RU2666389C1 - Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС - Google Patents
Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666389C1 RU2666389C1 RU2017123783A RU2017123783A RU2666389C1 RU 2666389 C1 RU2666389 C1 RU 2666389C1 RU 2017123783 A RU2017123783 A RU 2017123783A RU 2017123783 A RU2017123783 A RU 2017123783A RU 2666389 C1 RU2666389 C1 RU 2666389C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shs
- reactor
- strip
- products
- grinding
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 21
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 15
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/18—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by using pressure rollers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/23—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces involving a self-propagating high-temperature synthesis or reaction sintering step
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к изготовлению порошковых тугоплавких продуктов СВС. Способ включает получение уплотненной профилированной полосы из шихты для СВС путем ее пропускания через прокатный стан, проведение СВС полученной профилированной полосы в открытом с двух противоположных торцов проточном реакторе путем химического воспламенения полосы на входе в реактор и непрерывного горения полосы при движении полосы внутри реактора с обеспечением охлаждения полученных тугоплавких продуктов СВС, измельчение полученных тугоплавких продуктов СВС в измельчающем валковом стане. Обеспечивается производство порошковых тугоплавких продуктов СВС в непрерывном технологическом цикле. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к производству порошковых тугоплавких соединений методом СВС.
Наиболее эффективно оно может быть использовано для создания автоматизированных предприятий по изготовлению порошковых тугоплавких продуктов с непрерывным производственным циклом.
Известен традиционный способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов, включающий следующие операции: смешение шихты; компактирование (таблетирование) заготовок, загрузка заготовок в реактор, инициирование процесса СВС электроспиралью; охлаждение ПС; измельчение ПС до рабочего (порошкового) состояния в шаровой мельнице [1, 2].
Недостаток способа заключается в том, что, несмотря на кратковременность процесса синтеза, который продолжается всего несколько секунд, общее время производства порошковых тугоплавких продуктов может составить десятки часов. Это связано с длительностью подготовительных, промежуточных и концевых операций. В частности, скорость остывания ПС может составить 10-4-10-3 град/сек) [3], в результате чего время охлаждения даже небольшого реактора для синтеза 2,5 кг продукта составляет 1,5-2 часа и он может быть запущен всего два раза в смену (при времени синтеза в несколько секунд) [1]. Кроме того, инициирование процесса СВС электроспиралью усложняет технологический процесс, так как в случае отказа воспламенения необходима разборка реактора для ее замены.
Поэтому основной проблемой в данном направлении является отсутствие разработок технологического процесса для автоматизированного изготовления порошковых СВС-продуктов с непрерывным производственным циклом. Несмотря на то, что это является проблемой в течение нескольких десятков лет [4], практически не рассматривалась даже концепция создания такого производства. В качестве возможного варианта, обеспечивающего повышение цикличности операций «загрузка шихты - выгрузка продуктов синтеза» (без изменения времени осуществления операций охлаждения и измельчения ПС была предложена установка "карусельного" типа, состоящая из нескольких (двенадцати) реакторов, в которой загрузка шихты осуществляется в первом реакторе, а выгрузка продуктов синтеза - в последнем реакторе. Реакторы, работа которых осуществлялась на промежуточных этапах (от второго до одиннадцатого) находятся, на холостом ходу, так как на них, практически, осуществляется одна и та же операция - охлаждение продуктов синтеза. Кроме того, реактор не может быть запущен повторно в случае отказа воспламенения электроспиралью, так как для замены ее необходимо осуществить разборку и повторную сборку реактора.
Известны также усовершенствованные способы и виды оборудования, обеспечивающие сокращение продолжительности технологических операций (теплогенерирующий реактор, работа которого основана на охлаждении продуктов синтеза газообразным хладагентом (азотом), продуваемым через сквозные каналы в них, изготовление прокаткой тонких профилированных заготовок для обеспечения сквозных каналов в блоках из пластин уплотненной шихты, измельчение продуктов синтеза (ПС) прокаткой, химическое воспламенение шихты путем подачи на нее фтористого окислителя массой ~ 1 мг, что обеспечивает возможность осуществления многократных запусков реактора.
Недостатком является то, что операции являются дискретными, выполняются независимо друг от друга, (не синхронизированы между собой), причем времена осуществления каждой операции существенно отличаются, поэтому они не могут быть объединены в единый технологический процесс с непрерывным производственным циклом.
Известен также проект валкового СВС-реактора для изготовления порошковых продуктов синтеза в режиме непрерывного горения. Работа реактора заключается в самоподаче (самотеком) струи СВС-шихты из бункера к валкам реактора, воспламенение шихты между бункером и валками и измельчение образующихся продуктов синтеза в валках, вращающихся с рассогласованием окружных скоростей. Недостатком реактора является ненадежность работы вследствие возможности перехода горения по струе СВС-шихты внутрь бункера.
