RU2647066C1 - Tablet for hot dip galvanization of metal products (variants) and method of its preparation - Google Patents

Tablet for hot dip galvanization of metal products (variants) and method of its preparation Download PDF

Info

Publication number
RU2647066C1
RU2647066C1 RU2016129565A RU2016129565A RU2647066C1 RU 2647066 C1 RU2647066 C1 RU 2647066C1 RU 2016129565 A RU2016129565 A RU 2016129565A RU 2016129565 A RU2016129565 A RU 2016129565A RU 2647066 C1 RU2647066 C1 RU 2647066C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tablet
nickel
sample
particles
zinc
Prior art date
Application number
RU2016129565A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016129565A (en
Inventor
Ян Михайлович Туровский
Аркадий Михайлович Туровский
Андрев Херд
Original Assignee
Ян Михайлович Туровский
Аркадий Михайлович Туровский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ян Михайлович Туровский, Аркадий Михайлович Туровский filed Critical Ян Михайлович Туровский
Priority to RU2016129565A priority Critical patent/RU2647066C1/en
Publication of RU2016129565A publication Critical patent/RU2016129565A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647066C1 publication Critical patent/RU2647066C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02Compacting only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and can be used for hot galvanizing of metal products, namely, tablets for alloying a zinc melt during hot-dip galvanizing. Variants of a tablet for doping a zinc melt during the hot galvanizing of metal articles containing nickel powder, flux particles, a wax or polymer coating are proposed. In this case, the sample of nickel powder in the tablet consists of two fractions: coarse-grained with particle sizes in the range from 100 to 300 mcm in an amount of 65–75 % of the weight of the sample containing the proportion of nickel particles deposited on the bottom of the galvanizing bath, and fine-grained – with particle sizes ranging from 5 to 20 mcm in an amount of 25 to 35 % of the weight of the sample. A method for manufacturing a tablet for doping a zinc melt during the hot-dip galvanizing process is also provided.
EFFECT: technical result of the invention is reduction of nickel consumption during hot-dip galvanizing of metal products and the provision of a sufficiently high level of environmental safety.
12 cl, 1 dwg, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии и может применяться для горячего цинкования изделий или заготовок из стали и чугуна методом погружения их в расплав цинка, а именно к таблеткам для легирования расплава цинка, содержащим легирующий материал, флюс и оболочку, и к способам подготовки таблеток.The invention relates to the field of metallurgy and can be used for hot-dip galvanizing of products or billets made of steel and cast iron by immersion in zinc melt, namely, tablets for alloying zinc melt containing alloying material, flux and shell, and to methods for preparing tablets.

В качестве легирующих материалов может использоваться никель, алюминий, свинец, олово, медь и другие металлы, а также неметаллические вещества.Nickel, aluminum, lead, tin, copper and other metals, as well as non-metallic substances can be used as alloying materials.

В настоящее время никель является наиболее распространенным металлом, используемым для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования. Использование никеля снижает толщину покрытия на сталях с повышенным содержанием кремния (реактивные стали), а на сталях, пригодных к цинкованию, обеспечивает более гладкое и блестящее покрытие.Currently, nickel is the most common metal used for alloying zinc melt during hot dip galvanizing. The use of nickel reduces the thickness of the coating on steels with a high silicon content (reactive steels), and on steels suitable for galvanizing, provides a smoother and brighter coating.

До недавнего времени основными средствами, применяемыми для легирования цинкового расплава, являлись слитки из цинк-никеля (0,5% никеля) или порошок никеля, который инжектировали в расплав.Until recently, the main tools used for alloying zinc melt were zinc-nickel ingots (0.5% nickel) or nickel powder, which was injected into the melt.

Задачей легирования является получение концентрации никеля в расплаве цинка на уровне 0,05%, что отвечает пределу растворимости никеля в цинковом расплаве при рабочей температуре 450°С и эквивалентно 500 г никеля на тонну цинка.The alloying task is to obtain a nickel concentration in the zinc melt at the level of 0.05%, which corresponds to the solubility limit of nickel in the zinc melt at a working temperature of 450 ° C and is equivalent to 500 g of nickel per ton of zinc.

Однако на практике обычно приходится вносить в 3-3,5 раз больше требуемых 500 г никеля на тонну цинка (как правило, вносится 1,5-1,8 кг на тонну цинка), так как значительная часть никеля оседает на дно ванны в гартцинк.However, in practice, it is usually necessary to add 3-3.5 times more than the required 500 g of nickel per ton of zinc (as a rule, 1.5-1.8 kg per ton of zinc is added), since a significant part of nickel deposits on the bottom of the bathtub in gartsink .

Причины оседания никеля могут быть связаны с двумя факторами: концентрация никеля в зоне растворения выше предела растворимости, либо часть никеля за время осаждения на дно ванны не успевает раствориться, либо действуют одновременно оба эти фактора.The reasons for nickel settling can be associated with two factors: the nickel concentration in the dissolution zone is higher than the solubility limit, or part of the nickel does not have time to dissolve during the deposition to the bottom of the bath, or both of these factors act simultaneously.

Недостатком применения цинк-никелевых слитков, например из сплава Zn-Ni, содержащих 0,5% никеля (5 кг на 1 т цинка), для легирования цинкового расплава является превышение в 3-4 раза требуемого значения вносимой в расплав массы никеля, необходимой для обеспечения концентрация в пределах ≈0,05%. Использование сплава Zn-Ni предусматривает внесение его в ванну совместно со слитками цинка того же веса в соотношении: 1 часть Zn-Ni-слитков и 2 части цинковых слитков, таким образом, вносится примерно 1,7 кг никеля на каждую тонну цинка. Кроме того, зоной растворения слитков, размеры которых ограничены, не охватывается весь объем ванны, а следовательно, имеет место повышенная локальная концентрация в зоне растворения.The disadvantage of using zinc-nickel ingots, for example from a Zn-Ni alloy containing 0.5% nickel (5 kg per 1 ton of zinc), for alloying a zinc melt is an excess of 3-4 times the required value of the nickel mass introduced into the melt necessary for ensuring concentration in the range of ≈0.05%. The use of the Zn-Ni alloy involves introducing it into the bath together with zinc ingots of the same weight in the ratio: 1 part Zn-Ni ingots and 2 parts zinc ingots, thus, approximately 1.7 kg of nickel per each ton of zinc is introduced. In addition, the dissolution zone of the ingots, whose dimensions are limited, does not cover the entire volume of the bath, and therefore, there is an increased local concentration in the dissolution zone.

Недостатком внесения порошка никеля в расплав цинка с помощью инжектора также является превышение более чем в три раза количества никеля, необходимого для поддержании концентрации 0,05% (обычно вносится 1,5-1,8 кг на тонну цинка). Таким образом, при меньшем количестве вносимого порошка никеля фактическая концентрация никеля в расплаве цинка не достигает требуемого значения 0,05%. Необходимость в избыточном количестве никеля при инжекторном способе обусловлена, в частности, сложностью регулирования количества поступающего порошка в зону растворения в зависимости от глубины ванны и времени нахождения инжектора в конкретной зоне и на конкретной глубине, что в совокупности и может приводить к избыточной концентрации в зоне растворения и оседанию части никеля в гартцинк.The disadvantage of introducing nickel powder into the zinc melt using an injector is also more than three times the amount of nickel required to maintain a concentration of 0.05% (usually 1.5-1.8 kg per ton of zinc is added). Thus, with a smaller amount of nickel powder introduced, the actual concentration of nickel in the zinc melt does not reach the desired value of 0.05%. The need for an excess of nickel in the injection method is caused, in particular, by the difficulty of controlling the amount of incoming powder in the dissolution zone depending on the depth of the bath and the time the injector is in the specific zone and at a specific depth, which together can lead to excessive concentration in the dissolution zone and subsidence of a portion of nickel in hartsink.

Известно, что никель может добавляться в ванну цинкования в виде легирующих таблеток, состоящих из порошка никеля и флюса, заключенных в оболочку из легковоспламеняющегося органического материала. Таблетки распределяются разбрасыванием по поверхности ванны без применения специального оборудования, как в двух предыдущих способах, что обеспечивает удобство подачи легирующего материала.It is known that nickel can be added to the galvanizing bath in the form of alloying tablets, consisting of nickel powder and flux, enclosed in a shell of flammable organic material. Tablets are distributed by spreading over the surface of the bath without the use of special equipment, as in the two previous methods, which ensures the convenience of supplying alloying material.

Известны легирующая таблетка и способ подготовки таблетки к подаче в расплав цинка (см. заявку на изобретение WO 2006123945), принятые в качестве прототипа.Known alloying tablet and method of preparing tablets for feeding into the molten zinc (see patent application WO 2006123945), adopted as a prototype.

Таблетка включает в себя порошок никеля с размерами частиц в диапазоне от 2 до 300 мкм, а также флюс из группы, включающей хлорид цинка, хлорид аммония, хлористоаммиачный цинк, хлорид калия или любую их комбинацию. Порошок никеля в смеси с флюсом заключен в оболочку из воска или полимера, образуя таблетку.The tablet includes nickel powder with particle sizes in the range from 2 to 300 microns, as well as flux from the group comprising zinc chloride, ammonium chloride, ammonium chloride, potassium chloride, or any combination thereof. Nickel powder mixed with flux is encapsulated in wax or polymer to form a tablet.

Способ подготовки легирующих таблеток включает формирование смеси навески флюса и навески порошка никеля, содержащего крупнозернистую и мелкозернистую фракции, в заготовку и выполнение наружной оболочки вокруг заготовки из воска или полимера.A method for preparing alloying tablets involves forming a mixture of a weighed portion of flux and a weighed portion of nickel powder containing coarse-grained and fine-grained fractions into a preform and the execution of the outer shell around the preform of wax or polymer.

