RU2133172C1 - Metal waste processing method - Google Patents
Metal waste processing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133172C1 RU2133172C1 RU98113344A RU98113344A RU2133172C1 RU 2133172 C1 RU2133172 C1 RU 2133172C1 RU 98113344 A RU98113344 A RU 98113344A RU 98113344 A RU98113344 A RU 98113344A RU 2133172 C1 RU2133172 C1 RU 2133172C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- plasma
- metal waste
- processing
- grinding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки твердых отходов, более конкретно к переработке металлической стружки с получением гранулированного порошка для использования в различных областях порошковой металлургии. The invention relates to the field of processing solid waste, and more particularly to the processing of metal chips to obtain granular powder for use in various fields of powder metallurgy.
Известен способ переработки металлических отходов, а именно чугунной стружки, заключающийся в размоле стружки в шаровой мельнице, просеве полученного порошка, восстановлении его в водородной среде, размоле спека с последующим разделением на фракции (Бочков А.В., Зорин А.В. "Получение металлического порошка из чугунной стружки 1122", Гагар, чтения: сб. тезисов докладов конференции, Москва, стр. 2 - 6, 1996г. ч.3, с 4.) Однако известный способ обладает рядом недостатков. Во-первых, в связи с тем что одной из операций способа является восстановление порошка, состав конечного продукта (порошок металлического железа) отличается от состава исходного (чугун), что обусловливает и непредсказуемые различия их свойств. Во-вторых, конечный продукт состоит из частиц неправильной формы с рыхлой структурой, что делает его нетехнологичным и ограничивает области применения, например, такой порошок не может быть использован для нанесения износостойких плазменных покрытий. В-третьих, известный способ характеризуется низкой производительностью, равной приблизительно 3 кг порошка/ч. A known method of processing metal waste, namely pig-iron shavings, which consists in grinding chips in a ball mill, sifting the obtained powder, restoring it in a hydrogen medium, grinding the cake with subsequent separation into fractions (Bochkov A.V., Zorin A.V. "Obtaining metal powder from cast-iron shavings 1122 ", Gagar, readings: collection of abstracts of conference reports, Moscow, pp. 2-6, 1996,
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать способ переработки металлических отходов, в частности стружки, который обеспечивал бы, наряду с утилизацией отходов, получение гранулированного порошка, пригодного для использования в технологии нанесения износостойких покрытий, и характеризовался высокой производительностью и предсказуемостью свойств конечного продукта. Thus, the authors were faced with the task of developing a method for processing metal waste, in particular shavings, which would ensure, along with waste disposal, the production of granular powder suitable for use in the technology of applying wear-resistant coatings, and was characterized by high productivity and predictability of the properties of the final product.
Поставленная цель достигается в способе переработки металлических отходов, в частности стружки, включающем размол исходного сырья и разделение порошка на фракции, в котором после размола порошок вводят в плазменную струю в количестве 7-10 кг/ч и обрабатывают в потоке низкотемпературной плазмы с использованием значений подаваемого тока 300 - 600 А. The goal is achieved in a method of processing metal waste, in particular shavings, including grinding the feedstock and separating the powder into fractions, in which, after grinding, the powder is introduced into the plasma jet in an amount of 7-10 kg / h and processed in a low-temperature plasma stream using the supplied values current 300 - 600 A.
В настоящее время из научно-технической и патентной литературы не известен способ переработки металлических отходов, включающий ввод размолотого исходного сырья в плазменную струю в определенном количестве и обработку его в потоке низкотемпературной плазмы с использованием значений подаваемого тока в пределах заявляемых значений. Currently, from the scientific, technical and patent literature, there is no known method for processing metal waste, which includes introducing a crushed feedstock into a plasma jet in a certain amount and processing it in a low-temperature plasma stream using the supplied current values within the declared values.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. The proposed method can be implemented as follows.
