RU2775018C1 - Способ получения вязаных сеток из сплава на основе палладия - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу производства вязаных сеток из сплавов на основе палладия для улавливания платины и родия, улетучивающихся с сеток на основе платины в процессе каталитического окисления аммиака при получении азотной кислоты и гидроксиламинсульфата. Осуществляют совместную подачу проволоки с волокном в вязальную машину, получение сетки и последующее удаление волокна. На отожженную проволоку диаметром 0,75-2,00 мм наносят сплошным равномерным слоем медное покрытие толщиной 0,8-5 мкм. Из нее волочением получают проволоку диаметром 50-200 мкм с толщиной покрытия 0,1-1,0 мкм. Полученную из такой проволоки сетку направляют на операцию растворения медного покрытия. Обеспечивается снижение абразивного износа поверхности крючков игл и носиков нитеводителей о поверхность проволоки при взаимном контакте. 7 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к получению катализаторов, а именно к способу производства вязаных сеток из сплавов на основе палладия для улавливания платины и родия, улетучивающихся с платиноидных сеток в процессе каталитического окисления аммиака при получении азотной кислоты и гидроксиламинсульфата.

Улавливающие сетки на основе палладия располагаются ниже по ходу движения газа под катализаторными сетками на основе платины и улавливают возгоняющиеся платину и родий с катализаторных сеток, а также доокисляют непрореагировавший на катализаторных сетках аммиак.

Используемые в азотной промышленности улавливающие сетки тканой структуры хорошо зарекомендовали себя при высокотемпературном окислении аммиака и подробно описаны в российском патенте № RU 2154020. Наибольшее применение улавливающие сетки получили в агрегатах производства азотной кислоты при среднем давлении 2,5-6,5 атм. Тем не менее указанные сетки имеют ряд существенных недостатков при их производстве и эксплуатации. При производстве улавливающих сеток из проволок на основе палладия от 85% до 97% на ткацких станках требуется не менее 30-40 кг палладия для навивки основы проволоки на вал станка, что приводит к высоким расходам по содержанию палладия в незавершенном производстве. Также при изготовлении сеток круглой формы из тканого полотна прямоугольной формы возникает большое количество отходов до 40% в виде обрезков от раскроя, это повышает трудозатраты по производству большего количества проволоки на основе палладия и увеличивает потери палладия, образующиеся при изготовлении проволоки и при пирометаллургическом рафинировании отходов раскроя. В свою очередь в процессе эксплуатации тканые улавливающие сетки подвержены механическим и термическим нагрузкам, которые вследствие низкой пластичности тканых сеток, разрушают структуру сетки и приводят к дополнительным механическим потерям платиновых металлов в виде фрагментов проволоки и, как следствие, к снижению срока службы. При анализе на растровом электронном микроскопе поверхности отработавших тканых улавливающих сеток обнаружены «затененные» места в перекрестиях проволок, которые не улавливают платину и родий, в результате чего снижается улавливающая способность сеток.

С учетом указанных выше недостатков при производстве и эксплуатации тканых улавливающих сеток, наиболее перспективным решением является описанный в предлагаемом изобретении способ производства вязаных улавливающих сеток на основе палладия с объемной структурой, с высокой пластичностью и требуемой формы.

Известен способ получения газопроницаемых сеток из благородных металлов без использования вспомогательного волокна для каталитических процессов по патенту № RU 2017520. Недостатком известного способа является невозможность изготовления вязаной улавливающей сетки из проволоки на основе палладия диаметром 50-150 мкм по причине высоко абразивного износа поверхности игл и нитеводителей при контакте с оксидами палладия на поверхности проволоки, образовавшихся при отжиге проволоки, а также недостаточности натяжения и упругости полотна в процессе вязания для формирования стабильной петельной структуры без дефектов вязания вследствие высокого трения между проволоками на основе палладия и между проволоками и иглами.

