Спосіб одержання гранул із магнію та його сплавів

Спосіб одержання гранул із магнію та його сплавів, що включає підігрів розплавленого металу до 670-720°С, введення сольової добавки, яку готують із хлоридів і фторидів магнію, лужних і лужноземельних металів у кількості 0,5-20% від маси металу, та відцентрове розпорошення в гранули суміші металу і сольової добавки, який відрізняється тим, що до складу сольової добавки вводять бромід натрію, та сольову добавку перед введенням в розплавлений метал розігрівають до 735-770°С. (19) (21) 2001042832 (22) 25.04.2001 (24) 16.07.2001 (33) UA (46) 16.07.2001, Бюл. № 6, 2001 р. (72) Бараннік Іван Андрійович, Олександров Віктор Олександрович, Оніщук Олександр Васильович, Забрицький Михайло Васильович, Герб Андрій Павлович, Комелін Ігор Ми хайлович (73) Товариство з обмеженою відповідальністю "ОНВІ", UA 40507 леного металу до 670-720°С, введення сольової добавки, яка готується із хлоридів і фторидів магнію, лужних і лужноземельних металів, у кількості 0,5-20% від маси металу та відцентрове розпорошення в гранули суміші металу і сольової добавки, до складу сольової добавки вводять бромід натрію, а сольову добавку перед введенням в розплавлений метал розігрівають до 735-770°С. Завдяки цьому, у порівнянні з прототипом, до складу сольової добавки не входять високотоксичні компоненти, наприклад, хлорид барію (ВаСІ2), що підвищує екологічну безпеку процесу, а також у гранулах магнію та його сплаву зменшується загальний вміст найбільш гігроскопічних хлоридів магнію, лужних і лужноземельних металів, а це підвищує якість гранул. Розігрівання сольової добавки до більш високої температури поліпшує її рідинотекучість, що забезпечує одержання гранул кулястої форми з меншим вмістом гігроскопічних солей. Для одержання гранул із магнію сольова добавка складається із компонентів, взятих у такому співвідношенні, мас.%: ΣMgCl2+CaCl2 2-6; NaCI 40-50; NaBr 0,1-5,0; F' 0,1-0,3; КСІ решта (до 100%). Для одержання гранул із магнієвого сплаву сольова добавка складається із компонентів, взятих у такому співвідношенні, мас.%: ΣMgCl2+CaCl2 2-10; NaCI 30-40; NaBr 5,0-20,0; F' 0,1-0,3; КСІ решта (до 100%). Запропоновані сольові добавки містять мінімум гігроскопічних хлоридів магнію і кальцію та мають оптимізований вміст хлориду натрію. Бромід натрію є нетоксична речовина та менш гігроскопічна. Такі сольові добавки при нагріванні до 735-770°С мають хорошу рідинотекучість, що забезпечує більшу швидкість розтікання їх по поверхні гранул і тому одержують гранули кулястої форми, які покриті найтоншою сольовою оболонкою. Завдяки цьому, сумарний вміст сольової добавки в гранульованому металі зменшується у 2-3 рази при практично 100%-ому створенні кулястої форми гранул. Вибір діапазону концентрацій для хлориду натрію обумовлений двома факторами: необхідністю забезпечення більш низької температури плавлення сольові добавки та його позитивним впливом на формоутворення гранул кулястої форми. Хлорид калію впливає на зниження температури плавлення сольової добавки та підвищує її рідинотекучість. Бромід натрію підвищує щільність сольового розплаву, що особливо потрібно при одержанні гранул із магнієвих сплавів. Чим більше щільність розплавленого металу, тим більшу кількість броміду натрію необхідно вводити до складу сольові добавки. Добавка 20% забезпечує задовільне формоутворення гранул із магнієвих сплавів, які містять до 9% АІ та до 2% Zn. Подальше підвищення вмісту NaBr в сольовій добавці недоцільно, тому що підвищується температура плавлення суміші та підвищується коштовність (бромід натрію відноситься до числа компонентів сольової добавки, що дорого коштують). При нагріванні сольових добавок нижче 735°С їх рідинотекучість недостатня для забезпечення зменшення витрати сольових добавок. Нагрівання вище 770°С є недоцільним тому, що потребує підвищення витрат електроенергії та викликає зростання втрат солей за рахунок їх випаровування без подальшого