Удельный вес таблетки в целом за счет включения в ее состав солей флюса и оболочки меньше, чем удельный вес цинка, поэтому она некоторое время находится на плаву на поверхности расплава. Из-за высокой температуры в ванне (450°С) оболочка и флюс воспламеняются и сгорают, а частицы порошка никеля начинают оседать вглубь расплава, растворяясь по мере оседания в расплаве цинка.The specific gravity of the tablet as a whole due to the inclusion of flux and shell salts in its composition is less than the specific gravity of zinc; therefore, it has been afloat for some time on the surface of the melt. Due to the high temperature in the bath (450 ° C), the shell and flux ignite and burn, and particles of nickel powder begin to settle deep into the melt, dissolving as they settle in the zinc melt.

В примерах конкретного осуществления оговорены форма таблеток в виде диска, масса таблеток указана в интервале: от 1 грамма (гранулы или агломерат) до 2 кг. Размеры частиц порошка никеля указаны в диапазоне от 2 до 300 мкм. Флюс обеспечивает эффективное смачивание поверхности никеля цинком. Оболочка из воска или полимера защищает смесь никеля с флюсом от влаги во время хранения и транспортировки таблеток и снижает дымообразование при термическом разложении флюса.In the examples of specific implementation, the shape of the tablets in the form of a disk is specified, the mass of tablets is indicated in the range: from 1 gram (granules or agglomerate) to 2 kg. The particle sizes of Nickel powder are indicated in the range from 2 to 300 microns. The flux provides effective wetting of the nickel surface with zinc. A wax or polymer shell protects the nickel-flux mixture from moisture during storage and transportation of tablets and reduces smoke formation during thermal decomposition of the flux.

Однако в прототипе не раскрыто количественное соотношение в таблетке порошков крупностью до 20 микрон и крупностью от 200 до 300 микрон, которые имеют разную скорость осаждения и, следовательно, степень растворения в расплаве, кроме того, не представлено соотношение между массой навески никеля, ее диаметром (площадью зоны осаждения частиц никеля из таблетки на поверхности цинка) и значением глубины ванны (пути осаждения никеля вглубь ванны). Соотношение этих параметров напрямую влияет на среднюю концентрацию вводимой порции никеля после растворения таблетки в столбе цинка диаметром, равным диаметру таблетки, и высотой, равной глубине ванны цинкования, т.е. на эффективность использования никеля таблетки.However, in the prototype, the quantitative ratio in the tablet of powders with a particle size of up to 20 microns and a particle size of 200 to 300 microns, which have different deposition rates and, therefore, the degree of dissolution in the melt, is not disclosed, in addition, the ratio between the weight of the nickel sample and its diameter is not presented ( the area of the deposition of nickel particles from the tablet on the surface of zinc) and the value of the depth of the bath (the path of deposition of nickel deep into the bath). The ratio of these parameters directly affects the average concentration of the introduced portion of nickel after dissolving the tablet in a zinc column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a height equal to the depth of the galvanizing bath, i.e. on the effectiveness of using nickel tablets.

В связи с этим нормы внесения таблеток, содержащих порошок никеля, в процессе цинкования по прототипу, достигают значений 1,8-1,9 кг никеля на 1 т вносимого цинка. Из сказанного выше следует, что масса внесенного никеля к требуемой норме после его растворения до получения средней концентрации, близкой к значению 0,05% (0,5 кг на тонну цинка) также больше 3.In this regard, the norms of making tablets containing nickel powder, in the process of galvanizing according to the prototype, reach values of 1.8-1.9 kg of Nickel per 1 ton of introduced zinc. From the above it follows that the mass of the introduced nickel to the required rate after its dissolution to obtain an average concentration close to the value of 0.05% (0.5 kg per ton of zinc) is also more than 3.

При выборе соотношения порошков с размером частиц до 20 мкм и более крупных следует учитывать, что таблетки, содержащие порошок никеля только с малыми размерами частиц: менее 2 мкм и от 2 до 20 мкм имеют значительно более высокую стоимость по сравнению с таблетками, содержащими порошок с размерами частиц крупностью 200-300 мкм (сведения из WO 2006123945 и др. источников). С другой стороны, порошок никеля с малыми размерами частиц (от 2 до 20 мкм), обладая повышенной растворимостью в расплаве цинка, характеризуется повышенным пылением при изготовлении таблеток в заготовительном цехе предприятия, что снижает экологическую безопасность окружающей среды, т.к. порошок никеля способен оказывать канцерогенное воздействие на организм человека. Кроме того, порошок никеля с малыми размерами частиц (от 2 до 20 мкм) труднее формуется в таблетку.When choosing the ratio of powders with a particle size of up to 20 microns and larger, it should be borne in mind that tablets containing nickel powder with only small particle sizes: less than 2 microns and from 2 to 20 microns have a significantly higher cost compared to tablets containing powder with particle sizes of 200-300 microns in size (information from WO 2006123945 and other sources). On the other hand, nickel powder with small particle sizes (from 2 to 20 microns), having increased solubility in the zinc melt, is characterized by increased dusting during the manufacture of tablets in the procurement workshop of the enterprise, which reduces the environmental safety of the environment, as Nickel powder is able to have a carcinogenic effect on the human body. In addition, nickel powder with small particle sizes (2 to 20 microns) is more difficult to form into a tablet.

Прототип не дает оптимального решения по количественному составу частиц никеля в навеске таблетки с учетом крупности фракций и по массе порошка никеля, необходимых для соблюдения баланса между двумя противоположными требованиями: снижение расхода никеля и стоимости горячего цинкования деталей и повышения экологической безопасности окружающей среды.The prototype does not provide an optimal solution for the quantitative composition of nickel particles in a tablet sample, taking into account the coarseness of the fractions and the mass of nickel powder, which are necessary to maintain a balance between two opposite requirements: reducing nickel consumption and the cost of hot-dip galvanizing of parts and increasing the environmental safety of the environment.

Задачей и техническим результатом предложенного изобретения является снижение расхода никеля и стоимости горячего цинкования металлических изделий на достаточно высоком уровне экологической безопасности окружающей среды.The objective and technical result of the proposed invention is to reduce the consumption of Nickel and the cost of hot-dip galvanizing of metal products at a sufficiently high level of environmental safety.

Технический результат изобретения достигается следующими решениями, объединенными общим изобретательским замыслом.The technical result of the invention is achieved by the following solutions, combined by a common inventive concept.

В таблетке для горячего цинкования металлических изделий, содержащей порошок никеля с размерами частиц в диапазоне от 5 до 300 мкм, флюс, оболочку из воска или из полимера, согласно первому варианту таблетки, навеска порошка никеля состоит из двух фракций: крупнозернистой - с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от массы навески, содержащей долю осаждаемых на дно ванны частиц никеля, и мелкозернистой - с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от массы навески, при этом масса навески порошка никеля равнаIn a tablet for hot-dip galvanizing metal products containing nickel powder with particle sizes in the range from 5 to 300 microns, flux, a wax or polymer coating, according to the first variant of the tablet, a sample of nickel powder consists of two fractions: coarse-grained - with particle sizes in in the range from 100 to 300 μm in the amount of 65-75% by weight of the sample containing the fraction of nickel particles deposited on the bottom of the bath, and fine-grained - with particle sizes in the range from 5 to 20 μm in the amount of from 25 to 35% by weight of the sample, this is the mass of a sample of nickel powder is equal to

Figure 00000001
Figure 00000001

где MNi - масса никеля в таблетке;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески;To per is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample;

Рц - плотность цинка;R c - the density of zinc;

Нв - глубина ванны;N in - the depth of the bath;

πr2 t - площадь круглой таблетки на поверхности ванны.πr 2 t is the area of a round tablet on the surface of the bath.

Содержание компонентов таблетки может составлять в мас.%:The content of the components of the tablet may be in wt.%:

частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 воскwax остальноеrest

Содержание компонентов таблетки может составлять в мас.%:The content of the components of the tablet may be in wt.%:

частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 полимерpolymer остальноеrest

В качестве флюса применен набор хлористых солей.A set of chloride salts was used as a flux.

При этом доля массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля крупнозернистой фракции в навеске таблетки равна: d=(1-Кпер), где d - доля массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля крупнозернистой фракции;In this case, the mass fraction of the coarse-grained fraction of nickel particles deposited on the bottom of the bath in the tablet sample is equal to: d = (1 K per ), where d is the mass fraction of the coarse-grained fraction deposited on the bottom of the bath;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески.To lane is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample.

В таблетке для горячего цинкования металлических изделий, содержащей порошок никеля с размерами частиц в диапазоне от 5 до 300 мкм, флюс, оболочку из воска или из полимера, согласно второго варианта таблетки, навеска порошка никеля состоит из двух фракций: крупнозернистой, - с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от массы навески, содержащей долю осаждаемых на дно ванны частиц никеля, и мелкозернистой - с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от массы навески,In a tablet for hot galvanizing metal products containing nickel powder with particle sizes in the range from 5 to 300 microns, flux, a wax or polymer coating, according to the second tablet option, a sample of nickel powder consists of two fractions: coarse-grained, with particle sizes in the range from 100 to 300 μm in the amount of 65-75% by weight of the sample containing the fraction of nickel particles deposited on the bottom of the bath, and fine-grained - with particle sizes in the range from 5 to 20 μm in the amount of from 25 to 35% by weight of the sample,

а масса навески порошка никеля равнаand the mass of a sample of nickel powder is

Figure 00000002
Figure 00000002

где MNi - масса никеля в таблетке;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы никеля, растворенного в столбе цинка, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе, длиной, равной глубине ванны цинкования, к общей массе навески порошка никеля в прямоугольной таблетке;To per is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column, with a length equal to the depth of the galvanizing bath, to the total weight of a portion of nickel powder in a rectangular tablet;

Рц - плотность цинка;R c - the density of zinc;

Нв - глубина ванны;N in - the depth of the bath;

St пр - площадь прямоугольной таблетки на поверхности ванны.S t CR - the area of a rectangular tablet on the surface of the bath.