С целью снижения износа игл при трении о поверхность проволоку в патенте № RU 2682264 описан метод упрочнения инструментов для текстиля, в частности, игл путем применения термической и химической обработки поверхности крючка иглы. В патенте № DE19936082 описаны способы хромирования, т.е. нанесение покрытия хрома на крючок иглы. Тем не менее данные способы недостаточно эффективны для снижения абразивного износа поверхности иглы при трении о поверхность проволоки с оксидами палладия, образующимися при отжигах в процессе получения проволоки на основе палладия. В данном случае оксиды палладия на поверхности проволоки выполняют роль абразивного материала, который быстро истирает тонкий слой на поверхности иглы после термической или химической обработки, а также быстро удаляет тонкий слой хрома на поверхности иглы после хромирования.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому объекту изобретения является способ производства вязаных сеток в виде чулка из проволок драгоценных металлов с совместным использованием вспомогательных нитей из натуральных или искусственных волокон на кругловязальных машинах для каталитического окисления аммиака и улавливания платиновых металлов, детально описанный в европейской патентной заявке № EP 0364153. При указанном способе производства сеток на кругловязальных машинах изготавливается сетчатое полотно прямоугольной формы. Способ не позволяет получить сразу после вязания сетку заданной формы, например, круглой. При этом производство сеток осуществляется с применением отожженной проволоки с высокой пластичностью, что исключает покрытие данной проволоки быстро удаляемыми и, как правило, легко окисляемыми антифрикционными материалами, например, медью для снижения трения проволоки об иглы, носик нитеводителя и другие детали машины, так как при отжиге проволоки даже в защитной среде медное покрытие легко окисляется и отслаивается от поверхности проволоки. В свою очередь, нанесение медного покрытия равномерным сплошным слоем на отожженную проволоку конечного диаметра 50-150 мкм с сохранением ее механических свойств осложнено, малой площадью контакта поверхности проволоки с раствором, содержащим медь, который приводит к неравномерному и несплошному нанесению медного покрытия, а также неконтролируемым удлинением проволоки при ее движении в натяг в ванне с раствором, приводящим к снижению пластичности и повышению обрывности проволоки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предполагаемое изобретение является снижение абразивного износа поверхности крючков игл и носиков нитеводителей о поверхность проволоки при взаимном контакте.

Заданный технический результат достигается следующей совокупностью существенных признаков: в известном способе получения вязаных сеток из сплава на основе палладия, включающем совместную подачу проволоки с натуральным или синтетическим волокном в вязальную машину, получение сетки и последующее удаление волокна, согласно изобретению, на отожженную проволоку диаметром 0,75-2,00 мм наносят сплошным равномерным слоем медное покрытие толщиной 0,8-5 мкм, из которой волочением получают проволоку диаметром 50-200 мкм с толщиной покрытия 0,1-1,0 мкм, полученную из такой проволоки сетку направляют на операцию растворения медного покрытия.

Также в частных случаях осуществления изобретения в дополнении к упомянутым существенным признакам, возможно использование следующих признаков:

- маршруты заправки и движения волокна и проволоки изолированы друг от друга и встречаются только в носике нитеводителя при одновременной их совместной подаче к иглам;

- по ходу движения от места подачи проволоки с катушек и волокна от бобин до места петлеобразования на иглах, упомянутые проволока с волокном контактируют только с керамическими деталями;

- упомянутые керамические детали используют детали в виде трубок;

- используют проволоку с содержанием никеля или вольфрама 1-20 мас. %;

- используют проволоку с содержанием родия в количестве 0,5-5,0 мас. %

- полученная проволока диаметром 50-200 мкм имеет временное сопротивление разрыву 550-1200 Н/мм² и относительное удлинение 0,8-6,0%;

- проволоку совместно с натуральным или синтетическим волокном подают вязальную машину классом от 8 до 28 (количество игл на 1 дюйм).

Сущность способа заключается в следующем.

С целью исключения абразивного износа поверхности крючков игл и носиков нитеводителей об оксиды палладия на поверхности проволоки, образовавшиеся при отжигах, на предварительно отожженную проволоку на основе палладия диаметром 0,75-2,00 мм наносится сплошным равномерным слоем медное покрытие толщиной 0,8-5 мкм в зависимости от диаметра проволоки. Далее, из покрытой медью проволоки с помощью волочения с использованием смазывающей охлаждающей жидкости при комнатной температуре без промежуточных отжигов, для исключения окисления и отслоения медного покрытия, получают проволоку конечного диаметра 50-200 мкм с толщиной покрытия 0,1-1,0 мкм в зависимости от диаметра проволоки.

С целью исключения обрывов и расщепления волокна маршруты заправки и движения волокна и проволоки изолированы друг от друга и встречаются только в носике нитеводителя при одновременной их совместной подаче к иглам.

