SU1048981A3 - Способ получени карбида металла и печь дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

It Способ получени  карбида металла, преимушеств аино карбида алюмини , включающий агломерирование смеси порошков оксида и углеродсодержащего материгша, обжиг при косвенном нагреве и последующую термообработку при нерперывном движении агломератов, отличающ и и с   тем, что с целью сокращени  энергозатрат и обеспечени  равномерности нагрева, на агломераты предва рительно нанос т слой углеродсодержащего материгша и термообработку ведут при 1950-2050 С пропусканием электрического тока через агломераты. 2. Печь дл  получени  карбида металла, содержаща  ёертикгшьную огнеупорную шахту с последовательно размещенными в ней камерой дл  обжига и высокотемпературной камерой с электродами, отличающа iC   тем, что, с целью сокращени  энергозатрат и обеспечени  равномерности нагрева, в стенкак камеры дл  обжига выполнены каналы дл  подачи газового теплоносител  1 высокотемпературна  камера в ыполнена . расшир ющейс  книзу, один из электродов установлен в поду по центру и другие - в боковых стенках высокотемпературной . 4 эо ;о эо

Description

Изобретение относитс  к порошково металлургии, в частности к способам получени  карбидов из трудновосстанавЛиваемый окислов металлов, и может быть использовано дл  получени  карбида алюмини ,  вл ющегос  . промежуточным продуктом дл  получени  алюмини  в металлургии.

Известен способ получени  карбидо из зысокоэнтальпийных оксидов путем гранулировани - оксид -металла, окружени  его углеродсодержащим матери ,алом и нагрева до температуры воестановлени  в печах сопротивлени  L UНедостатком этого способа  вл етс  невозможность организации непрерывного процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс  способ получени  карбида металла, включающий агломерирование nopoiuKoo6 разной смеси,оксида карбидообразующе го материала с сажей или графитом, обжиг и восстановление агломератов до 1500-21ОО С при косвенном нагреве и непрерьшном движении их при введении нереакционноспосрбного (газа в поток агломератов и охлаждение про,« дукта до температуры ниже 400С 2.

Недостатком известного способа  вл етс  большой расход электроэнергии , св занный с тем, что, при кос венном нагреве при восстан овлении карбида имеет место рассе ние тепла из-за теплопроводности и нежелательное тепловое излучение,

.Наиболее близкЪй к предлагаемой печи  вл етс  печь дл  термообработки углеродсодержсцдих материалов, содержаща  вертикалюную огнеупорную шахту с последовательно размещенными в ней камерой предварительного нагре ва и обжига и высокотемпературной камерой с вертикальными электродами, установленными в верхней части камеры 13 .

Недостатками устройства  вл ютс  неравномерность нагрева реакционной шихты, привод ща  к неполному восстановлению , а также больиюй расход электроэнергии, св занный с верти.. кальным положение электродов, обеспб чивакхцим нагрев в камере предвари тельного нагрева.

. Цель изобретени  - сокращение энергозатрат и обеспечение равномерности нагрева. . .

Поставленна  цель достигаетс  тем, 4fo смесь оксида алюмини  и . углеродсодержащего материала аг омерируют , на агломераты нанос т слой углеродсодержащего материала, подвергают обжигу при косвенном нагреве и затем термообработке при 1950-: пропусканием электрического тока через непрерывно движущиес  агломераты. .

Отличие предло кенного способа заключаетс  в том, что предварительн на агломераты нанос т слой углеродсодержащего материала и термообработку провод т при 1950-20. путем пропускани  электрического тока через агломераты.

Печь дЛ  получени  карбида металла содержит вертикальную огнеупор ную шахту с последовательно размещеннымы в ней камерой дл  обжига, в стенках которой выполнены каналы дл  подачи газового теплоносител , и высокотемпературной камерой, выполненной расшир ющейс  книзу с электродами, один.из которых установлен в поду по центру, а другие в боковых стенках высокотемпературной камеры.

