. (у мільйонах американських тонн заліза, 1 т = 907,2 кг)
1 - установка для агломерації залізної руди; 2 - колошниковий пил (доменних печей), 3 - шлак (сталеплавильних печей); 4 - окалина (прокатних станів), 5 - первинна руда, 6 - установка прямого відновлення; 7 - шлаковий скрап (сталеплавильних печей); 8 - інший скрап (Сталеплавильних печей і прокатних станів); 9 - Доменні печі; 10 - сталеплавильні печі
3.2 Залізний порошок з відходів механічної обробки
Як з точки зору економічної, так і екологічної існує потреба в розробці процесу прямого перетворення відходів механічної обробки, таких як дрібна стружка, в порошок, який може бути використаний в порошкової металургії заліза. За оцінкою одна тільки фірма В«Форд Мотор КоВ» виробляє на різних заводах 105000 т стружки низьколегованої сталі, яка надходить у продаж на ринок як скрапу, використовуваного для завантаження в піч лрі деяких процесах плавлення. Однак застосовність такої сировини обмежується високим співвідношенням його обсягу до маси і присутністю залишків машинного масла.
Різні компоненти сплавів, присутні в стружці, являють собою джерело цінних елементів, звичайно в тому випадку, якщо є економічні методи їх вилучення. У процесі плавлення більшість компонентів сплавів окислюється і втрачається з шлаком. Безпосереднє перетворення тирси в порошок без проміжної плавки є більш чистим процесом, що не забруднюють навколишнє середовище і дозволяє досягати 100% виділення цінних компонентів. Цей процес є також більш економічним, оскільки при існуючих ринкових цінах виробництво порошку з тирси призводить до отримання значної прибутку. Однак здійснювані дотепер спроби застосування залізного порошку, виробленого з тирси, в стандартних процесах порошкової металургії не увінчалися успіхом.
Для вирішення зазначеної проблеми призначено процес, який полягає у впливі удару на металургійну стружку при температурах нижче температури переходу від пластичного до крихкого стану, в результаті чого відбувається утворення металевого порошку. Металеву стружку піддають впливу удару на двох стадіях (наприклад з використанням кульового млина).
В
Зазвичай в якості сировини використовують стружку з відношенням площі поверхні до об'єму не менше 60: 1. В якості сировини може бути також використаний і невеликий скрап-частинки шириною 0,25-2,5 см, товщиною 0,15-0,8 мм і довжиною 2,5-250 см. Стружку, що має високе відношення поверхні до об'єму, як правило, в електричній печі не плавлять зважаючи на низьку ефективність цього процесу.
Можна також переробляти скрап з великим розміром частинок, хоча при товщині металу більше 0,8 мм виникають істотні труднощі при подрібненні, призводять до підвищення капіталовкладень в процес. Використовувані частинки скрапу повинні мати приблизно однаковий хімічний склад; найкраще використовувати скрап, що отримується в результаті обробки однієї і тієї ж партії металу.
Частинки сировини 1 по лінії 4 подають у кульову млин 3 або в інше пристрій для подрібнення. При подачі сировини додається заморожуючий агент 5, наприклад рідкий азот, який розбризкується безпосередньо на частинки металу. У результаті контакту з рідким азотом металеві частинки миттєво замерзають. Подача рідкого азоту на сировину здійснюється рівномірно на всьому його шляху до місця подрібнення.
При обертанні корпуса млина 2 залізні кулі розбивають заморожені частки металу 7 і подрібнюють їх в порошок. Цей процес досить тривалий. Одержуваний порошок 8 зазвичай складається з дрібної і більш грубою фракцій. Частинки в обох фракціях мають конфігурацію зерен або пластинок.
Другу стадію подрібнення як правило також проводять в кульовій млині, але при кімнатній температурі. Мелють елементи 9 являють собою тверді кулі діаметром ~ 1,2 см з антиокислювальним залізним або мідним покриттям. Покриття повинні відповідати наступним вимогам: 1) мати меншу твердість, ніж покриваються порошок, щоб при ударі частинки кульових елем ентов переходили на порошок, 2) повністю розчинятися в металі, з якого складаються частки порошку, 3) легко очищатися; 4) володіти антиокислювальні властивості.
Були проведені експерименти з використанням циліндричної камери 7,5 Х 15 см; обсяг завантаження порошку становив ~ 15 см 3 , час подрібнення 48 ч. Час і швидкість подрібнення залежать від обсягу млини, діаметра залізних або мідних мелють елементів і швидкості обертання. На другий стадії подрібнення досягаються дві мети: створюється антиокислювальна покриття на кожній частці порошку і проводиться холодна обробка великих часток. При ударі частинки міді або заліза, що входять до складу кульових мелють елементів 9, переносяться практично на кожну частку порошку 8, створюючи на ній захисну оболонку. Дрібні частинки порошку при терті про кульові елементи зіскрібають з них мідь або залізо і таким чином також набувають захисну оболонку. Ді...