Для переработки металлических отходов, в частности стружки чугуна или стали, исходное сырье подвергают размолу в шаровой мельнице в течение 20 мин, а затем с помощью двухкамерного бачка-питателя подают под срез сопла секционированного плазменного генератора (установка УПСП - 1). Режим работы плазмотрона:
Ток - 300-600 А
Напряжение - 90 В
Расход плазмообразующего газа (Ar) - 2,0 -3,0 м3/ч
Расход транспортирующего газа (Ar) - 0,2 - 0,4 м3/ч
Полученный после обработки в потоке низкотемпературной плазмы порошок разделяют на фракции: (- 40 мкм) и 40 - 100 мкм. Необходимость разделения на фракции объясняется различным функциональным назначением порошка. Так, фракция (-40) мкм используется в качестве плакирующей составляющей при получении композиционных порошков и для изготовления деталей методами прессования - спекания, а фракция 40 - 100 мкм используется для получения газотермических покрытий, в частности плазменных, с целью упрочнения и восстановления изношенных поверхностей деталей. Степень сфероидизации определяют микроскопическим методом. Сферическими считают частицы, у которых расхождение по размеру в двух перпендикулярных направлениях не превышает 5 %. Текучесть порошка определяют в соответствии с ГОСТ 20899-75.To process metal waste, in particular pig-iron or steel shavings, the feedstock is subjected to grinding in a ball mill for 20 minutes, and then, using a two-chamber feed tank, it is fed under the cut of a nozzle of a sectioned plasma generator (UPSP-1 installation). Plasma torch operating mode:
Current - 300-600 A
Voltage - 90 V
The consumption of plasma-forming gas (Ar) - 2.0 -3.0 m 3 / h
Consumption of transporting gas (Ar) - 0.2 - 0.4 m 3 / h
The powder obtained after processing in a stream of low-temperature plasma is divided into fractions: (- 40 μm) and 40 - 100 μm. The need for fractionation is explained by the different functional purpose of the powder. Thus, the (-40) micron fraction is used as a cladding component in the preparation of composite powders and for the manufacture of parts by pressing-sintering methods, and the 40-100 micron fraction is used to obtain gas-thermal coatings, in particular plasma, in order to harden and restore worn surfaces of parts . The degree of spheroidization is determined by the microscopic method. Particles are considered spherical in which the difference in size in two perpendicular directions does not exceed 5%. The fluidity of the powder is determined in accordance with GOST 20899-75.
Количество порошка, подаваемого под срез сопла плазменного генератора в заданных пределах, объясняется следующими причинами. При подаче порошка менее 7 кг/ч не реализуются возможности процесса по производительности. При скорости подачи порошка более 10 кг/ч снижается степень сфероидизации и появляется внутренняя пористость в гранулах. The amount of powder supplied under the nozzle exit of the plasma generator within the specified limits is explained by the following reasons. When the powder supply is less than 7 kg / h, the process’s performance capabilities are not realized. At a powder feed rate of more than 10 kg / h, the degree of spheroidization decreases and internal porosity appears in the granules.
Использование заявленного интервала значений подаваемого тока объясняется следующим. При подаче тока силой менее 300 А не обеспечиваются условия для сфероидизации и компактирования частиц. Повышение тока более 600 А экономически нецелесообразно. The use of the claimed range of values of the supplied current is explained as follows. When a current of less than 300 A is applied, the conditions for spheroidization and compaction of particles are not provided. An increase in current of more than 600 A is not economically feasible.
Полученные предлагаемым способом порошки со сфероидизированными частицами, характеризующимися компактной структурой, весьма технологичны и могут быть использованы во многих областях порошковой металлургии. Так, высокая плотность частиц облегчает и упрощает технологию получения высококачественного материала методом прессования и последующего спекания. Такие порошки могут быть использованы для восстановления и упрочнения деталей газотермическими методами напыления и, в частности, плазменным. Идеальным порошком для напыления является порошок со сферической формой частиц (степень сфероидизации ≥ 60% считается достаточной для обеспечения требований, предъявляемых к форме частиц при напылении), не содержащих внутренних пор. При использовании такого порошка достигается максимальная производительность процесса. Применение плазменной струи для переработки металлических отходов позволяет получить конечный продукт того же состава, а следовательно, сохранить полезные свойства, присущие исходному сырью. Obtained by the proposed method, powders with spheroidized particles, characterized by a compact structure, are very technological and can be used in many areas of powder metallurgy. Thus, a high particle density facilitates and simplifies the technology for producing high-quality material by pressing and subsequent sintering. Such powders can be used to restore and harden parts by gas thermal spraying methods and, in particular, plasma. An ideal powder for spraying is a powder with a spherical particle shape (a degree of spheroidization ≥ 60% is considered sufficient to meet the requirements for the shape of the particles during spraying) that do not contain internal pores. When using such a powder, the maximum productivity of the process is achieved. The use of a plasma jet for the processing of metal waste allows you to get the final product of the same composition, and therefore, to preserve the useful properties inherent in the feedstock.