.Отличие предлагаемой печи состоит в том, что в стенках камеры дл  обжига выполнены каналы дл  подачи газового теплоносител , а высокотемпературна  камера выполнена расшир иицейс  книзу, один из электродов установлен в поду по центру, и другие - в боковых стенках высокотемпературной камеры, ,

Нанесение на агломераты сло  углеродсодержащего материала позвол ет ос вдествить Непосредственный нагрев агломератов путем пропускани  электрического тока червз углеродсодержащее покрытие, при этом не происходит рассеивани  и излучени  тепла, что,позвол ет сократить энергетические затраты на 20-30%. Друга  функци  сло  - служить компактной прочной оболочкой, внутри которой происходит процесс восстановлени  с обрат зованием карбида. Этот процесс восстановлени  св зан с существенными изменени ми объема и массы, однако благодар  прочности обожженной родной оболочки нагрев путем пропускани  тока не нарушаетс , обеспечивает равномерность нагрева всей ре.акционной шихты с одной стороны и позвол ет вести процесс строго при 1950-2050 с, когда потери алюмини  на испарение и образование газообразных субокислов алюмини  минимальны

Расположение электродов в высокотемпературной камере печи позвол ет осуществить непресо шиость способа и равномерный нагрев агломератов. Осущедтйление предварительного нагрева за счет отход щих газов из высокотемпературной камеры, дл  чего в стенках камеры косвенного нагрева, выполнены каналы дл  подачи газового теплоносител , позвол ет сократить расходы электроэнергии.

На чертеже представлена печь-дл  получени  карбщ1а метгшла, продольный разрез.