По ходу движения с места подачи проволоки с катушек и волокна с бобин до места петлеобразования на иглах, с проволокой и волокном контактируют только керамические детали, что обеспечивает снижение трения ввиду того, что поверхность керамических деталей на порядок тверже и имеют в 2-3 раза меньшую шероховатость по сравнению с применяемыми в вязальных машинах пластиковыми и металлическими деталями.

Исполнение керамических деталей в виде трубок позволяет исключить расщепления волокна, а также снижает абразивный износ поверхности деталей.

Использование палладиевой проволоки с никелем, вольфрамом или родием в обозначенных количествах придают сетке жаропрочность, что позволяет снизить механические потери проволок сеток при эксплуатации.

Для соблюдения режимов вязания сеток объемной структуры произведенная проволока должна быть равномерного золотисто-розового цвета меди, подтверждающего наличие на поверхности проволоки сплошного медного покрытия, иметь временное сопротивление разрыву 550-1200 Н/мм² и относительное удлинение 0,8-6,0%.

Пример 1. На отожженную проволоку из сплава ПдН-5 (95% палладия и 5% никеля) диаметром 0,80 мм нанесли сплошным слоем медное покрытие толщиной 0,8 мкм, из которой волочением получили проволоку диаметром 76 мкм с относительным удлинением 1,5-2% и с толщиной медного покрытия 0,1 мкм. Полученную проволоку и волокно заправили по разным изолированным с помощью керамических деталей маршрутам в вязальную машину класса №14 (14 игл на 1 дюйм), которые сходятся в носике нитевода, и произвели вязаную сетку круглой формы диаметром 1650 мм с объемным плетением, далее сетку направили на операции растворения волокна и медного покрытия. Готовая сетка объемную структуру плетения «производный ластик» имела толщину 1,8-2,0 мм, общее удлинение на разрыв 10-15% и удельный вес 360-400 г/м². Износ игл на вязальной машине не наблюдался, качество полотна соответствовало требованиям нормативной документации, по сравнению с полотном, полученным без использования защитного покрытия. Полученная вязаная сетка успешно прошла промышленные испытания на агрегате среднего давления УКЛ-7 с внутренним диаметром контактного аппарата 1600 мм.

Пример 2. На отожженную проволоку из сплава ПдРдН-1-5 (94% палладия, 5% вольфрама и 1% родия) диаметром 2,0 мм нанесли сплошным слоем медное покрытие толщиной 4,0 мкм, из которой волочением получили проволоку диаметром 160 мкм с относительным удлинением 3,5-4,0% и с толщиной медного покрытия 0,9 мкм. Полученную проволоку и волокно заправили по разным изолированным с помощью керамических деталей маршрутам в вязальную машину класса №12 (12 игл на 1 дюйм) и произвели вязаную сетку круглой формы диаметром 1950 мм, далее сетку направили на операции растворения волокна и медного покрытия. Готовая сетка имела объемную структуру плетения «производная гладь» с толщиной 1,0-1,2 мм, общее удлинение на разрыв 12-17% и удельный вес 780-820 г/м². Полученная вязаная сетка прошла промышленные испытания на агрегате среднего давления УКЛ-7 с внутренним диаметром контактного аппарата 1850 мм.

Claims (8)

1. Способ получения вязаных сеток из сплава на основе палладия, включающий совместную подачу проволоки с волокном в вязальную машину, получение сетки и последующее удаление волокна, отличающийся тем, что на отожженную проволоку диаметром 0,75-2,00 мм наносят сплошным равномерным слоем медное покрытие толщиной 0,8-5 мкм, из которой волочением получают проволоку диаметром 50-200 мкм с толщиной покрытия 0,1-1,0 мкм, полученную из такой проволоки сетку направляют на операцию растворения медного покрытия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что маршруты заправки и движения волокна и проволоки изолированы друг от друга и встречаются только в носике нитеводителя при одновременной их совместной подаче к иглам.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по ходу движения от места подачи проволоки с катушек и волокна от бобин до места петлеобразования на иглах упомянутые проволока с волокном контактируют только с керамическими деталями.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют детали в виде керамических трубок.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют проволоку с содержанием никеля или вольфрама 1-20 мас.%.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют проволоку с содержанием родия в количестве 0,5-5,0 мас.%.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученная проволока диаметром 50-200 мкм имеет временное сопротивление разрыву 550-1200 Н/мм² и относительное удлинение 0,8-6,0%.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проволоку совместно с натуральным или синтетическим волокном подают вязальную машину классом от 8 до 28 (количество игл на 1 дюйм).