od 0,1 do 0,9% wagowych, korzystnie pomiędzy 0,2 i 0,7, w którym stosunek zawartości wagowej tlenu do zawartości wagowej węgla zawiera się w przedziale 1 do 3, oraz ma co najwyżej 0,5% zanieczyszczeń. ·
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający chrom w ilości 1-5% wagowych, korzystnie 1-3% wagowych.
11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający molibden w ilości do 5% wagowych, korzystnie do 2 % wagowych.
12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający miedź w ilości do 2% wagowych, korzystnie do 1% wagowych.
13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający nikiel w ilości do 15% wagowych, korzystnie do 5% wagowych.
14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający wanad w ilości do 1% wagowych, korzystnie do 0,25% wagowych.
15. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający niob w ilości do 1% wagowych, korzystnie do 0,25% wagowych.

185 570
16. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający magnez w ilości do 2% wagowych, korzystnie do 0,7% wagowych.
17. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyżarza się proszek zawierający krzem w ilości do 1,5% wagowych, korzystnie do 1% wagowych.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mierzy się parametry ciągle.
19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że mierzy się parametry za pomocą analizatora podczerwieni.