铁粉分类及应用
2019-01-03 09:36:51
铁粉,尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色:黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度,习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150~500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉,粒度在44~150μm为中等粉,10~44μm的为细粉,0.5~10μm的为极细粉,小于0.5μm的为超细粉。一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉,若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备,但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉,它们由于不同的生产方式而得名。铁粉
纯的金属铁是银白色的,铁粉是黑色的,这是个光学问题,因为铁粉的比表面积小,没有固定的几何形状,而铁块的晶体结构呈几何形状,因而铁块吸收一部分可见光,将另一部分可见光镜面反射了出来,显出白色;铁粉没吸收完的光却被漫反射,能够进入人眼的可见光少,所以是黑色的。
铁粉的应用
粉末冶金工业中一种最重要的金属粉末。铁粉在粉末冶金生产中用量最大,其耗用量约占金属粉末总消耗量的85%左右。铁粉的主要市场是制造机械零件,其所需铁粉量约占铁粉总产量的80%。
多孔泡沫金属
2018-12-28 14:46:50
多孔泡沫金属是近年来发展起来的一种结构-功能一体化的新型材料。其优异的性能和广泛的应用前景吸引了众多科技研究者的注意。但是对于发泡过程基础理论研究还不够全面,特别是气孔的发泡机制即气孔在基体金属内随外界条件变化而发生的形核、生长、运动和消亡等热、动力学条件的研究很少。泡沫金属是一类具有低密度以及新奇的物理、力学、电学、声学等特殊性能的新型材料。这种材料在轻质结构、能量吸收和热控制等方面均具有广泛的应用潜力。
多孔金属材料是近十几年内发展起来的新材料,它具有结构材料和功能材料的特性,是许多普通金属材料所无法具备的。它的开发是人类社会发展的必然趋势。说必然趋势其中包含二重含义,其一是人类生存的空间愈来愈小。资源愈来愈贫乏,所以迫使人类为生存而斗争,去挖掘省资源。省能源。有利环境保护的材料。其二二。突飞猛进的科学技术发展,使我们有能力从事新材料的研究和开发。综上所述,我们可以看出,多孔金属材料具有很好的开发前景和广阔的用途。
多孔金属材料具有密度小、刚度大、比表面积大、吸能减震性好、消音降噪效果好、电磁屏蔽性能高等特点,目前应用于催化剂以及催化剂载体、高温液体过滤器、热交换器等功能材料方面;也作为结构材料应用于航空、建筑等领域。为适应更多领域的应用需要,多孔金属材料的制备技术也在不断发展中,从传统高孔率、大孔径(>1mm)、多面体孔形貌的多孔金属材料转为制备球形孔低孔隙率金属泡沫、小孔径高孔隙率金属泡沫或小孔径低孔隙率金属泡沫。
浅谈多孔挤压模具生产要素
2019-01-09 09:33:47
铝挤压多孔模是提高生产效率的有效方法,较能影响多孔模生产的环节包括模具设计、模具制作、挤压生产和模具维修,本文简短介绍各环节的注意事项和生产经验。
1 模具设计
1.1 模具型腔缩水给定:
先按单孔缩水原则给出整体缩水(不同合金缩水率不同,如6063材质缩水率为1%),再按模孔摆放位置给出抵消模具弹变的预变形量,如图; 1.2 模具结构设计
1.2.1型腔放置
双孔型腔一般放置方法有:左右出料(对称或同向)和上下出料(对称或同向)。
三孔型腔一般放置方法有:三孔平放出料、品字形出料、倒品字形出料。
其它多孔型腔摆放基本按双孔和三孔原理放置。
对称出料:入料和出料完全一致,模具设计上长短不需考虑,挤压后锯为便于表面处理操作方便,需使用多个不同的料框存放素材,影响后锯人员工作效率。
同向出料:各孔出料方向一致,不需要在后锯进行特别区分,后锯人员操作比较简单,但对设计流速要求高,各孔出料长短较难控制。
1.2.2分流孔设计
现有多孔模较常用多孔单独供料和多孔整体供料两种结构。如图:多孔单独供料结构(图3):挤压时先把整棒分成两支一模一样的仿形棒,再进入分流孔。优点:各孔出料长短差异小,模具防弹变能力强。缺点:经济性较低。相对其它结构需要更大的模具规格,同规格铝棒直径生产型材外截圆小。
