SK80093A3 - Metallothermic reaction mixture - Google Patents

Description

Metalotermické reakcie a zmesi k ich vykonávaniu sú známe viac ako 100 rokov. Základom metalotermickej reakcie je redukcia oxidu kovu kovom, ktorý je voči oxidu kovu menej ušľachtilý, pričom sa reakcia prenáša po miestnom zapálení reakčnej zmesi pri vývine tepla rýchlejšie alebo pomalšie metá1otermickou zmesou.

Pri tom sa menej ušľachtilý kov oxiduje a flotuj e ako struska taveniny, zatiaľ čo sa tavenina ušľachtilejšieho kovu od strusky oddelí a zhromažďuje sa v dolnej časti reakčnej nádoby. Technicky sa pri tom osvedčili najmä a 1 uminotermické a ka1ciotermické reakčné zmesi na výrobu tavenín železa a ocele, ako aj reakčné zmesi na výrobu kovov bez uhlíka a špeciálnych zmesí.

Najprv pôsobilo ťažkosti vykonávanie meta1ctermických , silne exotermíckých reakcií technicky ovládateľnou formou.

Podstatný bol návrh podľa ktorého sa reakcia mala uviesť do chodu bodovým zapálením pomocou ľahko zápalnej pyrofornej hmoty alebo horčíkovej fól i e. ako to bolo prvýkrát opísané v DE-PS 96 317, v roku 1895.

Na získanie taveniny oce 1 e urč i tého zloženia sa musí ο

<·<

oxidu 2eiesa/hl iniku prictávat: v rožnej torae a zloženia iegujúce prvky. Legujúci partneri na môžu k reakčnej znení pridávať ako kovy vo forme krupice alebo vo forme oxidov týchto kovov alebo ich iných chemických zlúčenín. Uhlík sa môže pridávať vo voľnel forme karbidu. aby sa vyvolalo nauhličenie a1 um inotermicky vyrábanej ocele. K reakčnej zmesi sa môžu pridávať prostriedky na tlmenie exotermických reakcií, napríklad vo forme zfflätkových kusov sivej liatiny, výsekových odpadov stavebnej ocele a pod.

Vo všetkých týchto prípadoch je ale pre dosiahnutie reprodukovateľného reakčného produktu nevyhnutné.

aby a1 um inotermická alebo obecne metalotermická reakcia prebiehala čo naj rovnomerne j š i e, a aby tento rovnomerný priebeh reakcie bol reprodukovateľný.

Pri rozdielne rýchlom priebehu reakcie rC x*· O Π c ui U.

pfépálu 1 vedie ku zlistinám s rozdi e 1nym z1 ožeň í m a v dôsledku toho aj s rôznymi v 1 astnosťam i

Ak sa reakc i a vykonáva v 1 e jačom tégl i ku.

ktorého otvor v dne je utesnený pretav iteľným uzáverom, ako je to napríklad opísané v

DE-PS 32 íl 831, má dôjsť k pretaveniu uzáveru v presne vopred stanovenom časovom intervale po zapálení zmesi, aby sa zaručilo, že reakcia prebehla až do koncového bodu, a že sa struska dokonale oddelila od taveniny kovu.. Pri príliš skorom pretavení uzáveru sa môžu strhnúť spolu s vytekajúcou taveninou kovu ešte neoddelené kvapalné častice strusky.

Ak dôjde k pretaveniu uzáveru príliš pozde, môže byť tavenina už príliš ochladená a tým sa môže dostať do stavu, ktorý je pri určitých technických spôsoboch nežiadúci.

Skúšalo sa zlepšiť reprodukovateľnosť meťalotermickej reakcie optimalizáciou reakčného tégliku vzhľadom k jeho tvaru /špicatý kužeľ s rôznym uhlom sklonu/, jeho veľkosti, vyloženia, zakrytia alebo pod. Pri Lom sa dosiahlo určitého zlepšenia. Obzvlášť mala na výsledok reakcie jej reprodukova2 ternost; vplyv zručnosť a skúseností osôb poverených vykonávaním reakci e.