Тем не менее, вопрос о возможности изготовления порошковых продуктов в режиме непрерывного горения оставался проблемным.
Анализ способов и устройств для осуществления процесса изготовления порошковых тугоплавких продуктов методом СВС с непрерывным производственным циклом не выявлено.
Проблемой изобретения является длительность времени технологического процесса при создании автоматизированных производств по изготовлению порошковых тугоплавких продуктов методом СВС.
Технический результат от использования изобретения заключается в объединении разрозненных дискретных технологических операций в единый технологический процесс (синхронизация операций между собой), обеспечивающий возможность создания автоматизированного производства по изготовлению порошковых тугоплавких соединений с непрерывным технологическим циклом.
Это достигается тем, что,
в способе изготовления порошковых тугоплавких продуктов в режиме непрерывного горения, заключающимся в осуществлении операций смешения СВС-шихты, загрузки ее в бункер прокатного стана, образования в прокатном стане уплотненной профилированной полосы, подачи ее в прямоугольный двустенный, открытый с двух противоположных торцов, реактор, воспламенения уплотненной прокатанной полосы на входе в реактор, непрерывного синтеза и охлаждения синтезированного продукта при движении полосы, внутри реактора, подачи синтезированного продукта в валки измельчающего стана, измельчения продуктов синтеза в валках измельчающего стана и выгрузки измельченного порошка для дальнейшего использования, причем все дискретные операции объединены друг с другом (синхронизированы между собой) путем введения в технологический процесс операции непрерывного синтеза порошковых тугоплавких продуктов в проходном реакторе.
Существенность признаков, обеспечивающих решение поставленной проблемы, обусловлена следующими причинами:
- осуществление синтеза и охлаждения ПС в проточном реакторе обеспечивает синхронизацию между собой всех технологических операций, что является обязательным условием изготовления порошковых тугоплавких ПС в режиме непрерывного горения и разработки автоматизированных производств с непрерывным технологическим циклом;
- образование уплотненной профилированной заготовки в виде полосы из СВС-шихты и сохранность профиля при синтезе продукта в процессе движения ее внутри полости реактора, а также наличие перфорированных отверстий на внутренних стенках реактора обеспечивают возможность охлаждения синтезируемой полосы со стороны верхней и нижней ее поверхностей;
- размещение датчика пламени с входной стороны реактора и наличие устройства, регулирующего скорость вращения валков обеспечивает изменение скорости подачи прокатываемой пластины в зависимости от скорости горения уплотненной полосы шихты в реакторе, что предотвращает распространение процесса горения в загрузочный бункер путем подачи сигнала на устройство для регулирования скорости вращения валков прокатного стана;
- выполнение измельчающего станы четырехвалковым обеспечивает интенсифицирование процесса измельчения ПС за счет повторной прокатки;
- использование химического метода воспламенения шихты обеспечивает дистанционное (без контактирования воспламеняющего устройства с шихтой) инициирование процесса СВС.
Результаты испытаний
Для оценки эффективности предложенного способа в таблице 1 приведены результаты сопоставительных испытаний по оценке времени осуществления операций охлаждения и измельчения ПС по дискретной и интенсивной технологиям.
По результатам анализа эффективности технологических операций следует, что в случае объединения интенсивных технологических операций друг с другом (синхронизации между собой) может обеспечить сокращение технологического и производственного цикла не менее, чем в 10 раз.
Результаты испытаний в табл. 1 показывают, что при сокращении времени охлаждения и времени измельчения ПС длительность технологического цикла может сократиться не менее чем в 10 раз, что обуславливает возможность создания автоматизированного производства с непрерывным производственным циклом.
Таким образом, предложенное научно-техническое решение в условиях описываемых примеров обеспечивает решение поставленной проблемы, достижение заявленных целей и других преимуществ, подтверждающих возможность изготовления порошковых тугоплавких СВС-соединений с непрерывным производственным циклом.
Несмотря на то, что для раскрытия изобретения использовался предпочтительный вариант его осуществления, могут быть сделаны изменения в деталях его осуществления для достижения требуемых результатов.
Список литературы
1. В.К. Прокудина, В.И. Ратников, В.М. Маслов, И.П. Боровинская, А.Г. Мержанов, Ф.И. Дубовицкий. Технология карбида титана. В кн.: Процессы горения в химической технологии и металлургии. Под ред. А.Г. Мержанова, Черноголовка, 1975, с. 136-141.
2. Измельчение карбида титана в шаровых мельницах / В.М. Бунин, В.И. Торбов, В.М. Маслов, Л.Ф. Микулинская // Исследование твердых сплавов: Тематический сборник научных трудов. - М., Металлургия, 1991, - с. 92-97.
3. А.Г. Мержанов. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и порошковая металлургия: единство целей и конкуренция принципов. В кн. Процессы горения и синтез материалов. Под ред. В.Т. Телепы, А.В. Хачояна. Черноголовка, издательство ИСМАН, 1998, с. 70-121.