Содержание компонентов таблетки может составлять в мас.%:The content of the components of the tablet may be in wt.%:

частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 воскwax остальноеrest

Содержание компонентов таблетки может составлять в мас.%: частицы никелевого порошка 40-80, частицы флюса 15-35, полимер остальное.The content of the components of the tablet can be in wt.%: Particles of nickel powder 40-80, flux particles 15-35, the polymer is the rest.

В качестве флюса применен набор хлористых солей.A set of chloride salts was used as a flux.

При этом доля массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля крупнозернистой фракции в навеске таблетки равна: d=(1-Кпер), где:In this case, the mass fraction of the coarse-grained fraction of nickel particles deposited on the bottom of the bath in the sample is equal to: d = (1-K per ), where:

d - доля массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля крупнозернистой фракции;d is the fraction of the mass of coarse-grained nickel particles deposited on the bottom of the bath;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески.To lane is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample.

В способе подготовки таблетки, включающем смешивание навески порошка никеля, содержащего крупнозернистую и мелкозернистую фракции с размерами частиц в диапазоне от 5 до 300 мкм, с навеской флюса, формирование из них заготовки с наружной оболочкой из воска или из полимера, согласно изобретению, крупнозернистую фракцию таблетки готовят из частиц никеля с размерами от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от массы навески никеля, содержащей долю осаждаемых на дно ванны крупнозернистых частиц никеля, мелкозернистую фракцию таблетки готовят из частиц никеля с размерами от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от массы навески порошка никеля, определяемой из условия получения концентрации никеля в пределах 0,05% согласно следующей зависимости:In a method for preparing a tablet, comprising mixing a sample of nickel powder containing coarse and fine fractions with particle sizes in the range of 5 to 300 microns, with a flux sample, forming a preform with an outer shell of wax or polymer, according to the invention, a coarse fraction of a tablet prepared from nickel particles with sizes from 100 to 300 μm in an amount of 65-75% of the weight of a sample of nickel containing the proportion of coarse nickel particles deposited on the bottom of the bath; the fine-grained fraction of the tablet is prepared from particles of n of nickel ranging in size from 5 to 20 .mu.m in an amount of from 25 to 35% by weight of nickel powder sample, determined from the conditions for obtaining the nickel concentration in the range of 0.05% according to the following relationship:

Figure 00000003
Figure 00000003

где MNi - масса никеля в таблетке;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески;To per is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample;

Рц - плотность цинка;R c - the density of zinc;

Нв - глубина ванны;N in - the depth of the bath;

St - площадь таблетки на поверхности ванны.S t is the area of the tablet on the surface of the bath.

При этом долю массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля крупнозернистой фракции в навеске таблетки определяют согласно следующей зависимости:In this case, the mass fraction of the coarse-grained fraction of nickel particles deposited on the bottom of the bath in the tablet sample is determined according to the following relationship:

d=(1-Кпер),d = (1-K per ),

где d - доля массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля крупнозернистой фракции;where d is the mass fraction of the coarse-grained nickel particles deposited on the bottom of the bath;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески.To lane is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample.

Навеску флюса таблетки готовят из компонентов, содержащих в мас.%:A portion of flux tablets are prepared from components containing in wt.%:

частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 воскwax остальноеrest

Навеску флюса таблетки готовят из компонентов, содержащих в мас.%:A portion of flux tablets are prepared from components containing in wt.%:

частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 полимерpolymer остальноеrest

В качестве флюса может быть применен набор хлористых солей.As a flux, a set of chloride salts can be used.

При соприкосновении таблетки с расплавом цинка оболочка и флюс воспламеняются и сгорают, а частицы порошка никеля начинают оседать вглубь ванны, растворяясь по мере оседания в столбе цинка диаметром, равным диаметру таблетки, и высотой, равной глубине ванны.When the tablets come in contact with the zinc melt, the shell and flux ignite and burn, and the particles of nickel powder begin to settle deep into the bath, dissolving as they settle in the zinc column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a height equal to the depth of the bath.

Процесс растворения частиц порошка никеля с размерами частиц в диапазоне от 5 до 300 мкм был исследован на линии горячего цинкования «ИСКУР». Для этого параллельно поверхности расплава цинка на глубине примерно 30 см размещалась пластина стали. Затем на поверхность цинка строго над пластиной укладывалась таблетка. После завершения выгорания оболочки и флюса пластина вытаскивалась из расплава и остужалась. Визуальный осмотр поверхности пластины показал наличие частиц никеля на поверхности цинкового покрытия, образовавшегося за время выдержки пластины в цинке. Эти частицы были в виде точек темного цвета, отличного от серебристого цвета цинкового покрытия. Из формулы Стокса следует, что скорость погружения частиц в вязкой среде, к которой можно отнести и расплав цинка, пропорциональна квадрату диаметра частицы. Таким образом, вероятность осаждения никеля на дно ванны возрастает с увеличением размера его частиц от 50 до 300 мкм. Одновременно было установлено, что переход никеля из таблетки в расплав цинка можно контролировать, так как частицы никеля завершают свое растворение в расплаве не мгновенно, а за определенное время, и чем крупнее частица (50-300 мкм), тем меньше времени ей надо, чтобы достигнуть дна ванны. Исходя из опытов, было установлено, что полностью избежать осаждения частиц (50-300 мкм) никеля на дно ванны не возможно, поэтому рабочая концентрация вводимого в расплав никеля всегда должна быть выше требуемой 0,05% концентрации на величину коэффициента перехода Кпер., представляющего собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески.The process of dissolving particles of nickel powder with particle sizes in the range from 5 to 300 microns was investigated on the ISKUR hot dip galvanizing line. For this, a steel plate was placed parallel to the surface of the zinc melt at a depth of about 30 cm. Then, a tablet was placed on the surface of zinc just above the plate. After the burnout of the shell and flux was completed, the plate was pulled out of the melt and cooled. Visual inspection of the surface of the plate showed the presence of nickel particles on the surface of the zinc coating formed during the exposure of the plate in zinc. These particles were in the form of dots of a dark color other than the silver color of the zinc coating. It follows from the Stokes formula that the rate of immersion of particles in a viscous medium, which can include zinc melt, is proportional to the square of the particle diameter. Thus, the likelihood of deposition of nickel on the bottom of the bath increases with increasing particle size from 50 to 300 microns. At the same time, it was found that the transition of nickel from the tablet to the zinc melt can be controlled, since nickel particles do not complete their dissolution in the melt instantly, but in a certain time, and the larger the particle (50-300 microns), the less time it takes for reach the bottom of the bath. Based on the experiments, it was found that it is not possible to completely avoid the deposition of particles (50-300 μm) of nickel on the bottom of the bath; therefore, the working concentration of nickel introduced into the melt should always be higher than the required 0.05% concentration by the value of the conversion coefficient K per. , which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample.

При этом доля массы (d) осаждаемых на дно ванны частиц никеля крупнозернистой фракции в навеске таблетки выражается как: d=1-Knep. Параметры коэффициента перехода Кпер были определены в ходе лабораторных испытаний следующим образом. Принимая, что рабочей концентрацией никеля является его концентрация в виртуальном цилиндре цинка, диаметр которого равен диаметру таблетки, а длина - глубине ванны, определяем рабочую концентрацию как массу навески порошка никеля MNi в таблетке, отнесенную к массе цилиндра цинка МцZn. Масса цилиндра цинка МцZn равна произведению площади таблетки, глубины ванны и удельного веса расплавленного цинка:

Figure 00000004
.In this case, the mass fraction (d) of the coarse-grained fraction of nickel particles deposited on the bottom of the bath in the sample is expressed as: d = 1-K nep. The parameters of the conversion coefficient K per were determined during laboratory tests as follows. Assuming that the working concentration of nickel is its concentration in a virtual zinc cylinder, the diameter of which is equal to the diameter of the tablet and the length is the depth of the bath, we define the working concentration as the mass of a sample of nickel powder M Ni in a tablet, referred to the mass of the zinc cylinder M c Zn . The mass of the zinc cylinder M c Zn is equal to the product of the tablet area, bath depth and specific gravity of molten zinc:
Figure 00000004
.

Готовя навеску таблетки в соответствии с соотношениями мелких и крупных фракций частиц никеля в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от ее веса, и частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от ее веса, определяют рабочую массу навески с учетом в ней осаждаемой на дно ванны доли массы крупных частиц (100-300 мкм) никеля после завершения процессов растворения, не переходящих в расплав цинка, как 1-Кпер. Зная параметры глубины ванны Нв, плотности цинка PZn и площади таблетки на поверхности ванны St, определяют рабочую массу навески никеля в таблетке с учетом коэффициентами перехода Кпер, обеспечивая приближение рабочей концентрации никеля в зоне растворения таблетки к значению 0,05%.Preparing a sample of the tablet in accordance with the ratios of small and large fractions of nickel particles in the range from 100 to 300 microns in the amount of 65-75% of its weight, and particles in the range from 5 to 20 microns in the amount of from 25 to 35% of its weight, determine the working mass of the sample, taking into account the fraction of the mass of large particles (100-300 μm) of nickel deposited on the bottom of the bath after completion of the dissolution processes that do not go into the zinc melt, as 1-K per . Knowing the parameters of the bath depth HB, zinc density P Zn and the tablet area on the bath surface S t , the working mass of the nickel sample in the tablet is determined taking into account the conversion factors K per , ensuring that the working concentration of nickel in the dissolution zone of the tablet approaches 0.05%.