поліпшення якості гранульованого магнію. Таким чином, вибір оптимального співвідношення компонентів сольової добавки, зниження до мінімуму вмісту MgCl 2 та СаСІ2, використання не хлориду барію, а броміду натрію при одночасному підвищенні температури нагрівання сольової добавки дозволяють підвищити якість гранульованого магнію (зниження вмісту гігроскопічних солей на поверхні гранул при утворенні 95-100% гранул кулястої форми), а також підвищити екологічну безпечність процесу та продукту, що одержують, за рахунок виключення з складу сольової добавки високотоксичного хлориду барію. Приклади здійснення способу. Порівняльні досліди способу, що пропонується, та способів, що відомі, проводили на промисловій установці з потужністю гранулятора 1500 кг/год. За один процес використовували 1400-1600 кг магнію або магнієвого сплаву, який заливали в піч з сольовим обігрівом, що встановлена безпосередньо біля відцентрового гранулятора, а з печі метал подавали у змішувальну лійку гранулятора, в яку по жолобу регульованим струменем подавали сольову добавку. Її готували із фторидів та хлоридів магнію, лужних та лужноземельних металів, а також із введенням броміду натрію і розігрівали до заданої температури. Температуру металу та сольової добавки у печах контролювали за допомогою термопар типу ХА та вимірювали з точністю ±2,5°С.Температуру металу підтримували постійною і вона не перевищувала 710°С для магнію та 690°С для його сплаву. Температур у нагріву сольової добавки змінювали від 720°С до 780°С. Склад сольової добавки додатково контролювали за результатами хімічного аналізу проб, які відбирали з печі перед початком процесу. Фторидіон у сольову добавку вводили у вигляді фториду натрію. Результати дослідів зведені у таблицю. Як видно із таблиці, (досліди № 3, 4, 7, 8) використання сольової добавки, що містить NaBr, при попередньому її розігріванні до температури 735770°С забезпечує одержання гранул майже цілком кулястої форми при зменшенні у 2-4 рази кількості солі у гранулах, що значно зменшує гігроскопічність одержуваного матеріалу, тобто досягається задача винаходу. Підвищення температури нагрівання сольової добавки вище 770°С не призводить до подальшого поліпшення якості гранульованого магнію (досліди № 5, 9). Надалі зниження вмісту сольової добавки на поверхні гранул магнію або його сплаву недоцільно також і за розумінням пожежної безпеки, тому що сольова оболонка на поверхні гранул захи щає їх від запалювання при нагріванні до високої температури (вище 450°С). 2 Спосіб 2 Спосіб 3, що пропонується 1 2 3 Спосіб 4, що пропонується Спосіб 1 (за прототипом) № п/п 3 Спосіб 5 Спосіб 6 (за прототипом) Спосіб 7, що пропонується Спосіб 8, що пропонується Спосіб 9 4 Суттєві ознаки дослідних об'єктів/ Дослідні об'єкти 5 6 7 8 9 містить не містить містить містить містить сплав магнію сплав магнію сплав магнію сплав магнію містить містить містить не містить магній магній магній магній магній Вид металу Наявність NaBr у сольовій добавці не містить не містить не містить містить не містить не містить не містить не містить містить Наявність BaCl2 у сольовій добавці 770-780 760-770 735-750 720-730 770-780 760-770 735-740 720-730 720-730 Попередня температура розігрівання сольової добавки, °С 99,5 99,5 98,5 88,0 99,0 99,5 97,0 94,0 90,0 Кількість кулястих часток, % 3,0 3,0 4,5 9,0 2,5 2,5 4,0 8,0 10,0 Кількість солі в гранулах, % Незначна гігроскопічність, матеріал не токсичний Незначна гігроскопічність, матеріал не токсичний Гігроскопічність в 1,5 рази менша, матеріал не токсичний Гігроскопічність підвищена, матеріал токсичний Незначна гігроскопічність, матеріал не токсичний Незначна гігроскопічність, матеріал не токсичний Незначна гігроскопічність, матеріал не токсичний Підвищена гігроскопічність, матеріал не токсичний Гігроскопічність підвищена, матеріал токсичний Додаткові ознаки Технічний результат Таблиця 40507 40507 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4