Спосіб та пристрій для термообробки пластівчастих дисперсних часток

1. Способ термообработки дисперсных хлопьевидных частиц, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев проводят до температуры 600 - 950°С с одновременной продувкой воздухом слоя частиц и выдержкой в этом интервале температур в течение 5-30 минут с последующим охлаждением до комнатной температуры. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что скорость нагрева поддерживают в пределах от 40 до 190 град/мин. Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к получению хлопьевидных частиц, и может быть использовано на предприятиях химической и других отраслей промышленности для за 3. Способ по п.1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что скорость охлаждения поддержива ют не ниже 950 град/мин. 4. Устройство для термообработки дис персных хлопьевидных частиц, содержащее вертикальную проходную печь нагрева, му фель, нагревательные устройства, загрузоч ное устройство с бункером и дозатором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что муфель выполнен двухканальным с одноканальними входом в верхней части и выходом в нижней части с образованием стенками каналов в продоль ном сечении двух ромбов с углом при вершине 70 - 150°, вх од муфеля соед инен с загрузочным бункером, нагревательные уст ройства установлены в нижней части каме ры нагрева и в центре между каналами муфеля. 5. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что устройство снабжено коллекто ром с воздухоподводящими трубами, распо ложенными в месте слияния каналов муфеля у выхода. 6. У стройс т во по п . 4, отл ичаю щ еес я тем, что устройство снабжено клапаномдозатором, установленным в нижней части муфеля с возможностью регулирования вы хода частиц из него. 7. У стройс т во по п . 4, отл ичаю щ еес я тем, что печь в верхней части выполнена с каналами для удаления газов. щиты оборудования от коррозии и абразивного изьоса в установках для десульфурации, а также днищ судов, подводных лодок, емкостей химического оборудования, в строительстве и автомобилестроении. С> со о ю о 13099 Известен способ получения тонких стек лянных чешуек [1]. Недостатком известного способа является то, что чешуя имеет низ кую прочность (трещиностойкость) и низкую термовиброустойчивость. 5 В качестве прототипа выбран способ и устройство для получения стеклянных хлопьевидных частиц [2]. Для формирования хлопьев из стекла, базальта или другого хрупкого материала поток расплава подают 10 в направлении вниз во вращающуюся чашу, открытую сверху. Ободок чаши размещен горизонтально между двумя разнесенными параллельными пластинами. Пластины установлены в вакуумной камере так, что при 15 подсосе воздуха снаружи между пластинами расплав отсасывается радиально наружу, не касаясь пластин. Охлаждение расплава продолжается при его дальнейшем движении, что вызывает превращение материала 20 в хлопьевидные частицы. Недостатком известного способа является недостаточная химическая, водо- и абразивостойкость получаемой чешуи. Полученные о таких условиях хлопье- 25 видные базальтовые чешуйки имеют аморфную стеклообразную структуру, содержащую большое количество FeO (до 10%). Оксид железа (h) активно взаимодействует с водой и кислородом воздуха, что 30 приводит к разрушению базальтовых чешуек. При этом они могут быть использованы по своему функциональному назначению в качестве хим-, водо- и абразивостойкого наполнителя в композиционных материалах 35 особо ответственного назначения, например, в покрытиях подводных лодок, днищ судов, колонн абсорберов в установках по сероочистке, емкостей химического оборудования. Однако срок службы покрытий с 40 этим наполнителем невелик. Задача изобретения - повышение химической, водо- и абразивостойкости чешуи. Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению, термообработку 45 дисперсных хлопьевидных частиц проводят путем их нагрева до температуры 600-950°С с одновременной продувкой воздухом слоя частиц и выдержки их в этом интервале температур в течение 5-30 мин с последующим 50 охлаждением до комнатной температуры. Причем скорость нагрева поддерживают в пределах от 40 до 190 град/мин, а скорость охлаждения - не ниже 950 град/мин. В результате предложенного режима 55 термообработки базальтовой чешуи происходит процесс полного доокисления магнетита Fe3O4, содержащего FeO и РегОз, и* заполнение вакантных мест решетки вюсти-та ионами кислорода и трехвалентного же леза. Процесс заканчивается полным пероходом FeO в РегОз. Энергия активации, необходимая для данного перехода, тесно связана со скоростью возрастания температуры соотношением где р - скорость возрастания температуры, град/мин; Т - температура пика, °С; R - универсальная газовая постоянная. Именно в предлагаемом интервале температур и скоростей нагрева и охлаждения обеспечивается энергия активации порядка 131 кДж/град, которая необходима для диффузии Fe в FeO (3). Кроме того, указанный режим термообработки обеспечивает полный переход аморфной структуры чешуек в кристаллическую, что подтверждается данными иссл ед о в а н и й И К- с п е к т р о с к оп и и и термоаналитическими исследованиями методами ДТА, ТГА, ТУ. В процессе указанного режима термообработки происходят химические реакции,приводящие к образованию фаз с участием РегОз, S102. СаО, АІгОз и перераспределением компонентов базальта с образованием прочного каркаса, аналогичного кристаллической решетке корунда с энергией активации 147 кДж/моль, что свидетел ьс твует о х имич еском х арактере протекающих процессов. Полученные по прототипу базальтовые чешуйки содержат большое количество неравновесных активных в химическом отношении фаз к воде, кислороду воздуха и другим примесям. Так, FeO, входящий в состав Fe3O4, разлагается водой до Fe2O3, поэтому эксплуатация покрытий, содержащих базальтовую чешую, термически не обработанную, повлечет химическое взаимодействие базальтовой чешуи с водой и другими ионами, т.е. разрушение чешуек и, как следствие, значительное снижение защитных свойств покрытия, из-за потери хим- и водостойкости, их преждевременный износ. Термически же обработанная чешуя за счет полного перехода FeO в РегОз уменьшает количество химически активных оксидов, взаимодействующих с водой и кислородом воздуха, и повышает плотность чешуек. Увеличение плотности начинается при температуре 600°С, пр и темп ературе 950°С плотность возрастает особенно существен3 но и достигав! значений 3,02-3,07 Г/ LM , против 1,99 по прототипу (табл. 1). 13099 Кроме того, в заявляемом способе является существенным для процесса термообработки подача воздуха, который является источником кислорода, необходимого для протекания процесса перехода: 4FeO + 02- 5 - 2Fe2O3 и удаления выделяющейся при нагреве до 600°С кристаллизационной воды. Кроме того, поток воздуха обеспечивает равномерное прохождение частиц чешуи через ромбический муфель и предотвращает обра- 10 зование "пробок" чешуи. Таким образом, предложенный способ термообработки хлопьевидных частиц ба зальтовой чешуи приводит к протеканию различных физико-химических превраще- 15 ний в чешуйках базальта, приводящих к об ра зо ва нию к р ист ал л ич е ск ой р еш ет к и корунда, следствием чего является повыше ние абразивостойкости, хим- и водостойко сти частиц. 20 Кроме того, результат фазового перехода Fe+2 в Fe+3 является образованием безусадочных высокотемпературоустойчивых чешуек с повышенной трещиностойкостью, т.