Сравнительные данные порошков, полученных предлагаемым способом и известным, приведены в таблице (см. таблицу в конце описания). Comparative data of powders obtained by the proposed method and known are shown in the table (see table at the end of the description).
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами. The proposed method is illustrated by the following examples.
Пример 1. Для переработки стружки чугуна исходное сырье подвергают размолу в шаровой мельнице в течение 20 мин, а затем с помощью двухкамерного бачка-питателя подают под срез сопла секционированного плазменного генератора (установка УПСП - 1). Режим работы плазмотрона :
Ток - 300 А
Напряженнее - 90 В
Расход плазмообразующего газа (Ar) - 2,0 м3/ч
Расход транспортирующего газа (Ar) - 0,2 м3/ч
Полученный после обработки в потоке низкотемпературной плазмы порошок разделяют на фракции: (-40) мкм и 40- 100 мкм.Example 1. For the processing of cast iron shavings, the feedstock is subjected to grinding in a ball mill for 20 minutes, and then, using a two-chamber feeder tank, it is fed under the cut of a nozzle of a sectioned plasma generator (UPSP-1 unit). Plasma torch operating mode:
Current - 300 A
Voltage - 90 V
The consumption of plasma-forming gas (Ar) - 2.0 m 3 / h
The flow rate of the transporting gas (Ar) - 0.2 m 3 / h
The powder obtained after processing in a low-temperature plasma stream is divided into fractions: (-40) microns and 40-100 microns.
Степень сфероидизации частиц полученного порошка 70%, текучесть 9,8 г/с, производительность 7 кг/ч. The degree of spheroidization of the particles of the obtained powder is 70%, the fluidity is 9.8 g / s, the productivity is 7 kg / h.
Пример 2. Для переработки стружки чугуна исходное сырье подвергают размолу в шаровой мельнице в течение 20 мин, а затем с помощью двухкамерного бачка-питателя подают под срез сопла секционированного плазменного генератора (установка УПСП - 1). Режим работы плазмотрона:
Ток - 600 А
Напряжение - 90 В
Расход плазмообразующего газа (Ar) - 3,0 м3/ч
Расход транспортирующего газа (Ar) - 0,4 м3/ч
Полученный после обработки в потоке низкотемпературной плазмы порошок разделяют на фракции: (-40) мкм и 40 - 100 мкм.Example 2. For the processing of cast iron shavings, the feedstock is subjected to grinding in a ball mill for 20 minutes, and then, using a two-chamber feed tank, it is fed under the cut of the nozzle of a sectioned plasma generator (UPSP-1 installation). Plasma torch operating mode:
Current - 600 A
Voltage - 90 V
The consumption of plasma-forming gas (Ar) - 3.0 m 3 / h
Consumption of transporting gas (Ar) - 0.4 m 3 / h
The powder obtained after processing in a low-temperature plasma stream is divided into fractions: (-40) μm and 40 - 100 μm.