Predložený vynález sa zaoberá technickým problémom zrovnonernenia reakcie oxidu železa. aby sa zlepšila reprodukovateľnosť priebehu reakcie a tým reakčného času a reakčných produktov. Pri tom sa priaznivo zostavene j zlepšenie má dosiahnuť pomocou obzvlášť reakčnej hmoty, bez toho aby sa pri tom mali dostať mimo pozornosť známe aparatívne možnosť i z1epšeni a.

Podstata vynálezu

Podstata metá 1otermickej reakčnej zmesi podľa vynálezu spočíva v tom, že minimálne 20 % hmôt.

až 3,0 mm.

oxidu kovu je pr í tomné

Obvykle sa na výrobu metalotermických zmesí používajú ako oxid železa okuje, ktoré odpadajú pri valcovaní alebo ťahaní značne ovál ne pr i čom a skoro obmedzenom rozdiele v zmesi sú tyč i nkov i t prítomné formy. ktoré sa od seba plošné, kvázi - pravou'nl é alebo kockové častice, ktorých pásme šírky spektra zrna, priebehu reakcie s následnou zmes môže, aj značne ešte vždy spôsobiť rôznou stratou tepla v dôsledku otvoren i a uzáveru odlievacieho téglika v nesprávnom časovom okamž i ku.

Rozdi e 1 e v priebehu reakcie môžu ovplyvniť aj konečného produktu.

Pri použití zmesi podľa vynálezu možno pozorovať, že priebeh reakcie ustáli. Eez toho aby sa mal vynález na základe ďalších domnienok o možných dôvodoch tohoto javu zúžiť, hovorí predsa len mnoho vecí pre to, že ustálenie priebehu reakcie je podmienené použitím častíc oxidu kovu s definovaným pomerom plochy Ku hmote, ktorý sa nastaví prinajmenšom čiastočnou náhradou častíc prítomných až doposiaľ v rozptýlenej forme časticami, ktoré podľa vynálezu majú tvar gule. Pri tom záleží na človeku, aby pomocou zvolenia vhodnej veľkosti zrna vyrobil reakčné zmesi, ktoré vykazujú požadované reakčná chovanie.

Pri tom je prekvapujúce, že požadované ustálenie reakcie sa dosiahne už pri náhrade len asi 20 % hmôt, obvyklých častíc oxidu kovu časticami, ktoré majú tvar gule a zvyšuje sa až ku štatisticky ešte preukázateľnému optimu asi okolo 90 % hmôt, častíc oxidu kovu tvaru gule.

Častice oxidu kovu sa môžu previesť do tvaru gule spôsobmi, ktoré sú známe zo stavu techniky, ako napríklad paletizáciou. Pri tom sa častice oxidu kovu, napríklad oxidu železa zhutňujú v kolesovom mlyne. Častice vznikajúce v guľovom tvare sa potom prešej ú aby sa získala požadovaná šírka pásma zrnitosti.

Výhodná zmes obsahuje guľovité častice s veľkosťou O,1 až 2,0 mm. Takáto zmes reaguje plynulé a uvoľní v krátkom čase množstvo tepla. ktoré rezultuje pri reakcii. Straty tepla v dôsledku otryskávania sa minimalizujú.

Zvláštnym problémom pri výrobe, doprave, manipulácii, ako aj pri skladovaní a vykladania metá1otermických zmesí, pokiaľ nie sú v spevnenej forme, je ich sklon k segregácii. To možno odvodzovať najmä z rozdielov špecifickej hmotnosti zložiek metalotermickej reakčnej zmesi.

Teraz bolo z i stené, môže u reakčných zmesí podľa vynálezu zabrán i ť.