е. показал опыт, коэффициент трещино- 25 стойкости РегОз в 2 раза выше, чем у FeO. Определение щелочестойкости и кислотостойкости чешуи проводили в 2н растворах едкого натра, соляной и серной кислот. Данная концентрация растворов определе- 30 на экспериментальным методом, как наиболее точно характеризующая отношение исследуемой чешуи к агрессивным средам. Метод основан на определении отношения массы чешуи после обработки ее реак- 35 тивами путем кипячения в течение 1 часа к массе этой чешуи до обработки (4,5). Результаты испытаний термообработанной чешуи на химстойкость приведены в табл.2. Как видно из табл. 2, термообработка 40 чешуи по заявляемому способу, благодаря протекающей перекристаллизации и фазовому переходу FeO в РегОз повышает ее химстойкость в 2н растворе NaOH в 1,35 раза, в 2н растворе HCI - в 1,2 раза, в 2н 45 растворе H2SO4- в 1,2 раза. Водопоглощение определяли на дериватографе системы "Паулик-Эрдей-Паулик". На фиг.1 представлены термогравиметрические кривые для термообработанной чешуи 50 при 740°С и необработанной базальтовой чешуи. Перед снятием дериватограмм чешуйки были выдержаны в эксикаторе с водой в течение 24 часов. Как видно из дериватограммы, обработанные чешуйки 55 адсорбируют в 7 раз меньше влаги, чем необработанные. Абразивостойкость обработанной чешуи повышается в 2 раза по сравнению с необработанной. Определение абразиво стойкости осуществляли по ГОСТ на установке ЦУК-3. Для чего были изготовлены образцы полимерных покрытий на основе эпоксидной смолы по следующей рецептуре, г: ЭД-20 100 Отвердитель ПЭПА 10 Базальтовая чешуя * 40 Было изготовлено 6 образцов покрытий, содержащих базальтовую чешую по прототипу и обработанную в интервале температур 160- 950°С. Абра зив осто йкос ть определяли по величине потери массы после испытаний на установке ЦУК-3. Результаты испытаний приведены в табл. 2. При нагревании базальтовой чешуи ниже 600°С наблюдается убыль массы, что связано с десорбцией газообразных примесей, адсорбированных развитой поверхностью чешуи, а также с удалением связанной воды из Fe3O4 + Н2О. И, только, начиная с 600°С наблюдается заметное возрастание массы и плотности, обусловленное переходом FeO в РегОз, что подтверждается данными дериватографических исследований (фиг.2 и таблицы). Таким образом, использование заявляемого способа обработки хлопьевидных частиц баз ал ьтово й чеш уи, согл асно изобретению, позволяет получать чешуйчатый наполнитель с кристаллической решеткой, аналогичной корунду, т.е. с очень прочной решеткой. С другой стороны, в результате термообработки на поверхности чешуек увеличивается число химически активных центров, способных образовывать прочные химические связи со связующим. Следовательно, образование прочной кристаллической структуры наполнителя (базальтовой чешуи) с большим числом химически активных центров обусловливает значительное повышение хим-, водо- и абразивостойкости покрытий с таким наполнителем. Высокая хим-, водо- и абразивостойкость покрытий с наполнителем - термообр аб от анн о й ба з ал ьто во й ч еш уи обеспечивает более продолжительный срок службы покрытий. Известна вакуумная вертикальная печь сопротивления для термической обработки порошков (6), содержащая рабочую камеру, графитовый нагреватель, камеры загрузки и разгрузки, весовой дозатор и средства автоматического контроля. Недостатком такой печи является то, что она непригодна для обработки базальтовых частиц, а также то, что она не обеспечивает требуемые режимы термообработки. 11 12 13099 Таблица 2 Влияние нагрева на свойства чешуи Режим термообработки, °С По прототипу 160 370 680 750 950 1000 Абразивостойкость(потеря массы), г 0,131 66,8 71,1 69,6 71,2 72,5 70,1 0,125 80,6 66,6 73-.0 0,083 84,7 78,8 80,6 0,021 86,0 81,8 81,6 0,009 90,0 86,8 84,6 0,0069 чешуя разрушается с выделением химически нестойкой стеклофазы 2н NaOH Химстойкость 2н HCI ////у//77/ГГ 2н H2SO4 13099 ~^*V , ~ t -------1 ------ч------,—L_------'..'. . .1 « A-A Фиг.2 Упорядник Замовлення 4098 Техред М.Моргентал Коректор О.Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, • КиТа-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101 УКРАЇНА (19) U A«., 13099 (13) С1 (505 В 22 F 1/00; F 27 В 5/00 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ТА ПРИСТРІЙ ДЛЯ ТЕРМООБРОБКИ ПЛАСТІВЧАСТИХ ДИСПЕРСНИХ ЧАСТОК 1 (20)95320695,16.09.93 (21J4942238/SU (22)18.06.91 (24)28.02.97 (46)28.02.97. Бюл. ISfc 1 (56) 1. Заявка Японии №57-131290, кл. С 03 В 19/00, 1982. 