Степень сфероидизации частиц полученного порошка 97%, текучесть 13 г/с, производительность 10 кг/ч. The degree of spheroidization of the particles of the obtained powder is 97%, fluidity 13 g / s, productivity 10 kg / h.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет переработать металлические отходы, в частности стружку чугуна или стали, с высокой производительностью и получением технологичного продукта, который может быть использован в различных областях порошковой металлургии. Thus, the proposed method allows the processing of metal waste, in particular shavings of cast iron or steel, with high productivity and obtaining a technological product that can be used in various fields of powder metallurgy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113344A RU2133172C1 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Metal waste processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113344A RU2133172C1 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Metal waste processing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2133172C1 true RU2133172C1 (en) | 1999-07-20 |
Family
ID=20208336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113344A RU2133172C1 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Metal waste processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2133172C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469817C1 (en) * | 2011-06-27 | 2012-12-20 | Александр Юрьевич Вахрушин | Method of refractory material powder balling |
| RU2486031C1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Method of making powder on basis of iron chips |
| RU2554120C1 (en) * | 2011-06-27 | 2015-06-27 | Кабусики Кайся Тосиба | Power supply for compensation of electromagnetic pump and electromagnetic pump system |
| CN108907210A (en) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 中南大学 | A method of increasing material manufacturing is prepared with solid globular metallic powder |
| RU2779558C1 (en) * | 2021-12-03 | 2022-09-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук | Method for regeneration in thermal plasma of waste metal powders of additive technologies |
-
1998
- 1998-07-06 RU RU98113344A patent/RU2133172C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Бочков А.В., Зорин А.В. Получение металлического порошка из чугунной стружки 1122, Гагар.чтения: сб.тезисов докладов конференции. - М., с.2 - 6, 1996, ч.3, с.4. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469817C1 (en) * | 2011-06-27 | 2012-12-20 | Александр Юрьевич Вахрушин | Method of refractory material powder balling |
| RU2554120C1 (en) * | 2011-06-27 | 2015-06-27 | Кабусики Кайся Тосиба | Power supply for compensation of electromagnetic pump and electromagnetic pump system |
| RU2486031C1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Method of making powder on basis of iron chips |
| CN108907210A (en) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 中南大学 | A method of increasing material manufacturing is prepared with solid globular metallic powder |
| RU2790718C1 (en) * | 2019-08-02 | 2023-02-28 | Идромеканик Э Фротман | Method for producing metal powder for additive manufacturing process and application of such powder |
| RU2779558C1 (en) * | 2021-12-03 | 2022-09-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук | Method for regeneration in thermal plasma of waste metal powders of additive technologies |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3974245A (en) | Process for producing free flowing powder and product | |
| US3909241A (en) | Process for producing free flowing powder and product | |
| KR102639133B1 (en) | Process for producing spheroidized powder from feedstock materials | |
| US4395279A (en) | Plasma spray powder | |
| TW335349B (en) | Ultraviolet shielding composite fine particles having transparency in a visible light region, method for producing the same, and cosmetic composition comprizing the same | |
| US4773928A (en) | Plasma spray powders and process for producing same | |
| US4772315A (en) | Hydrometallurgical process for producing finely divided spherical maraging steel powders containing readily oxidizable alloying elements | |
| US4508788A (en) | Plasma spray powder | |
| US3881911A (en) | Free flowing, sintered, refractory agglomerates | |
| RU2133172C1 (en) | Metal waste processing method | |
| GB2060695A (en) | Powdered metal filter compositions and processes for their preparation | |
| US4502885A (en) | Method for making metal powder | |
| RU2681022C1 (en) | Method for producing narrow fractional spherical powders from heat-resisting alloys based on nickel aluminide | |
| US4715878A (en) | Process for producing finely divided spherical glass powders | |
| RU2707455C1 (en) | Tungsten-based pseudoalloy powder and method of its production | |
| RU2739924C1 (en) | Method of producing composite material based on nickel and graphite | |
| US4239159A (en) | Production of fine metal powders | |
| CN109749486B (en) | Method for preparing round non-floating type silver aluminum pigment | |
| CN111482611A (en) | Preparation method of spherical tungsten carbide-cobalt powder for 3D printing | |
| US4781753A (en) | Process for producing fine spherical particles from non-flowing powders | |
| Drozdov et al. | Studying the production of modifying composite powders by plasma processing | |
| WO2020244948A1 (en) | Method and device for producing material powder | |
| US3988146A (en) | Process for producing large particle size aluminum pigments by working and welding smaller particles | |
| JPS60138008A (en) | Production of metallic powder | |
| RU2807156C1 (en) | Method for producing composite material for wear-resistant coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070707 |