Рабочая масса навески порошка никеля в круглой таблетке может быть определена согласно следующей зависимости:The working mass of a sample of nickel powder in a round tablet can be determined according to the following relationship:

Figure 00000005
Figure 00000005

где MNi - масса никеля в таблетке;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески;To per is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample;

Рц - плотность цинка;R c - the density of zinc;

Нв - глубина ванны;N in - the depth of the bath;

πrt 2 - площадь круглой таблетки на поверхности ванны.πr t 2 - the area of a round tablet on the surface of the bath.

Рабочая масса навески порошка никеля в прямоугольной таблетке определена согласно следующей зависимости:The working mass of a sample of nickel powder in a rectangular tablet is determined according to the following relationship:

Figure 00000006
Figure 00000006

где MNi - масса никеля в таблетке;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески;To per is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample;

Рц - плотность цинка;R c - the density of zinc;

Нв - глубина ванны;N in - the depth of the bath;

St пр. - площадь прямоугольной таблетки на поверхности ванны.S t ave - the area of a rectangular tablet on the surface of the bath.

При содержании в таблетке крупнозернистых частиц порошка никеля, составляющих от 76 до 100% веса навески никеля с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм увеличивается осаждение не растворившихся в цинке частиц никеля на дно. Не обеспечивается требуемая рабочая концентрация никеля, близкая к значению ≈0,05%.When coarse particles of nickel powder are contained in a tablet, comprising from 76 to 100% of the weight of a sample of nickel with particle sizes in the range from 100 to 300 μm, the deposition of nickel particles not dissolved in zinc increases to the bottom. The required working nickel concentration close to ≈0.05% is not provided.

Содержание в таблетке мелкозернистых частиц порошка никеля с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм, составляющих более 35% и выше веса в навеске, приводит к усложнению технологического процесса, требуется дополнительное оборудование для вентиляции производственных помещений, индивидуальных средств защиты рабочего персонала. Возрастают затраты на изготовление таблетки и снижается уровень экологической безопасности окружающей среды в процессе изготовления таблеток из мелкозернистых частиц порошка никеля.The content in the tablet of fine-grained particles of nickel powder with particle sizes in the range from 5 to 20 μm, comprising more than 35% and more weight in the sample, complicates the process, additional equipment is required for ventilation of production facilities, personal protective equipment for working personnel. The costs of manufacturing tablets increase and the level of environmental safety of the environment decreases during the manufacture of tablets from fine-grained particles of nickel powder.

Значения коэффициентов перехода (Кпер) исследовали в серии лабораторных испытаний опытных таблеток, навески порошков никеля в которых содержали различные соотношения мелких и крупных фракций частиц никеля (результаты отражены в таблицах №1 и №2).The values of the transition coefficients (K lane ) were investigated in a series of laboratory tests of experimental tablets, samples of nickel powders in which contained different ratios of small and large fractions of nickel particles (the results are shown in tables No. 1 and No. 2).

Соотношение мелких и крупных фракций частиц никеля было выбрано в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от ее веса, и частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от ее веса.The ratio of small and large fractions of nickel particles was selected in the range from 100 to 300 microns in the amount of 65-75% of its weight, and particles in the range from 5 to 20 microns in the amount of from 25 to 35% of its weight.

Глубина ванны была равна 250 см, диаметр таблетки 6,4 см. Уровень железа в расплаве цинке, оценивался по уровню его в ванне предварительного флюсования металлоизделий. Он составлял от 1,5 до 3,5 грамм на 1 литр. Необходимость контроля железа во флюсе обуславливалась тем, что оно неизбежно переносится из ванны флюсования в ванну с цинком, где, в свою очередь, влияет на переход никеля в расплав.The depth of the bath was equal to 250 cm, the diameter of the tablet was 6.4 cm. The level of iron in the zinc melt was estimated by its level in the bath of preliminary fluxing of metal products. It ranged from 1.5 to 3.5 grams per 1 liter. The need for iron control in the flux was due to the fact that it is inevitably transferred from the fluxing bath to the zinc bath, where, in turn, it affects the transition of nickel into the melt.

Для определения возможности получения заявленного технического результата заявителем были проведены лабораторные опыты по определению расхода и стоимости (в долларах США) никелевого порошка на одну тонну цинкуемых изделий, а также по определению уровня экологической безопасности. При этом степень пыления порошков никеля с размерами частиц от 5 до 20 мкм принято считать значительной.To determine the possibility of obtaining the claimed technical result, the applicant conducted laboratory experiments to determine the consumption and cost (in US dollars) of nickel powder per ton of zinc-coated products, as well as to determine the level of environmental safety. Moreover, the degree of dusting of nickel powders with particle sizes of 5 to 20 μm is considered significant.

В таблице №1 представлены результаты опытов использования однофракционных порошков в таблетках для горячего цинкования, а в таблице №2 - результаты опытов использования двухфракционных порошков в таблетках для горячего цинкования в зависимости от процентного содержания фракций в навеске порошка никеля в таблетке.Table No. 1 presents the results of experiments using single-fraction powders in tablets for hot dip galvanizing, and table No. 2 presents the results of experiments using two-fraction powders in tablets for hot dip galvanizing, depending on the percentage of fractions in a sample of nickel powder in a tablet.

Figure 00000007
Figure 00000007

Примечание к таблице №1:Note to table No. 1:

Образец №1. Коэффициент перехода Кпер был рассчитан как:Sample No. 1. The conversion coefficient K per was calculated as:

Кпер=500 г: 735 г (суммарная масса таблеток)=0,68 для мелкого порошка.To per = 500 g: 735 g (total weight of tablets) = 0.68 for fine powder.

Физический смысл этого коэффициента в том, что в расплав цинка переходит 68% внесенной рабочей массы никеля.The physical meaning of this coefficient is that 68% of the introduced working mass of nickel passes into the zinc melt.

Образец №2. Коэффициент перехода Кпер был рассчитан как:Sample No. 2. The conversion coefficient K per was calculated as:

Кпер=500 г: 1250 г(суммарная масса таблеток)=0,4 для крупного порошка.To per = 500 g: 1250 g (total weight of tablets) = 0.4 for coarse powder.

Физический смысл этого коэффициента в том, что в расплав цинка переходит только 40% внесенной рабочей массы никеля.The physical meaning of this coefficient is that only 40% of the introduced working mass of nickel passes into the zinc melt.

Был рассчитан коэффициент перехода Кпер для легирующих цинк-никелевых слитков «GALVA» и для инжектируемых никелевых порошков. Значения были равны: Кпер=500 г: 1800 г=0,27 или 27% полезного использования.The conversion coefficient K per was calculated for alloying zinc-nickel ingots "GALVA" and for injected nickel powders. The values were equal: To per = 500 g: 1800 g = 0.27 or 27% of useful life.

Figure 00000008
Figure 00000008

Примечание к таблице №2:Note to table No. 2:

Образец №3. Коэффициент перехода Кпер был рассчитан как:Sample No. 3. The conversion coefficient K per was calculated as:

Кпер=500 г: (16 табл × 70 г)(Суммарная масса таблеток)=0,44. Физический смысл этого коэффициента в том, что в расплав цинка переходит 44% внесенной рабочей массы никеля.To per = 500 g: (16 tablets × 70 g) (total weight of tablets) = 0.44. The physical meaning of this coefficient is that 44% of the introduced nickel working mass passes into the zinc melt.

Образец №4. Коэффициент перехода Кпер был рассчитан как:Sample No. 4. The conversion coefficient K per was calculated as:

Кпер=500 г: (14 табл × 70 г)(суммарная масса таблеток)=0,51. Физический смысл этого коэффициента в том, что в расплав цинка переходит 51% внесенной рабочей массы никеля.To per = 500 g: (14 tablets × 70 g) (total weight of tablets) = 0.51. The physical meaning of this coefficient is that 51% of the introduced working mass of nickel passes into the zinc melt.

Образец №5. Коэффициент перехода Кпер был рассчитан как:Sample No. 5. The conversion coefficient K per was calculated as:

Кпер=500 г: (13,5 табл × 70 г)(суммарная масса таблеток)=0,53. Физический смысл этого коэффициента в том, что в расплав цинка переходит 53% внесенной массы никеля.To per = 500 g: (13.5 tablets × 70 g) (total weight of tablets) = 0.53. The physical meaning of this coefficient is that 53% of the introduced mass of nickel passes into the zinc melt.

Образец №6 (таблетки по прототипу). Коэффициент перехода Кпер был рассчитан как: Кпер=500 г: (20,5 табл. × 70 г) (суммарная масса таблеток)=0,35.Sample No. 6 (tablets of the prototype). The transfer coefficient K per was calculated as: K per = 500 g: (20.5 tablets. × 70 g) (total weight of tablets) = 0.35.

Физический смысл этого коэффициента в том, что в расплав цинка переходит 35% внесенной рабочей массы никеля.The physical meaning of this coefficient is that 35% of the introduced working mass of nickel passes into the zinc melt.