To sa podarí jednoducho tak, že sa kov, ktorý obecne teda alumínium alebo kalcium, použije v tvare, odlišujúcej sa od guľovej formy. prevažne nepravidelným tvarom s veľkosťou

Kombináciou guľovitého oxidu kovu určitej veľkosti čast í c a redukujúcim kovom, čast í c.

ktoré majú nepráv i de1ný tvar ~ i ~ —..„i —. - . . Í — z 1 --— i 1 C f-Ί. 1 U1O.A 1 Lia 1 HUUi za i stení reakčnej zmes i voč i segregác i i pr i doprave, manipulácii a skladovaní.

V meta1otermickej reakčnej zmesi podľa vynálezu je oxidom kovu s výhodou oxid železa a menej ušľachtilý kov hliník. V prípade potreby sa môžu pridávať legujúce prísady. Guľovitý

oxid že lei	ľa sa môže získať už zmienenými spôsobmi zhutnením v
ko1esovom	mlyne alebo iným spôsobom, ktorý je pre odborníka
pr í stupný	bez vynaloženia vynálezcovskej činnosti. Používať sa
ale tiež	môžu aj častice oxidu železa odpadajúce pri inom

spôsobe, najmä a s výhodou ktoré je možné získať recykláciou ostatkov moriacich kúpeľov. Pri tom sa ekonomicky výhodne a technicky hodnotne zhodnocujú veľké množstvá priemyselného odpadného produktu.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Príklady metá 1otermických zmesí podľa vynálezu vztiahnuté na a 1 um inotermickú základnú zmes z oxidu železa a alumínia v celkovej hmotnosti 1000 g, sú=

Zmes 1:		cŕ í	rka	pásma	zrrii	t os t i
800 g FeO ,	guľov i tý		>	0	až	3,0	mm
200g A i	nepráv i de1ný	tvar	>	0	až	1,5	mm
Zmes 2
763 g Fe30<	, guľovitý		>	0	až	3.0	mm
237 g A1	nepráv i de1ný	tvar	>	0	až	1.5	mm

Zmes 3:

747 g	FΘ2 O3	. guľovitý	>	0	až	3. 0	mm
253 g	Al	nepravidelný tvar		0	až	i . 0	mm
numero	*-t *
572 g	Γθ3θ4	, guľovitý	>	0	až	3. 0	mm
19í g	FeaOi	, okuje vznikajúce	>	1	až	3, 0	mm
		pri valcovaní
237 g	Al	nepravidelný tvar	>	0	až	1,5	mm.
Zmes !	5
448 g	F es03	, guľovitý	>	0	až	3, 0	mm
299 g	F Θ203	, okuje vznikajúce	>	0	až	1,5	mm
		pri valcovaní
253 g	Al ,	nepravidelný tvar	>	0	až	1,5	mm

Zmes 6:

Ako zmes 5.

ale s prísadou 350 g ferromangánu vo forme častíc.

Claims (6)

1. Metalotermická kovu, kovu, ktorý je pr í padne vo forme obsahuj e alebo > 0 až

2.

tým,

3.

ďalších prísad, reakčná zmes, ktorá pozostáva z oxidu voči oxidu kovu menej ušľachtilý a pr í čom najmenej 20 % hmôt.

prinajmenšom pribiižne

Zmes podľa nároku 1 jednotlivé súčasti sú prítomné oxidu kovu guľov i tých vyzná a sa t ý m, že v tvare guľovitých čast í c čujú že guľovité častice vykazujú veľkosť 0,

Zmes podľa jedného alebo viac sa tým,

1 až s veľkosťou

2,0 mm.

predchádzajúc i ch že oxid kovu je oxid železa a menej ušľacht ilý kov alumínium.

4. Zmes podľa nároku 1 alebo 2, vy sa tým, že sa ako guľovitý oxid železa používa produkt, ktorý možno získať recykláciou zvyškov moriacich kúpeľov.

5.

Zmes podľa nároku 1 , 2 alebo 3, v y z n sa t prítomný vo forme pali et.

6.

Zmes podľa jedného a 1 ebo viac predchádzajúcich nárokov tým, že menej ušľacht ilý kov j e pr í tomný v tvare odl išujúcom sa od guľovi tého tvaru, prevažne v nepráv i de1nom tvare s veľkosťou > 0