多孔整体供料结构(图4):挤压时铝流直接进入各分流孔,通过单独的焊合室达到各型孔的供料平衡。优点:经济性高,模具设计时布孔方便。缺点:各孔出料长短差异大,需要更高的加工精度;模具防弹变能力较弱。
1.2.3桥厚设计
桥厚(图6)与桥跨(5)成正比。桥跨越长,桥厚越厚,模具需更好的强度保证,模具规格随之增大,挤压力也会增加,因此只需保证足够铝流焊合,桥跨越短越好。1.3 工作带给定
个人认为型材流出快慢主要靠分流孔的配比,工作带只作为辅助成形,但是“U”字型料的开口,“T”字形部位色差和大平面表面质量与工作带给定有较大关系。工作带比例一般在壁厚的1.2——3.5倍。
1.4 材料选择
多孔模较单孔模前者在挤压过程中弹变更大,为模具的稳定及使用寿命提供好的基础,需要选用韧性较好的钢材。
2 制作加工
2.1 加工要点
大部分使用CNC加工,除慢走线割型腔、外圆,电火花加工下模工作带及清角。上模工作带需做出高低点;加工下模工作带时各孔需同时放电加工。模具配全止口采用间隙配合,配合间隙一般在0.02mm——0.06mm之间。
2.2 热处理要点
硬度保持在48——50HRC之间,模具上任意位置硬度相差在2HRC之间。注意硬度检测时取点位置,避免影响模具强度和贴合支撑。
3 挤压工艺
3.1 挤压工艺参数
多孔模较容易出现出料长短不均,为不影响修模判断,挤压工艺必须按标准执行。模具各位置点温度差异在5℃以内。通过调整挤速和铝棒温度来达到出口温度持续一致,6063材质挤压出口型材温度控制在520℃——530℃。挤压速度(挤压机主缸前进速度)应按阶段调整,订单完成前较后两支棒进行提速,记录提速后情况,找寻较大挤压速度,我司目标型材流出速度为30m/min。
我司挤压参数如表3.2 分料装置使用
为防止在挤压过程中各孔挤出的型材出现相互刮擦现象,需要在接料台安装多组分料装置,给每支挤出的型材创造一个单独的运动区间,避免相互接触,减少因擦划伤造成的报废。如图73.3 冷却风速调整:
型材在接料台流出时常会出现刀弯现象,造成各孔型材分料后再重叠在一起,同时矫直拉伸率会变大才能削除刀弯现象,造成型材擦划伤、矫直过度表面桔皮和尺寸达不到要求。为达到同时冷却,可在接料台加装气管或出口使用氮气冷却方式。
4 模具维修
多孔模较大问题在于各孔出料长短和壁厚不均,模具维修靠前步要仔细检查模具,确认各模孔完全符合图纸要求,再做修模方案,模具维修理念为以快修慢、先修长短再修形状。
5 结束语
影响多孔模出料原因有设计因素、模具加工、挤压设备精度、工艺和操作等原因,其中模具加工、挤压设备精度、工艺和操作都可以直接管控,确保符合标准,只有这样才能真实反映模具设计问题以及后续的稳定生产。根据几年的生产跟踪,多孔模生产较单孔模效率提升50%以上,特别是单次订单量大的型材,多孔挤压效率远远超出单孔挤压效率,因此多孔模生产对生产效率提升有较大优势。
每家公司都有自己的主打产品,但也有很多产品单次订单量不多,如单次订单量少,用双孔模挤压棒数过少会造成生产成本过高,未来可能实现一模多型的模具,特别是现有穿条隔热料,两个穿条子件一般都会同时接到订单,若能实现一模多型,可以减少生产中的很多流转环节。
因此多孔模的开发仍有很大的发展空间,也有很多技术提升空间,需要同行业相互沟通,共同努力,推动铝行业发展。
来源:Lw2016论坛文集
作者:肖文辉,颜廷柱
多孔材料的特性与前景
2019-01-03 09:37:04
多孔材料,多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。典型的孔结构有:一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构;由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料;更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构,通常称之为“泡沫”材料。如果构成孔洞的固体只存在于孔洞的边界(即孔洞之间是相通的),则称为开孔;如果孔洞表面也是实心的,即每个孔洞与周围孔洞完全隔开,则称为闭孔; 而有些孔洞则是半开孔半闭孔的。
介绍