Анализ результатов исследования опытных таблеток весом 100 г, в каждой из которых содержится навеска из 70 г никелевого порошка, показывает, что согласно образцам таблеток (опыт 1), представленным в таблице №1, расход таблеток на каждую тонну вносимого цинка и стоимость расхода никелевого порошка крупностью 5-20 мкм (в навеске таблетки) на одну тонну вносимого цинка сравнительно невелики за счет использования меньшего количества таблеток, что обеспечивается быстрым растворением никеля в цинковом расплаве (опыт №1). Однако при этом не обеспечивается заданный уровень экологической безопасности в процессе производства таблеток из-за значительного отхода порошка в пыль, значительно усложняется технологический процесс.Analysis of the results of the study of experimental tablets weighing 100 g, each of which contains a sample of 70 g of nickel powder, shows that according to the samples of tablets (experiment 1), presented in table No. 1, the consumption of tablets for each ton of introduced zinc and the cost of consumption of nickel powder with a particle size of 5–20 μm (in the weight of a tablet) per ton of introduced zinc is relatively small due to the use of fewer tablets, which is ensured by the rapid dissolution of nickel in the zinc melt (experiment No. 1). However, this does not provide the specified level of environmental safety during the production of tablets due to the significant waste of the powder in the dust, the process is much more complicated.

Исследования образцов таблеток (опыт 2), представленных в таблице №1, показали, что расход таблеток на каждую тонну вносимого цинка и стоимость расхода никелевого порошка крупностью 100-300 мкм (в навеске таблетки) почти в два раза превышают расход и стоимость по первому опыту за счет использования в процессе цинкования

Figure 00000009
количества таблеток, что объясняется замедленным растворением никеля в цинке и значительным выпадением его в осадок. Но при этом обеспечивается высокий уровень экологической безопасности за счет наименьшего пыления никелевого порошка в процессе производства таблеток. Нужно отметить, что порошки никеля крупностью более 300 мкм в технологии горячего цинкования не применяются в мировой практике.Studies of tablet samples (experiment 2), presented in table No. 1, showed that the consumption of tablets for each ton of introduced zinc and the cost of consuming nickel powder with a particle size of 100-300 microns (in a sample of a tablet) almost double the consumption and cost of the first experiment due to use in the galvanizing process
Figure 00000009
the number of tablets, which is explained by the slow dissolution of nickel in zinc and its significant precipitation. But this ensures a high level of environmental safety due to the least dusting of nickel powder during the production of tablets. It should be noted that nickel powders with a particle size of more than 300 microns in the technology of hot galvanizing are not used in world practice.

В опытах 3-5 (таблица №2) наблюдается приемлемый уровень экологической безопасности при снижении расхода таблеток (по сравнению с опытом 2) на каждую тонну цинка и стоимости расхода никелевого порошка на тонну цинка.In experiments 3-5 (table No. 2), an acceptable level of environmental safety is observed while reducing the consumption of tablets (compared with experiment 2) for each ton of zinc and the cost of consuming nickel powder per ton of zinc.

Согласно опыту 6 (таблетки по прототипу), как следует из таблицы №2, расход таблеток на каждую тонну цинка и стоимость расхода порошка с неопределенным соотношением частиц никеля (в навеске таблетки) превышает расход таблеток и стоимость расхода никелевого порошка, содержащегося в таблетках по опытам 3-5 за счет использования большего количества легирующих таблеток в процессе цинкования изделий, что объясняется замедленным растворением никеля в цинке и частичным выпадением его в осадок. При этом не обеспечивается достаточный уровень экологической безопасности из-за повышенного пыления никелевого порошка в процессе изготовления таблеток.According to experiment 6 (tablets of the prototype), as follows from table No. 2, the consumption of tablets for each ton of zinc and the cost of the consumption of powder with an indefinite ratio of nickel particles (in a sample of tablets) exceeds the consumption of tablets and the cost of consumption of nickel powder contained in tablets according to experiments 3-5 due to the use of a larger number of alloying tablets in the process of galvanizing products, which is explained by the slow dissolution of nickel in zinc and its partial precipitation. At the same time, a sufficient level of environmental safety is not ensured due to increased dusting of nickel powder during the manufacture of tablets.

Полученные показатели расхода таблеток на каждую тонну цинка (опыты 3-5) подтверждают, что заявленный технический результат достигнут.The obtained indicators of the consumption of tablets for each ton of zinc (experiments 3-5) confirm that the claimed technical result is achieved.

Для более четкого понимания изобретения на прилагаемом чертеже показана конструкция (продольный разрез) вариантов таблетки для горячего цинкования металлических изделий.For a clearer understanding of the invention, the attached drawing shows the design (longitudinal section) of the options for tablets for hot-dip galvanizing metal products.

Таблетка 1 для горячего цинкования металлических изделий содержит навеску порошка никеля, состоящую из двух фракций: крупнозернистой 2 - с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от массы навески, содержащей долю массы осаждаемых на дно ванны крупнозернистых частиц никеля, и мелкозернистой 3 - с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от массы навески.A tablet 1 for hot-dip galvanizing metal products contains a sample of nickel powder, consisting of two fractions: coarse-grained 2 - with particle sizes in the range from 100 to 300 microns in the amount of 65-75% of the weight of the sample containing the mass fraction of coarse nickel particles deposited on the bottom of the bath and fine-grained 3 - with particle sizes in the range from 5 to 20 microns in an amount of from 25 to 35% by weight of the sample.

Рабочая масса навески порошка никеля в круглой таблетке может быть определена согласно следующей зависимости:The working mass of a sample of nickel powder in a round tablet can be determined according to the following relationship:

Figure 00000010
Figure 00000010

Рабочая масса навески порошка никеля в прямоугольной таблетке определена согласно следующей зависимости:The working mass of a sample of nickel powder in a rectangular tablet is determined according to the following relationship:

Figure 00000011
Figure 00000011

Навеска порошка никеля и флюса размещены внутри оболочки 4. Флюс содержит набор хлористых солей. Содержание компонентов таблетки составляет в мас.%:A portion of the powder of Nickel and flux are placed inside the shell 4. The flux contains a set of chloride salts. The content of the components of the tablet is in wt.%:

частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 воск или полимерwax or polymer остальноеrest

Предлагаемое техническое решение осуществляется следующим образом.The proposed technical solution is as follows.

С помощью сит отбирают крупнозернистую фракцию порошка никеля с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм.Using sieves, a coarse-grained fraction of nickel powder with particle sizes in the range from 100 to 300 μm is selected.

Отбирают мелкозернистую фракцию с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм.A fine-grained fraction with particle sizes in the range from 5 to 20 μm is selected.

С помощью весов отмеряют фракции порошка никеля:Using weights, fractions of nickel powder are measured:

- с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от веса навески порошка никеля, включая долю массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля;- with particle sizes in the range from 100 to 300 microns in an amount of 65-75% of the weight of a sample of nickel powder, including the fraction of the mass of nickel particles deposited on the bottom of the bath;

- с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от веса навески порошка никеля.- with particle sizes in the range from 5 to 20 microns in an amount of from 25 to 35% by weight of a sample of nickel powder.

Определяют рабочую массу навески порошка никеля с учетом в ней доли осаждаемой на дно ванны массы крупных частиц (100-300 мкм) никеля после завершения процессов растворения. Рабочая масса MNi равна:The working mass of a sample of nickel powder is determined taking into account the fraction of the mass of large particles (100-300 μm) of nickel deposited on the bottom of the bath after completion of the dissolution processes. The working mass M Ni is equal to:

Figure 00000012
Figure 00000012

где MNi - масса никеля в таблетке;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet;

Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны, к общей массе навески;To per is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the bath to the total weight of the sample;

Рц - плотность цинка;R c - the density of zinc;

Нв - глубина ванны;N in - the depth of the bath;

St - площадь таблетки на поверхности ванны.S t is the area of the tablet on the surface of the bath.

Осаждаемая на дно ванны доля массы крупных частиц (100-300 мкм) никеля определена с помощью коэффициента перехода как 1-Кпер.The mass fraction of coarse particles (100-300 μm) of nickel deposited on the bottom of the bath is determined using a transition coefficient of 1 K per .

Флюс готовят из смеси сухих солей (% по массе флюса): NH4Cl (79,8%) и ZnCl2 (26,6%). Отношение содержания хлористого аммония к хлористому цинку равно 3:1.The flux is prepared from a mixture of dry salts (% by weight of flux): NH 4 Cl (79.8%) and ZnCl 2 (26.6%). The ratio of ammonium chloride to zinc chloride is 3: 1.

Смесь навески порошка никеля и флюса перемешивают и засыпают в пресс-форму. Производят прессование смеси в заготовку 5 в виде усеченного конуса. Воск или полимер нагревают до температуры 80-100°С (выше температуры его плавления). Спрессованную в заготовку 5 смесь навески порошка никеля и флюса устанавливают в отдельную форму, куда наливают жидкий воск или полимер для формирования наружной оболочки 4 вокруг заготовки 5. Эту форму с заготовкой 5 и оболочкой 4 охлаждают. В результате охлаждения оболочка 4 затвердевает и образует плотный, жесткий сцепленный с заготовкой 5 каркас таблетки 1.A mixture of a sample of nickel powder and flux is mixed and poured into the mold. The mixture is pressed into the blank 5 in the form of a truncated cone. Wax or polymer is heated to a temperature of 80-100 ° C (above its melting point). The mixture of a sample of nickel powder and flux pressed into the preform 5 is placed in a separate mold, where liquid wax or polymer is poured to form the outer shell 4 around the preform 5. This mold with the preform 5 and the shell 4 is cooled. As a result of cooling, the shell 4 hardens and forms a dense, rigid tablet frame 1 adhered to the workpiece 5.

Пример 1 конкретного осуществления круглой таблетки диаметром 6,4 см (первый вариант таблетки).Example 1 of a specific implementation of a round tablet with a diameter of 6.4 cm (first version of the tablet).