2. Заявка Великобритании Ms 88303681.6 ,кл. С 03 В 37/00, 1988 (прототип). 3. Авторское свидетельство СССР iSfe 416160, кл. В 22 F 1/00, F 27 В 9/16,1972. 4. Авторское свидетельство СССР Nz 545847, кл. В 22 F 1/00, 1975. (72) Петухов Ігорь Павловіч (RU), Єфанова Віра Василівна (73) Петухов Ігорь Павловіч (RU), Єфанова Віра Василівна (UA) (57) 1. Способ термообработки дисперсных хлопьевидных частиц, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев проводят до температуры 600 - 950°С с одновременной продувкой воздухом слоя частиц и выдержкой в этом интервале температур в течение 5-30 минут с последующим охлаждением до комнатной температуры. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что скорость нагрева поддерживают в пределах от 40 до 190 град/мин. Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к получению хлопьевидных частиц, и может быть использовано на предприятиях химической и других отраслей промышленности для за 3. Способ по п.1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что скорость охлаждения поддержива ют не ниже 950 град/мин. 4. Устройство для термообработки дис персных хлопьевидных частиц, содержащее вертикальную проходную печь нагрева, му фель, нагревательные устройства, загрузоч ное устройство с бункером и дозатором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что муфель выполнен двухканальным с одноканальными входом в верхней части и выходом в нижней части с образованием стенками каналов в продоль ном сечении двух ромбов с углом при вершине 70 - 150°, вход муф еля соединен с загрузочным бункером, нагревательные уст ройства установлены в нижней части каме ры нагрева и в центре между каналами муфеля. 5. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что устройство снабжено коллекто ром с воздухоподводящими трубами, распо ложенными в месте слияния каналов муфеля у выхода. 6. У стройс т во по п . 4, отл ичаю щ еес я тем, что устройство снабжено клапаномдозатором, установленным в нижней части муфеля с возможностью регулирования вы хода частиц из него. 7. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что печь в верхней части выполнена с каналами для удаления газов.щиты оборудования от коррозии и абразивного изі.оса в установках для десульфурации, а также днищ судов, подводных лодок, емкостей химического оборудования, в строительстве и автомобилестроении. С> со о ю ю о 13099 Известен способ получения тонких стек лянных чешуек [1]. Недистатком известного способа является то, что чешуя имеет низ кую прочность (трещи постой кость) и низкую термовиброустойчивость. 5 В качестве прототипа выбран способ и устройство для получения стеклянных хлопьевидных частиц [2J. Для формирования хлопьев из стекла, базальта или другого хрупкого материала поток расплава подают 10 в направлении вниз во вращающуюся чашу, открытую сверху. Ободок чаши размещен горизонтально между двумя разнесенными параллельными пластинами. Пластины установлены в вакуумной камере так, что при 15 подсосе воздуха снаружи между пластинами расплав отсасывается радиально наружу, не касаясь пластин. Охлаждение расплава продолжается при его дальнейшем движении, что вызывает превращение материала 20 в хлопьевидные частицы. Недостатком известного способа является недостаточная химическая, водо- и абразивостойкость получаемой чешуи. Полученные о таких условиях хлопье- 25 видные базальтовые чешуйки имеют аморфную стеклообразнуюструктуру, содержащую большое количество FeO (до 10%). Оксид железа (її) активно взаимодействует с водой и кислородом воздуха, что 30 приводит к разрушению базальтовых чешуек. При этом они могут быть использованы по своему функциональному назначению в качестве хим-, водо- и абразивостойкого наполнителя в композиционных материалах 35 особо ответственного назначения, например, в покрытиях подводных лодок, днищ судов, колонн абсорберов в установках по сероочистке, емкостей химического оборудования. Однако срок службы покрытий с 40 этим наполнителем невелик. Задача изобретения - повышение химической, водо- и абразивостойкости чешуи. Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению, термообработку 45 дисперсных хлопьевидных частиц проводят путем их нагрева до температуры 600-950°С с одновременной продувкой воздухом слоя частиц и выдержки их в этом интервале температур в течение 5-30 мин с последующим 50 охлаждением до комнатной температуры. Причем скорость нагрева поддерживают в пределах от 40 до 190 град/мин, а скорость охлаждения - не ниже 950 град/мин. В результате предложенного режима 55 термообработки базальтовой чешуи происходит процесс полного доокисления магнетита РезО4, содержащего FeO и Fe2O3, изаполнение вакантных мест решетки вюсти-та ионами кислорода и трехвалентного же леза. Процесс заканчивается полным пероходом FeO в Fe2O3. Энергия активации, необходимая для данного перехода, тесно связана со скоростью возрастания температуры соотношением где р - скорость возрастания температуры, град/мин; Т - температура пика, °С; R - универсальная газовая постоянная. Именно в предлагаемом интервале температур и скоростей нагрева и охлаждения обеспечивается энергия активации порядка 131 кДж/град, которая необходима для диффузии Fe в FeO (3). Кроме того, указанный режим термообработки обеспечивает полный переход аморфной структуры чешуек в кристаллическую, что подтверждается данными иссл ед о в а н и й И К - с п е к т р ос к о п и и и термоаналитическими исследованиями методами ДТА, ТГА, ТУ. В процессе указанного режима термообработки происходят химические реакции,приводящие к образованию фаз с участием Fe2O3, SiO2. CaO, AI2O3 и перераспределением компонентов базальта с образованием прочного каркаса, аналогичного кристаллической решетке корунда с энергией активации 147 кДж/моль, что свидетел ьс твует о х имичес ком х арактере протекающих процессов. Полученные по прототипу базальтовые чешуйки содержат большое количество неравновесных активных в химическом отношении фаз к воде, кислороду воздуха и другим примесям. Так, FeO, входящий в состав Fe3O4, разлагается водой до РегОз, поэтому эксплуатация покрытий, содержащих базальтовую чешую, термически не обработанную, повлечет химическое взаимодействие базальтовой чешуи с водой и другими ионами, т.е. разрушение чешуек и, как следствие, значительное снижение защитных свойств покрытия, из-за потери хим- и водостойкости, их преждевременный износ. Термически же обработанная чешуя за счет полного перехода FeO в РегОзуменьшает количество химически активных оксидов, взаимодействующих с водой и кислородом воздуха, и повышает плотность чешуек. Увеличение плотности начинается при температуре 600°С, п ри температуре 950°С плотность возрастает особенно существен3 но и достигає і значений 3,02-3,07 г/см , против 1,99 по прототипу (табл. 1). 13099 Кроме того, в заявляемом способе является существенным для процесса термообработки подача воздуха, который является источником кислорода, необходимого для протекания процесса перехода: 4FeO + О2 - 5 - 2Fe2O3 и удаления выделяющейся при нагреве до 600°С кристаллизационной воды. Кроме того, поток воздуха обеспечивает равномерное прохождение частиц чешуи через ромбический муфель и предотвращает обра- 10 зование "пробок" чешуи. Таким образом, предложенный способ термообработки хлопьевидных частиц ба зальтовой чешуи приводит к протеканию различных физико-химических превраще- 15 ний в чешуйках базальта, приводящих к об ра зо ва нию к ри ст ал л иче ск ой реш ет ки корунда, следствием чего является повыше ние абразивостойкости, хим- и водостойко сти частиц. 20 Кроме того, результат фазового перехода Fe в Fe является образованием безусадочных высокотемлературоустойчивых чешуек с повышенной трещиностойкостью, т.