Печь содержит вертикальную огнеупорную шахту 1 с последовательно размещенными камерой 2 предваритель ного нагрева и высокотемпературной камерой 3. В верхней части камеры 2 размещена воронка 4 с коническим за вором 5 дл  подачи агломератов и наклонные окна 6 дл  вывода рёакцио ного газа, в камере 2 установлены патрубки 7 дл  подачи нагретого воздуха в нагревательный канал 8, выполненный в стенке 9 камеры 2. В стенке 9 выполнен канал 10 дл  удалени  отход щих газов;из нагрева тельного канала 8. Распределитель газового потока с регулирующим клапаном 11 размещен в наклонных окнах 6 камеры 2. Высокотемпературна  камера 3 выполнена расшир ющейс  книзу , причем один электрод 12, изготовленный из электрографита ,и навин ченный на водоохлаждаемый стержень 13, расположен по центру камеры в ее поду. Боковые электроды 14 на водоохлаждаемых стержн х 15 размеце ны в боковых стенках высокотемпературной камеры 3. Камера 3 изнутри футерована слоем 16 каменного угл  и теплоизолирующим слоем 17 из керамического огнестойкого материала, а снаружи снабжена охлаждаемой водо оболочкой 18, В нижней части высоко температурной камеры 3 выполнены каналы 19 дл  выгрузки продукта, вылЬженные изнутри огнеупорным мате риалом 20. Канал 19 сообщаетс  с вибролотком 21. Предлагаемое устройство работает следующшл образом. , Смесь оксида алюмини  с углеродсодержащим материалом в виде агломератов , заключенных в.углеродсодержа- щую оболочку, поступает через воронку 4 и затвор 5 и подаетс  в камеРУ 2.. В камере 2 агломераты обжиггиотс  коксуютс , что сопровождаетс  вьщеле нием газообразных продуктов.Вместе с восстановительным газом из высокотемпературной камеры 3, который, cocтоит в основном из моноокиси углерода , газообразные продукты покидают камеру 2 через наклонные окна 6 и магистраль 22. Часть смеси газов направл ют в нагревательный канал 8. в стенках камеры 2, который служит средством косвенного нагрева этой камеры. По патрубкам 7 подают наг- ретый воздух в канал 8, где восстановительные газы сжигаютс за счет чего и осуществл етс  косвенный нагрев , температура в нижней части камеры 2 достигает ДЗООс. -Гор чие отход щие газы оставл ют канал 8 через канал 10 и направл ютс  в теплообменник дл  подогрева воздуха (не показан). Распределение газового потока в нагревательный канал 8 и магистраль 22 регулируетс  клапаном 11. Из камеры 2 обо сженные твердые агломераты попадают ,во внутреннюю полость высокотемпературной камеры 3, Электрический ток дл  нагрева (восстановлени ) , переменный или посто нный , регулируетс  таким образом, чтобы обеспечить температуру 19502050 0 . При этом в смеси порошков оксида алюмини  с углеродсодержащим материалом под углеродной оболочкой образуетс  карбид алюмини . Образовавшийс  карбид алюмини , заключенный в оболочку из углеродсодержащего материала, выгружают по каналам 19 и вибролотку 21. Температура выхода составл ет около 1500leoo c . Вместо вибролотков могут примен тьс  дисковыеустройства или шнековые транспортеры.. Выгрузка карбида алюмини  происходит при изол ции от воздуха. П. р и м е р. 100 ч.порошкообразной окиси алюмини  с максимальным размером частиц 10Омм перемещают с 24 ч. размельченного в порошок «еф  ного кокса и. 46 ч. электродното пека с температурой разм гчени  .ТЗ/с. Смешивание производ т в обогреваемом -смесителе пературе примерно 180 С. графита или порошка нефт ного кокса и пека на штамповочном прессе штам|Пуют- . короткие цилиндрические гильзы, служащие угЛеродсодержащим слоем дл  реакционной смеси. Запрессовку реакционной смеси в углеродсодержащую гильзу осуществл ют при удельном давлении 5 Н/мкг . Наружный диаметр гильз составл ет 50 мм, толщина стенок - 4 мм., длина гильз - 100 мм. В одной гильзе содержитс  примерно 110 см свежей реакци-i онной смеси, что соответствует примерно количеству 200 г. Графитовые или углеродсодержащие оболочки/ наполненные смесью из окиси алюмини , порошка нефт ного- кокса и пека загружают в камеру обжига, котора  имеет внутренний диаметр -1,5 м и высоту 8 м и обогреваетс  газом снаружи, агломераты медленно перемещаютс  вниз и нагреваютс  до температуры примерно ЮООс, замеренной у нижнего выхода камеры обжига. В ходе процесса косвенного нагрева пековое св. зугацее коксуетс  с образованием в остатке примерно 65% кокса. В смеси остаютс  30 вес. ч. кокса из первоначальных 46 ч. пека. Таким образом, в результате коксовани  смесь содержит 65 вес. ч. окиси алюмини  и 35 вес. ч. углерода. В нижней части высокотемпературной V камеры агломераты нагревают до температу1 л пор дка 1950-2000С. Электрит ческий ток 50 КА с напр жением 60 В пропускают непосредственно через графитовые гильзы, служа1цие материа

Claims (2)

1* Способ получения карбида металла, преимущественно карбида алюминия, включающий агломерирование смеси порошков оксида алюминия и углеродсодержащего материала, обжиг при косвенном нагреве и последующую термообработку при нерперывном движении агломератов, отличающ и й с я тем, что с целью сокращения энергозатрат и обеспечения равномерности нагрева, на агломераты предва?г рительно наносят слой углеродсодержащего материала и термообработку ведут при 1950-2050°С пропусканием электрического тока через агломераты.

2. Печь для получения карбида металла, содержащая вертикальную' огнеупорную шахту с последовательно размещенными в ней камерой для обжига и высокотемпературной камерой с электродами, отличающая,с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат и обеспечения равномерности нагрева, в стенках камеры для обжига выполнены каналы для подачи газового теплоносителя^ высокотемпературная камера выполнена . расширяющейся книзу,' один из электродов установлен в поду по центру и другие - в боковых стенках высокотемпературной камеры.