С помощью сит отбирали крупнозернистую фракцию порошка никеля с размерами частиц 250-300 мкм. Отбирали мелкозернистую фракцию с размерами частиц 10-20 мкм. С помощью лабораторных весов взвешивали навеску из фракций порошка никеля:Using sieves, a coarse fraction of nickel powder with a particle size of 250-300 μm was taken. A fine-grained fraction with a particle size of 10-20 μm was selected. Using a laboratory balance, a weighed sample of nickel powder fractions was weighed:

- фракцию с размерами частиц 250-300 мкм в количестве 70% от веса навески порошка никеля;- fraction with particle sizes of 250-300 microns in an amount of 70% by weight of a sample of nickel powder;

- фракцию с размерами частиц 10-20 мкм в количестве от 30% от веса навески порошка никеля.- fraction with particle sizes of 10-20 microns in an amount of 30% by weight of a sample of nickel powder.

Определяли рабочую массу навески порошка никеля с учетом доли массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля, используя установленный опытным путем коэффициент перехода Кпер.=0,51. Осаждаемая на дно ванны доля массы крупных частиц (100-300 мкм) никеля после завершения процессов растворения была равна: 1-Кпер=0,49.The working mass of a sample of nickel powder was determined taking into account the fraction of the mass of nickel particles deposited on the bottom of the bath, using an experimentally established conversion coefficient K lane = 0.51. The fraction of the mass of large particles (100-300 μm) of nickel deposited on the bottom of the bath after the completion of the dissolution processes was equal to: 1-K per = 0.49.

Рабочая масса MNi была равна:The working mass M Ni was equal to:

Figure 00000013
Figure 00000013

где Кпер=0,51where K lane = 0.51

Рц=6,8 г/см3 R c = 6.8 g / cm 3

Нв=250 смN in = 250 cm

πrt 2=3,14×(3,2)2 см2=32,15 см2.πr t 2 = 3.14 × (3.2) 2 cm2 = 32.15 cm 2 .

Было отмечено незначительное пыление никелевого порошка в процессе изготовления таблеток.Slight dusting of nickel powder was noted during tablet manufacturing.

Хлористый аммоний и хлористый цинк брали в соотношении 3:1. Флюс готовили из набора сухих солей (по массе слоя флюса): NH4Cl (79,8%) и ZnCl2 (26,6%). Готовили смесь из навески никелевого порошка и флюса (мас.%): навеска никелевого порошка - 54 г; флюс - 30 г, воск - 16 г. Смесь навески порошка никеля и флюса перемешивали и засыпали в пресс-форму. Прессовали смесь в заготовку 5 в виде усеченного конуса. Воск нагревали до температуры 95°С. Спрессованную в заготовку 5 смесь из навески порошка никеля и флюса устанавливали в отдельную форму, куда наливали жидкий воск для формирования наружной оболочки 4 вокруг заготовки 5. Форму с заготовкой 5 и оболочкой 4 охлаждали. В результате охлаждения оболочка затвердевала с образованием плотного, жесткого сцепленного с заготовкой 5 каркаса таблетки 1. Отмечено хорошее качество таблетки. Вес таблетки составил 100 граммов.Ammonium chloride and zinc chloride were taken in a ratio of 3: 1. The flux was prepared from a set of dry salts (by weight of the flux layer): NH 4 Cl (79.8%) and ZnCl 2 (26.6%). A mixture was prepared from a sample of nickel powder and flux (wt.%): A sample of nickel powder - 54 g; flux - 30 g, wax - 16 g. A mixture of a sample of nickel powder and flux was mixed and poured into the mold. The mixture was pressed into preform 5 in the form of a truncated cone. The wax was heated to a temperature of 95 ° C. The mixture of nickel and flux powder weighed into the preform 5 was placed in a separate mold, where liquid wax was poured to form the outer casing 4 around the preform 5. The preform 5 and casing 4 were cooled. As a result of cooling, the shell solidified with the formation of a dense, rigid tablet frame 1 adhered to the blank 5. Good quality of the tablet was noted. The weight of the tablet was 100 grams.

В процессе легирования изделия погружали в расплав цинка и получали гладкую, блестящую, равномерную структуру поверхности цинкуемых стальных изделий. Концентрация никеля в расплаве цинка была в пределах 0,05%. Расход таблеток на каждую тонну цинка составил 14 штук.During alloying, the products were immersed in a zinc melt and a smooth, shiny, uniform surface structure of zinc-coated steel products was obtained. The concentration of Nickel in the zinc melt was in the range of 0.05%. The consumption of tablets for each ton of zinc amounted to 14 pieces.

Пример 2 конкретного осуществления прямоугольной таблетки (второй вариант) размерами 6,4 см × 5,4 см.Example 2 of a specific implementation of a rectangular tablet (second option) with dimensions of 6.4 cm × 5.4 cm.

С помощью сит отбирали крупнозернистую фракцию порошка никеля с размерами частиц 100-150 мкм. Отбирали мелкозернистую фракцию с размерами частиц 5-10 мкм. С помощью лабораторных весов набирали навеску из фракций порошка никеля:Using sieves, a coarse fraction of nickel powder with a particle size of 100-150 μm was taken. A fine-grained fraction with a particle size of 5-10 μm was selected. Using a laboratory balance, a sample of fractions of nickel powder was collected:

- фракцию с размерами частиц 100-150 мкм в количестве 75% отвеса навески порошка никеля;- a fraction with particle sizes of 100-150 microns in an amount of 75% of a plumb batch of nickel powder;

- фракцию с размерами частиц 5-10 мкм в количестве от 25% от веса навески порошка никеля.- fraction with particle sizes of 5-10 microns in an amount of 25% by weight of a sample of nickel powder.

Определяли рабочую массу навески порошка никеля с учетом в ней доли массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля, используя установленный опытным путем коэффициент перехода Кпер=0,44.The working mass of the sample of nickel powder was determined taking into account the fraction of the mass of nickel particles deposited on the bottom of the bath, using the experimentally established conversion coefficient K per = 0.44.

Доля осаждаемой на дно ванны массы крупных частиц (100-300 мкм) никеляThe proportion of the mass of large particles (100-300 microns) of nickel deposited on the bottom of the bath

после завершения процессов растворения была равна 1-0,44=0,56.after completion of the dissolution processes was equal to 1-0.44 = 0.56.

Рабочая масса MNi была равна:The working mass M Ni was equal to:

Figure 00000014
Figure 00000014

где Кпер=0,44;where K per = 0.44;

Рц=6,8 г/см3;P c = 6.8 g / cm 3 ;

Нв=250 см;N in = 250 cm;

St пр.=6,4 см × 5,4 см=34,56 см2.S t ave . = 6.4 cm × 5.4 cm = 34.56 cm 2 .

Было отмечено наименьшее пыление никелевого порошка в процессе изготовления таблеток.The smallest dusting of nickel powder was noted during tablet manufacturing.

Хлористый аммоний и хлористый цинк брали в соотношении 3:1. Флюс готовили из набора сухих солей (по массе слоя флюса): NH4Cl (79,8%) и ZnCl2 (26,6%)). Готовили смесь из навески никелевого порошка и флюса (мас.%)): частицы никелевого порошка - 67 г; флюс - 20 г; воск - 13 г. Смесь навески порошка никеля и флюса тщательно перемешивали и засыпали в пресс-форму Прессовали смесь в заготовку 5 в виде усеченного конуса. Воск нагревали до температуры 95°С. Спрессованную в заготовку 5 смесь из навески порошка никеля и флюса устанавливали в отдельную форму, куда наливали жидкий воск для формирования наружной оболочки 4 вокруг заготовки 5. Форму с заготовкой 5 и оболочкой 4 охлаждали. В результате охлаждения оболочка затвердевала с образованием плотного, жесткого сцепленного с заготовкой 5 каркаса таблетки 1. После затвердевания оболочка 4 таблетки 1 проверялась на жесткость. Отмечено хорошее качество таблетки. Вес таблетки составил 100 граммов.Ammonium chloride and zinc chloride were taken in a ratio of 3: 1. The flux was prepared from a set of dry salts (by weight of the flux layer): NH 4 Cl (79.8%) and ZnCl 2 (26.6%)). A mixture was prepared from a sample of nickel powder and flux (wt.%)): Particles of nickel powder - 67 g; flux - 20 g; wax - 13 g. A mixture of a sample of nickel powder and flux was thoroughly mixed and poured into the mold. The mixture was pressed into the workpiece 5 in the form of a truncated cone. The wax was heated to a temperature of 95 ° C. The mixture of nickel and flux powder weighed into the preform 5 was placed in a separate mold, where liquid wax was poured to form the outer casing 4 around the preform 5. The preform 5 and casing 4 were cooled. As a result of cooling, the shell hardened with the formation of a dense, rigid tablet frame 1 adhered to the blank 5. After hardening, the shell 4 of tablet 1 was tested for rigidity. Good quality pills noted. The weight of the tablet was 100 grams.

В процессе легирования изделия погружали в расплав цинка и получали гладкую, блестящую, равномерную структуру поверхности цинкуемых стальных изделий. Концентрация никеля в расплаве цинка была в пределах 0,05%. Расход таблеток на каждую тонну цинка составил 15 штук.During alloying, the products were immersed in a zinc melt and a smooth, shiny, uniform surface structure of zinc-coated steel products was obtained. The concentration of Nickel in the zinc melt was in the range of 0.05%. The consumption of tablets for each ton of zinc amounted to 15 pieces.