е. показал опыт, коэффициент трещино- 25 стойкости РегОз в 2 раза выше, чем у FeO. Определение щелочестойкости и кислотостойкости чешуи проводили в 2н растворах едкого натра, соляной и серной кислот. Данная концентрация растворов о предел е- 30 на экспериментальным методом, как наиболее точно характеризующая отношение исследуемой чешуи к агрессивным средам. Метод основан на определении отношения массы чешуи после обработки ее реак- 35 тивами путем кипячения в течение 1 часа к массе этой чешуи до обработки (4,5). Результаты испытаний термообработанной чешуи на химстойкость приведены в табл.2. Как видно из табл. 2, термообработка 40 чешуи по заявляемому способу, благодаря протекающей перекристаллизации и фазовому переходу FeO в РегОз повышает ее химстойкость в 2н растворе NaOH в 1,35 раза, в 2н растворе HCI - в 1,2 раза, в 2н 45 растворе H2SO4 - в 1,2 раза. Водопоглощение определяли на дериватографе системы "Паулик-Эрдей-Паулик". На фиг.1 представлены термогравиметрические кривые для термообработанной чешуи 50 при 740°С и необработанной базальтовой чешуи. Перед снятием дериватограмм чешуйки были выдержаны в эксикаторе с водой в течение 24 часов. Как видно из дериватограммы, обработанные чешуйки 55 адсорбируют в 7 раз меньше влаги, чем необработанные. Абразивостойкость обработанной чешуи повышается в 2 раза по сравнению с необработанной. Определение абразиво стойкости осуществляли по ГОСТ на установке ЦУК-3. Для чего были изготовлены образцы полимерных покрытий на основе эпоксидной смолы по следующей рецептуре, г: ЭД-20 100 Отвердитель ПЭПА 10 Базальтовая чешуя " 40 Было изготовлено 6 образцов покрытий, содержащих базальтовую чешую по прототипу и обработанную в интервале температур 16 0-95 0° С. Абра зив осто йк ость определяли по величине потери массы после испытаний на установке ЦУК-3. Результаты испытаний приведены в табл. 2. При нагревании базальтовой чешуи ниже 600°С наблюдается убыль массы, что связано с десорбцией газообразных примесей, адсорбированных развитой поверхностью чешуи, а также с удалением связанной воды из Fe3O4 + НгО. И, только, начиная с 600°С наблюдается заметное возрастание массы и плотности, обусловленное переходом FeO в РегОз, что подтверждается данными дериватографических исследований (фиг.2 и таблицы). Таким образом, использование заявляемого способа обработки хлопьевидных частиц базал ьто вой чеш уи, согл асн о изобретению, позволяет получать чешуйчатый наполнитель с кристаллической решеткой, аналогичной корунду, т.е. с очень прочной решеткой. С другой стороны, в результате термообработки на поверхности чешуек увеличивается число химически активных центров, способных образовывать прочные химические связи со связующим. Следовательно, образование прочной кристаллической структуры наполнителя (базальтовой чешуи) с большим числом химически активных центров обусловливает значительное повышение хим-, водо- и абразивостойкости покрытий с таким наполнителем. Высокая хим-, водо- и абразивостойкость покрытий с наполнителем - термообр аб от анн о й ба зал ьт ов о й чеш у и обеспечивает более продолжительный срок службы покрытий. Известна вакуумная вертикальная печь сопротивления для термической обработки порошков (6), содержащая рабочую камеру, графитовый нагреватель, камеры загрузки и разгрузки, весовой дозатор и средства автоматического контроля. Недостатком такой печи является то, что она непригодна для обработки базальтовых частиц, а также то, что она не обеспечивает требуемые режимы термообработки. 13099 Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является печь для отжига металличес ких порош ков ( 7), сод ержащ ая вертикальную нагревательную камеру, трубчатый змеевик и загрузочный бункер. Для поддержания порошка во взвешенном состоянии печь снабжена подпрожной плитой с механическим вибратором. Недостатком известной печи является то, что она не может быть использована для термообработки дисперсных базальтовых частиц, так как не обеспечивает соблюдение режимов термообработки по предлагаемому способу, а именно: не обеспечивает эффективность продувки слоя частиц воздухом и требуемую скорость нагрева чешуи (40190°С), а также продолжительность нагрева выдержки (5-30 мин) при