4. А.Г. Мержанов. Проблемы технологического горения. В сб: Процессы горения в химической технологии и металлургии. Под ред. А.Г. Мержанова, Черноголовка, 1975.
Claims (1)
- Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС, включающий получение уплотненной профилированной полосы из шихты для СВС путем ее пропускания через прокатный стан, проведение СВС полученной профилированной полосы в реакторе с получением тугоплавких продуктов СВС, измельчение полученных тугоплавких продуктов СВС, отличающийся тем, что СВС полученной профилированной полосы ведут в открытом с двух противоположных торцов проточном реакторе путем химического воспламенения полосы на входе в реактор и непрерывного горения полосы при движении полосы внутри реактора с обеспечением охлаждения полученных тугоплавких продуктов СВС, при этом измельчение полученных тугоплавких продуктов СВС ведут в измельчающем валковом стане.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123783A RU2666389C1 (ru) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123783A RU2666389C1 (ru) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666389C1 true RU2666389C1 (ru) | 2018-09-07 |
Family
ID=63459778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017123783A RU2666389C1 (ru) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666389C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054376C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1996-02-20 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения тугоплавких неорганических соединений в режиме горения |
| RU2069175C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1996-11-20 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения тугоплавких неорганических соединений в режиме горения |
| RU2163180C1 (ru) * | 2000-02-28 | 2001-02-20 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" | Способ получения тугоплавких порошковых продуктов |
| WO2004028726A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-04-08 | University Of Rochester | Method and apparatus for the manufacture of high temperature materials by combustion synthesis and semi-solid forming |
| RU2277031C2 (ru) * | 2004-06-04 | 2006-05-27 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук | Способ получения неорганических материалов в режиме горения |
-
2017
- 2017-07-06 RU RU2017123783A patent/RU2666389C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054376C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1996-02-20 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения тугоплавких неорганических соединений в режиме горения |
| RU2069175C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1996-11-20 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения тугоплавких неорганических соединений в режиме горения |
| RU2163180C1 (ru) * | 2000-02-28 | 2001-02-20 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" | Способ получения тугоплавких порошковых продуктов |
| WO2004028726A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-04-08 | University Of Rochester | Method and apparatus for the manufacture of high temperature materials by combustion synthesis and semi-solid forming |
| RU2277031C2 (ru) * | 2004-06-04 | 2006-05-27 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук | Способ получения неорганических материалов в режиме горения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104195399B (zh) | 一种高纯钒铝合金及其制备方法 | |
| CN109020265A (zh) | 一种空气高温预热工艺提高轻烧菱镁矿产品高收率方法 | |
| CN102925722A (zh) | 电铝热法冶炼钒铝合金的方法 | |
| WO2011034195A1 (ja) | フェロコークスの製造方法 | |
| WO2009037982A1 (ja) | 高温還元鉄を用いたホットブリケットアイアンの製造方法並びにそのための熱間成形用還元鉄の温度制御方法及び装置 | |
| RU2666389C1 (ru) | Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС | |
| CN101983806B (zh) | 一种钨基高比重合金薄板的制备方法 | |
| CN103803567B (zh) | 黑滑石煅烧增白连续生产装置及其生产工艺 | |
| CN103773949A (zh) | 镍铁冶炼回转窑直接还原方法 | |
| CN101792846A (zh) | 一种含稀土钢铁变质剂及其制备方法 | |
| RU2675883C2 (ru) | Способ и устройство для изготовления гранулята | |
| RU2665669C1 (ru) | Линия для изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС | |
| DE102014115325A1 (de) | Verfahren und Zusammensetzung für die Herstellung von Ferromangan, inbesondere Ferromangan von niedrigem Kohlenstoffgehalt | |
| CN103038370B (zh) | 烧结用原料的制造方法 | |
| CN102424644A (zh) | 一种优质膨化硝酸铵及其制备方法 | |
| CN103627834A (zh) | 一种钛铁矿直接还原提铁生产钛渣的新工艺 | |
| Bazhin et al. | The effect of mechanical treatment on the phase formation of the synthesized material based on molybdenum disilicide | |
| CN102010985A (zh) | 一种环烧机-矿热炉添加红土镍矿冶炼镍铁的方法 | |
| CN103038368B (zh) | 烧结用原料的制造方法 | |
| RU2698000C1 (ru) | Способ получения окатышей | |
| RU185621U1 (ru) | Валковый реактор для синтеза тугоплавких соединений в режиме непрерывного горения | |
| CN112694270A (zh) | 钢渣在线调质系统及其生产方法 | |
| WO2016208435A1 (ja) | フェロコークスの製造方法 | |
| CN109485280B (zh) | 一种环保型水泥熟料制造工艺 | |
| RU2665852C1 (ru) | Способ изготовления порошковых тугоплавких продуктов СВС и устройство для его осуществления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200707 |