Пример 3 конкретного осуществления прямоугольной таблетки (второй вариант) размерами 6,2 см × 6,0 см.Example 3 of a specific implementation of a rectangular tablet (second option) with dimensions of 6.2 cm × 6.0 cm

С помощью сит отбирали крупнозернистую фракцию порошка никеля с размерами частиц 250-300 мкм. Отбирали мелкозернистую фракцию с размерами частиц 10-20 мкм. С помощью лабораторных весов набирали навеску из фракций порошка никеля:Using sieves, a coarse fraction of nickel powder with a particle size of 250-300 μm was taken. A fine-grained fraction with a particle size of 10-20 μm was selected. Using a laboratory balance, a sample of fractions of nickel powder was collected:

- фракцию с размерами частиц 250-300 мкм в количестве 65% от веса навески порошка никеля;- fraction with particle sizes of 250-300 microns in an amount of 65% by weight of a sample of nickel powder;

- фракцию с размерами частиц 10-20 мкм в количестве от 35% от веса навески порошка никеля.- fraction with particle sizes of 10-20 microns in an amount of from 35% by weight of a sample of nickel powder.

Было отмечено наименьшее пыление никелевого порошка в процессе изготовления таблеток.The smallest dusting of nickel powder was noted during tablet manufacturing.

Флюс готовили из набора сухих солей (по массе слоя флюса): NH4Cl (79,8%) и ZnCl2 (26,6%). Хлористый аммоний и хлористый цинк брали в соотношении 3:1.The flux was prepared from a set of dry salts (by weight of the flux layer): NH 4 Cl (79.8%) and ZnCl 2 (26.6%). Ammonium chloride and zinc chloride were taken in a ratio of 3: 1.

Определяли рабочую массу навески порошка никеля с учетом в ней доли массы осаждаемых на дно ванны частиц никеля, используя установленный опытным путем коэффициент перехода Кпер=0,53.The working mass of the sample of nickel powder was determined taking into account the fraction of the mass of nickel particles deposited on the bottom of the bath using the experimentally established conversion coefficient K per = 0.53.

Доля осаждаемой на дно ванны массы крупных частиц (100-300 мкм) никеля после завершения процессов растворения была равна 1-0,53=0,47.The fraction of the mass of large particles (100-300 μm) of nickel deposited on the bottom of the bath after the completion of the dissolution processes was 1-0.53 = 0.47.

Рабочая масса MNi была равна:The working mass M Ni was equal to:

Figure 00000015
Figure 00000015

где Кпер=0,53;where K per = 0.53;

Рц=6,8 г/см3;P c = 6.8 g / cm 3 ;

Нв=250 см;N in = 250 cm;

St пр.=6,2 см × 6,0 см=37,2 см2.S t ave. = 6.2 cm × 6.0 cm = 37.2 cm 2 .

Готовили смесь из навески никелевого порошка и флюса (мас.%): частиц никелевого порошка - 60 г; флюса - 25 г, полимер - 15 г. Навеску порошка никеля и флюса тщательно перемешивали и засыпали в пресс-форму Прессовали смесь в заготовку 5 в виде усеченного конуса. Воск нагревали до температуры 95°С. Спрессованную в заготовку 5 смесь из навески порошка никеля и флюса устанавливали в отдельную форму, куда наливали жидкий воск для формирования наружной оболочки 4 вокруг заготовки 5. Форму с заготовкой 5 и оболочкой 4 охлаждали. В результате охлаждения оболочка затвердевала с образованием плотного, жесткого сцепленного с заготовкой 5 каркаса таблетки 1. После затвердевания оболочка 4 таблетки 1 проверялась на жесткость. Отмечено хорошее качество таблетки. Вес таблетки составил 100 граммов.A mixture was prepared from a sample of nickel powder and flux (wt.%): Particles of nickel powder - 60 g; flux - 25 g, polymer - 15 g. A portion of nickel and flux powder was thoroughly mixed and poured into the mold. The mixture was pressed into blank 5 in the form of a truncated cone. The wax was heated to a temperature of 95 ° C. The mixture of nickel and flux powder weighed into the preform 5 was placed in a separate mold, where liquid wax was poured to form the outer casing 4 around the preform 5. The preform 5 and casing 4 were cooled. As a result of cooling, the shell hardened with the formation of a dense, rigid tablet frame 1 adhered to the blank 5. After hardening, the shell 4 of tablet 1 was tested for rigidity. Good quality pills noted. The weight of the tablet was 100 grams.

В процессе легирования изделия погружали в расплав цинка и получали гладкую, блестящую, равномерную структуру поверхности цинкуемых стальных изделий. Концентрация никеля в расплаве цинка была в пределах 0,05%. Расход таблеток на каждую тонну цинка составил 13 штук.During alloying, the products were immersed in a zinc melt and a smooth, shiny, uniform surface structure of zinc-coated steel products was obtained. The concentration of Nickel in the zinc melt was in the range of 0.05%. The consumption of tablets for each ton of zinc was 13 pieces.

Результаты опытных испытаний таблетки в процессе горячего цинкования металлических изделий и примеры ее конкретного осуществления подтвердили снижение расхода никеля в процессе горячего цинкования металлических изделий при достаточно высоком уровне экологической безопасности окружающей среды.The results of pilot tests of the tablet in the process of hot-dip galvanizing of metal products and examples of its specific implementation have confirmed a decrease in nickel consumption in the process of hot-dip galvanizing of metal products with a sufficiently high level of environmental safety.

Claims (39)

1. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий, содержащая порошок никеля, частицы флюса, оболочку из воска или из полимера, отличающаяся тем, что навеска порошка никеля состоит из двух фракций: крупнозернистой - с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от массы навески, содержащей долю осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля, и мелкозернистой - с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от массы навески, при этом масса навески порошка никеля равна1. A tablet for doping zinc melt during hot galvanizing of metal products, containing nickel powder, flux particles, a wax or polymer shell, characterized in that the nickel powder sample consists of two fractions: coarse-grained - with particle sizes ranging from 100 to 300 microns in the amount of 65-75% of the mass of the sample containing the fraction of nickel particles deposited on the bottom of the galvanizing bath, and fine-grained - with particle sizes in the range from 5 to 20 microns in an amount of 25 to 35% by weight of the sample, while the mass of the sample nickel powder i am equal
Figure 00000016
Figure 00000016
где MNi - масса никеля в таблетке, г;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet, g; Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны цинкования, к общей массе навески порошка никеля;To lane is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the galvanizing bath to the total weight of a sample of nickel powder; Рц - плотность цинка, г/см3;R c - the density of zinc, g / cm 3 ; Нв - глубина ванны цинкования, см;N in - the depth of the galvanizing bath, cm; π r2 t - площадь круглой таблетки на поверхности ванны цинкования, см2,π r 2 t is the area of a round tablet on the surface of the galvanizing bath, cm 2 , причем доля массы осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля крупнозернистой фракции в навеске таблетки равна d=(1-Кпер), где d - доля массы осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля крупнозернистой фракции.moreover, the mass fraction of the coarse-grained fraction of nickel particles deposited onto the bottom of the galvanizing bath in the sample is equal to d = (1-K per ), where d is the mass fraction of the coarse-grained particles deposited onto the bottom of the galvanizing bath. 2. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 1, отличающаяся тем, что содержание компонентов таблетки составляет, мас.%:2. A tablet for doping zinc melt during the hot-dip galvanizing of metal products according to claim 1, characterized in that the content of the components of the tablet is, wt.%: частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 воскwax остальноеrest
3. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 1, отличающаяся тем, что содержание компонентов таблетки составляет, мас.%:3. A tablet for doping zinc melt during the hot-dip galvanizing of metal products according to claim 1, characterized in that the content of the components of the tablet is, wt.%: частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 полимерpolymer остальноеrest
4. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве частиц флюса она содержит набор хлористых солей.4. A tablet for doping zinc melt during the hot-dip galvanizing of metal products according to claim 1, characterized in that it contains a set of chloride salts as flux particles. 5. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий, содержащая порошок никеля, частицы флюса, оболочку из воска или из полимера, отличающаяся тем, что навеска порошка никеля состоит из двух фракций: крупнозернистой - с размерами частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от массы навески, содержащей долю осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля, и мелкозернистой - с размерами частиц в диапазоне от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от массы навески, при этом масса навески порошка никеля равна5. A tablet for alloying zinc melt during hot-dip galvanizing of metal products, containing nickel powder, flux particles, a wax or polymer shell, characterized in that the nickel powder sample consists of two fractions: coarse-grained - with particle sizes ranging from 100 to 300 microns in the amount of 65-75% of the mass of the sample containing the fraction of nickel particles deposited on the bottom of the galvanizing bath, and fine-grained - with particle sizes in the range from 5 to 20 microns in an amount of 25 to 35% by weight of the sample, while the mass of the sample nickel powder i am equal
Figure 00000017
Figure 00000017
где MNi - масса никеля в таблетке, г;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet, g; Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы никеля, растворенного в столбе цинка, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе, длиной, равной глубине ванны цинкования, к общей массе навески порошка никеля в прямоугольной таблетке;To per is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column, with a length equal to the depth of the galvanizing bath, to the total weight of a portion of nickel powder in a rectangular tablet; Рц - плотность цинка, г/см3;R c - the density of zinc, g / cm 3 ; Нв - глубина ванны цинкования, см;N in - the depth of the galvanizing bath, cm; St пр - площадь прямоугольной таблетки на поверхности ванны цинкования, см2,S t CR - the area of a rectangular tablet on the surface of the galvanizing bath, cm 2 , причем доля массы осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля крупнозернистой фракции в навеске таблетки равна d=(1-Кпер), где d - доля массы осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля крупнозернистой фракции.moreover, the mass fraction of the coarse-grained fraction of nickel particles deposited onto the bottom of the galvanizing bath in the sample is equal to d = (1-K per ), where d is the mass fraction of the coarse-grained particles deposited onto the bottom of the galvanizing bath. 6. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 5, отличающаяся тем, что содержание компонентов таблетки составляет, мас.%:6. A tablet for doping zinc melt during the hot-dip galvanizing of metal products according to claim 5, characterized in that the content of the components of the tablet is, wt.%: частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 воскwax остальноеrest
7. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 5, отличающаяся тем, что содержание компонентов таблетки составляет, мас.%:7. A tablet for alloying a zinc melt during hot-dip galvanizing of metal products according to claim 5, characterized in that the content of the components of the tablet is, wt.%: частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 полимерpolymer остальноеrest
8. Таблетка для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 5, отличающаяся тем, что в качестве частиц флюса она содержит набор хлористых солей.8. A tablet for doping zinc melt during hot-dip galvanizing of metal products according to claim 5, characterized in that it contains a set of chloride salts as flux particles. 9. Способ изготовления таблетки для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий, включающий смешивание навески порошка никеля, содержащего крупнозернистую и мелкозернистую фракции, с навеской частиц флюса, формирование из них заготовки с наружной оболочкой из воска или из полимера, отличающийся тем, что крупнозернистую фракцию таблетки готовят из частиц никеля с размерами от 100 до 300 мкм в количестве 65-75% от массы навески никеля, содержащей долю осаждаемых на дно ванны цинкования крупнозернистых частиц никеля, мелкозернистую фракцию таблетки готовят из частиц никеля с размерами от 5 до 20 мкм в количестве от 25 до 35% от массы навески порошка никеля, определяемой из условия получения концентрации никеля в пределах 0,05% согласно следующей зависимости:9. A method of manufacturing a tablet for alloying zinc melt during hot-dip galvanizing of metal products, comprising mixing a sample of nickel powder containing coarse and fine-grained fractions with a sample of flux particles, forming a workpiece from them with an outer shell of wax or polymer, characterized in that the coarse-grained fraction of the tablet is prepared from nickel particles with sizes from 100 to 300 μm in the amount of 65-75% of the weight of a nickel sample containing the proportion of coarse-grained particles deposited onto the bottom of the galvanizing bath nickel fine fraction tablets prepared from nickel particles with sizes ranging from 5 to 20 .mu.m in an amount of from 25 to 35% by weight of nickel powder sample, determined from the conditions for obtaining the nickel concentration in the range of 0.05% according to the following relationship:
Figure 00000018
Figure 00000018
где MNi - масса никеля в таблетке, г;where M Ni is the mass of Nickel in the tablet, g; Кпер - коэффициент перехода, представляющий собой отношение массы растворенного в столбе цинка никеля, обеспечивающей концентрацию 0,05% в этом столбе диаметром, равным диаметру таблетки, и длиной, равной глубине ванны цинкования, к общей массе навески порошка никеля;To lane is the transition coefficient, which is the ratio of the mass of nickel dissolved in a column of zinc, providing a concentration of 0.05% in this column with a diameter equal to the diameter of the tablet and a length equal to the depth of the galvanizing bath to the total weight of a sample of nickel powder; Рц - плотность цинка, г/см3;R c - the density of zinc, g / cm 3 ; Нв - глубина ванны цинкования, см;N in - the depth of the galvanizing bath, cm; St - площадь таблетки на поверхности ванны цинкования, см2,S t - tablet area on the surface of the galvanizing bath, cm 2 , причем долю массы осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля крупнозернистой фракции в навеске таблетки определяют согласно следующей зависимости: d=(1-Кпер), где d - доля массы осаждаемых на дно ванны цинкования частиц никеля крупнозернистой фракции.moreover, the mass fraction of the coarse-grained fraction of nickel particles deposited onto the bottom of the galvanizing bath in the sample of the tablet is determined according to the following relationship: d = (1-K per ), where d is the mass fraction of the coarse-grained particles deposited onto the bottom of the galvanizing bath. 10. Способ изготовления таблетки для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 9, отличающийся тем, что навеску частиц флюса таблетки готовят из компонентов, содержащих, мас.%:10. A method of manufacturing a tablet for alloying a zinc melt during the hot-dip galvanizing of metal products according to claim 9, characterized in that a sample of flux particles of the tablet is prepared from components containing, wt.%: частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 воскwax остальноеrest
11. Способ изготовления таблетки для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 9, отличающийся тем, что навеску частиц флюса таблетки готовят из компонентов, содержащих, мас.%:11. A method of manufacturing a tablet for alloying a zinc melt during the hot-dip galvanizing of metal products according to claim 9, characterized in that a sample of flux particles of a tablet is prepared from components containing, wt.%: частицы никелевого порошкаnickel powder particles 40-8040-80 частицы флюсаflux particles 15-3515-35 полимерpolymer остальноеrest
12. Способ изготовления таблетки для легирования расплава цинка в процессе горячего цинкования металлических изделий по п. 9, отличающийся тем, что в качестве частиц флюса используют набор хлористых солей.12. A method of manufacturing a tablet for alloying a zinc melt during hot-dip galvanizing of metal products according to claim 9, characterized in that a set of chloride salts is used as flux particles.
RU2016129565A 2016-07-19 2016-07-19 Tablet for hot dip galvanization of metal products (variants) and method of its preparation RU2647066C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129565A RU2647066C1 (en) 2016-07-19 2016-07-19 Tablet for hot dip galvanization of metal products (variants) and method of its preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129565A RU2647066C1 (en) 2016-07-19 2016-07-19 Tablet for hot dip galvanization of metal products (variants) and method of its preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016129565A RU2016129565A (en) 2018-01-24
RU2647066C1 true RU2647066C1 (en) 2018-03-13

Family

ID=61024041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016129565A RU2647066C1 (en) 2016-07-19 2016-07-19 Tablet for hot dip galvanization of metal products (variants) and method of its preparation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647066C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704148C1 (en) * 2019-02-26 2019-10-24 Александр Сергеевич Барабанов Method of briquette manufacturing for zinc melt alloying in the process of hot zinc coating
RU2827007C1 (en) * 2023-09-04 2024-09-19 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) Powdered nickel alloy for hot-dip galvanizing and method of its preparation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49111831A (en) * 1973-02-27 1974-10-24
JPH05271892A (en) * 1992-03-25 1993-10-19 Nisshin Steel Co Ltd Method for controlling galvanizing bath
WO2006123945A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Fletcher Building Holdings Limited Galvanising procedures
RO122497B1 (en) * 2007-04-26 2009-07-30 Uzinsider Engineering S.A. Process for hot galvanizing in nickel-microalloyed baths
RU2537415C1 (en) * 2013-11-08 2015-01-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Alloying briquette for steel deoxidation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49111831A (en) * 1973-02-27 1974-10-24
JPH05271892A (en) * 1992-03-25 1993-10-19 Nisshin Steel Co Ltd Method for controlling galvanizing bath
WO2006123945A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Fletcher Building Holdings Limited Galvanising procedures
RO122497B1 (en) * 2007-04-26 2009-07-30 Uzinsider Engineering S.A. Process for hot galvanizing in nickel-microalloyed baths
RU2537415C1 (en) * 2013-11-08 2015-01-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Alloying briquette for steel deoxidation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704148C1 (en) * 2019-02-26 2019-10-24 Александр Сергеевич Барабанов Method of briquette manufacturing for zinc melt alloying in the process of hot zinc coating
RU2827007C1 (en) * 2023-09-04 2024-09-19 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) Powdered nickel alloy for hot-dip galvanizing and method of its preparation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016129565A (en) 2018-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108866404B (en) Preparation method of large-size high-strength high-toughness 7000 series aluminum alloy round ingot
AU2007291957B2 (en) Metal-coated steel strip
WO2017154237A1 (en) HOT-DIP Al-PLATED STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING SAME
AU2014202539A1 (en) Low-lead bismuth-free silicon-free brass
CN103668186A (en) Titanium alloy laser cladding surface reinforcing method
RU2647066C1 (en) Tablet for hot dip galvanization of metal products (variants) and method of its preparation
JP4163232B2 (en) Hot-dip galvanized
WO2012081276A1 (en) Zinc-based alloy shot
CN108384998A (en) 3003 alloy half-hard state Strip processing technologys
CN103924123A (en) Low-Al hot-dipped Zn-Al-Mg-Si alloy and its preparation method
KR20190078902A (en) Hot dip zinc alloy plated steel sheet having high slippage and the method of the same
CN104263978B (en) A kind of new application of zinc sulphide
RU2704148C1 (en) Method of briquette manufacturing for zinc melt alloying in the process of hot zinc coating
Paixão et al. Zn additions modifying microstructure, thermal parameters and cytotoxicity of Sn-0.7 Cu eutectic solder alloys
CN106480337A (en) Zinc-aluminum-magnesium alloy for hot dipping and manufacturing method thereof
Radu et al. Research on obtaining and characterization of zinc micro-alloyed with bismuth coatings
JP2013000814A (en) Zinc-base alloy shot
KR20200102464A (en) Hot-dip aluminum plated steel sheet and its manufacturing method
Ditze et al. Strip casting of magnesium with the single‐belt process
KR101568527B1 (en) HOT DIP Zn-BASED ALLOY COATING BATH AND HOT DIP Zn-BASED ALLOY COATED STEEL SHEET
CN102146536A (en) High-corrosion resistant zinc-based complex alloy and smelting preparation process thereof
RU2440868C1 (en) Flux for protective coat of brass melt
CN109652794A (en) A kind of WC-Ni hard alloy coating that powder-feeding laser melting-painting is synthetically prepared
JPS60190539A (en) Manufacture of zinc alloy for blasting
RU2684132C1 (en) Flux for protective coat of brass melt

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190326

Effective date: 20190326

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200720

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220302