заданной температуре термообработки 600-950°С. Таким образом, известное устройство печи не обеспечивает условия для получения базальтовой чешуи с высокой хим-, водо- и абразивостойкостью. Задача изобретения - повышение химической, водо- и абразивостойкости базальтовой чешуи. Поставленная задача решается тем, что, согласно изобретению, в устройстве для термообработки дисперсных хлопьевидных частиц, содержащем вертикальную проходную печь нагрева, муфель нагревательные устройства, загрузочное устройство с бункером и дозатором, согласно изобретению, муфель выполнен д вухканальным с одноканальним входом в верхней части и выходом в нижней части с образованием стенками каналов в продольном сечении двух ромбов с углом при вершине 70-150°С; вход муфеля соединен с загрузочным бункером, нагревательные устройства установлены в нижней части камеры нагрева и в центре между каналами муфеля. Устройство снабжено коллектором с воздухоподводящими трубами, расположенным вместе слияния каналов муфеля у входа, и клапаном-дозатором, установленным в нижней части муфеля с возможностью регулирования выхода частиц из него. Клапан-дозатор жестко связан с рукояткой, установленной на оси с возможностью поворота, причем, рукоятка соединена тягой с противовесом и стопорным винтом. Загрузочное устройство имеет подъемную крышку, на которой установлен дозатор уровня чешуи, взаимодействующий с загрузочным транспортером. Печь нагрева в верхней части своей выполнена с каналами для удаления газов. 8 Разработанное устройство отличается простотой при изготовлении и эксплуатации, удовлетворяет требованиям всех указанных режимов термообработки. 5 Устройство обеспечивает высокую производительность обработки минеральных частиц при массовом использовании предлагаемого способа и возможность порционного или непрерывного процесса выхода термообра10 ботанных частиц. На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства в разрезе; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А. Устройство состоит из печи 1 с нагрева15 тельными устройствами 2, загрузочного устройства с бункером 3, расположенного над муфелем 4. В загрузочном бункере установлен дозатор уровня чешуи 6, над бункером расположен загрузочный транспортер 7, ко20 торый закрыт защитным кожухом 15. Муфель в нижней части заперт клапаномдозатором 8, установленным с возможностью поворота вокруг оси 9 посредством рукоятки 10. Величина зазора "Ь" (фиг.1) 25 устанавливается при фиксации рукоятки 10 на фиксаторе 11. Устройство снабжено коллектором с воздухоподводящими трубами 12, расположенными в месте слияния каналов муфеля у входа, с целью активации вы30 хода термообработанной чешуи через клапан-дозатор. Муфель снабжен кожухом 13 для направления термообоаботанной чешуи в мешок 14. Загрузочное устройство с бункером 35 снабжено подъемной крышкой 16, установленной с возможностью поворота на петлях 17 (фиг. 2), и рукояткой 18. Дозатор уровня чешуи загрузочного устройства состоит из датчика 5 с чувствительным элементом и 40 стрелочного индикатора 19. Чувствительный элемент датчика представляет собой легкую свисающую вниз под собственным весом пластину из металлической фольги, установленную на шарнире 20 45 с возможностью отклонения на этой оси по мере заполнения бункера загрузочного устройства чешуей. На рукоятке клапана-дозатора установлены тяга 22 и противовес 23 со стопорным 50 винтом 24. Муфель выполнен с образованием стенками каналов в продольном сечении двух ромбов с углом при вершине 70-150° по следующим соображениям. Опытным путем 55 было установлено, что при одном и том же установленном зазоре "о" время перемещения чешуек в муфеле не изменяется при угле ромба от 0 до 70° и будет минимальным. Начиная с угла 70° и до 180° время перемещения чешуек в муфеле изменяется прямо 13099 пропорционально увеличению угла (при одном и том же зазоре "Ь"). Однако, если угол при вершине ромба становится больше 150°, то время перемещения чешуек в коробе ьозрастает настолько, что выходит за 5 пределы необходимого времени (30 мин) обработки частиц по предлагаемому способу. Муфель выполнен из жаропрочной ста ли, а загрузочный бункер - из бетона. Таким образом, тепло, которое подается с нижней 10 части печи, предварительно нагревает че шую, находящуюся в загрузочном бункере. Чешуя нагревается постепенно по мере пе ремещения в муфеле, что обеспечивает наи более бл агоприят ный режим 15 термообработки. Тяга 22 на рукоятке 10 в сочетании с противовесом 23 обеспечивает легкую и удобную регулировку зазора "Ь". Пример обработки частиц по предлагаемому способу и принцип работы устройства. 20 В начальный момент времени бункер и короб пустые. Клапан-дозатор установлен таким образом, что зазор "Ь" (см.фиг. 1) между муфелем и клапаном-дозатором 8 отсутствует. Печь нагрета до температуры 25 600-950°С. Включается загрузочный транспортер 7 и находящаяся на нем чешуя 6, свободно падая, заполняет бункер 3 и муфель, причем, бункер 3 заполняется до уровня, заданного датчиком уровня 5, после чего 30 транспортер 7 останавливается и поступление чешуи 6 автоматически прекращается. Каналы ооздухоподводящих труб 12 обеспечивают приток свежего воздуха и 35 способствуют оттоку влаги и окислов нагревающейся чешуи 6. Влажный воздух, проход я ч е р е з сл о й ч е шу и, вых од и т ч е р ез загрузочный бункер вверх. Минимально необходимое количество поступающего через 40 коллектор воздуха обеспечивает поддержание чешуи во взвешенном состоянии. Про 10 цесс нагрева и термообработки чешуи идет со скоростью 40-190 град/мин. По истечении 10-15 мин. когда чешуя прогреется до заданного интервала температур, устанавливают рукоятку 10 на рейке 11 в требуемое положение, которое определяет величину зазора ИЬН. Величина зазора обеспечивает такую скорость истечения термообработанных частиц из бункера в муфель, чтобы нагретые в нижней части чешуйки находились в муфеле в интервале температур 600-950°С в течение 5-30 мин. Как только откроется клапан-дозатор 8, начнется истечение термообработанной чешуи через зазор "Ьи. Уровень чешуи в бункере 3 понизится, сработает датчик уровня 5, включится транспортер 7, процесс загрузки, термообработки и выгрузки чешуи пойдет непрерывно. Поступающий через коллектор воздух будет частично выходить и через зазор "Ь". Чешуя быстро охлаждается сама на воздухе со скоростью 950 град/мин. Для остановки процесса термообработки сначала отключают загрузочный транспортер. Прекращается подача чешуи. Когда вся чешуя выйдет из бункера и муфеля, отключают печь 1, перекрывают зазор "Ь" клапаном-дозатором 8, перекрывают воздух. Получаемая чешуя имеет золотистый цвет и плотность 3 г/см3. Получаемая по предлагаемой заявке чешуя является хорошим хим-, водо- и абразивостойким наполнителем, который может быть использован в составе защитных покрытий абсорберов в установках по сероочистке, днищ судов, автомобилей, химических трубопроводов и др. оборудования. Экономический эффект от внедрения только на одном абсорбере в установке по сероочистке составит 1,5 млн.руб. Таблица 1 Влияние нагрева на изменение плотности и соотношения FeO и Режим термообработки, °С По прототипу 160 370 600 650 750 900 950 Содержание,% РегОз FeO 7.08 8,24 8.40 10.0 12.0 13,0' 13,3 13,3 6,0 5,8 4,8 3.0 1,59 0,59 00 Отношение FeO Fe2O3 Плотность, г/см 3 0,85 0,70 0.57 0,30 0,13 0,04 00 1,99 1,90 2,3 2,5 2,9 3,1 3,0 3,0 11 13099 12 Таблица 2 Влияние нагрева на соойства чешуи Режим термообработки, °С По прототипу 160 370 680 750 950 1000 Абразивостойкость(потеря массы), г 69,6 0,131 66,8 71,1 70,1 0,125 71,2 72,5 66,6 0,083 80,6 73-.0 0,021 84,7 78.8 80,6 0,009 86,0 81.8 81,6 90,0 86,8 84.6 0.0069 чешуя разрушается с выделением химически нестойкой стеклофазы 2н NaOH Химстойкость 2н HCI ' • • • ' * ' * - ' ' : > 2н H2SO4 ' . . nTT7T7TT7J7TT77TT i— 13099 A-A Фиг.2 Упорядник 'Щ Коректор О.Кравцова 7TT77/ Техред М.Моргентал 7T Замовлення 4098 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101