含一定数量孔洞的固体叫多孔材料,是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。典型的孔结构有一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构,由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构,通常称之为“泡沫”材料。有的文献把孔隙率充分的叫多孔材料,大于的叫泡沫材料。而从大量的国内外文献来看,称为泡沫材料的孔隙率并未大于,如熟知的泡沫铝,其孔隙率往往低于,有的文献把孔隙率从一的叫泡沫材料,还有的文献则认为,由于该材料最初采用发泡法制备,曾称之为发泡材料,以后发展了渗流等制备法,称之为通气性材料,更合适的名称应为多孔泡沫材料,简称多孔材料或泡沫材料。总之,没有一个统一、严格、公认的定义。多数学者将多孔材料和泡沫材料视为等同概念。多孔材料在自然界中普遍存在如木材、软木、海绵和珊瑚等(“cellulose”这个词就来源于意为“充满小孔的”拉丁小词“cellula”)。
千百年来,这些天然的多孔材料被人们广泛利用。在多年前的古埃及金字塔中就已经使用了木制建材在罗马时代软木就被用作酒瓶的瓶塞。近代人们开始自己制造多孔材料,其中最简单的是由大量相似的棱形孔洞组成的蜂窝状材料,可用作轻质构件。更常见的是高分子泡沫材料,其用途广泛,可用于小到随处可见的咖啡杯,大到飞机坐舱的减震垫。现代技术的发展使得金属、陶瓷、玻璃等材料也能像聚合物那样发泡。这些新型泡沫材料正逐渐地被用作绝缘、缓冲、吸收冲击能量的材料,从而发挥了其由多孔结构决定的独特的综合性能。
分类
面按孔径尺寸分类的方法源国际纯化学及应用化学组织,为推动多孔材料的研究,推荐了上述专门术语。按照孔径大小的不同,多孔材料又可以分为微孔(孔径小于2 nm)材料、介孔(孔径 2-50 nm )材料和大孔(孔径大于50 nm )材料。
特性
相对连续介质材料而言, 多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点。具体来说,多孔材料一般有如下六种特性:
机械性能:应用多孔材料能提高强度和刚度等机械性能, 同时降低密度, 这样应用在航天、航空业就有一定的优势, 据测算, 如果将飞机改用多孔材料,在同等性能条件下, 飞机重量减小到原来的一半。应用多孔材料另一机械性能的改变是冲击韧性的提高, 应用于汽车工业能有效降低交通事故对乘客的创造伤害。
传播性能:波传播至两种介质的界面上时, 会发生反射和折射。由于多孔的存在, 增多了反射和折射的可能,同时衍射的可能也增多了。所以多孔材料能起到阻波的作用。利用这种性质, 多孔材料可以用作隔音材料、减振材料和抗爆炸冲击的材料。
光电性能:多孔材料具有独特的光学性能, 微孔的多孔硅材料在激光的照射下可以发出可见光,将成为制造新型光电子元件的理想材料。多孔材料的特殊光电性能还可以制出燃料电池的多孔电极, 这种电池被认为是下一代汽车最有前途的能源装置。
渗透性:由于人们已经能制造出规则孔型而且排列规律的多孔材料,并且, 孔的尺寸和方向已经可以控制。利用这种性能可以制成分子筛,比如高效气体分离膜、可重复使用的特殊过滤装置等。
吸附性:由于每种气体或液体分子的直径不同, 其运动的自由程度不同,所以不同孔径的多孔材料对不同气体或液体的吸附能力就不同。可以利用这种性质制作出用于空气或水净化的高效气体或液体分离膜, 这种分离膜甚至还可重复使用。
化学性能:多孔材料由于密度的变小, 一般材料的活性都将增加。基于具有分子识别功能的多孔材料而产生的人造酶, 能大大提高催化反应速度。
前景
在众多的多孔材料中, 制备角度, 无序孔多孔材料的制备较易, 成本较低, 易于大量推广和使用。例如泡沫金属。常见的方法有五种:(1)粉末冶金法,它又可分为松散烧结和反应烧结两种;(2)渗流法;(3)喷射沉积法;(4)熔体发泡法;(5)共晶定向凝固法。 可控孔多孔材料拥有许多无序孔多孔材料所不具备的特性,随着新技术的发展, 可控孔多孔材料的制备方法将越来越成熟, 这类方法必将成为今后多孔材料科学的发展趋势。
多孔模具的维护使用
2019-01-11 15:43:41
众所周知,挤压模具是在极其恶劣的劳动条件下进行工作的。高温、高压及高强度的摩擦,致使模具寿命较短。其主要失效形式有磨损失效,型材在挤压过程中经过高温高压直接与工作带进行接触,从而产生强大的摩擦力,使型腔表面和工作带表面受到磨损而失效。开裂失效,在实际的生产过程中,模具经过一定的服役期,在一些强度较弱的地方会产生细小的裂纹,并随着生产的继续逐渐向纵深扩展,到达一定程度就会产生开裂或断裂。变形失效,一般是模具在使用中出现悬臂偏心、下陷的状况。有可能是其强度不够亦或其它原因造成。鉴于以上种种影响模具寿命的问题,在多孔模的设计、制造及使用维护应注意以下方面:设计多孔模一定要注重分流孔的摆放,因为桥位多所以要合理布局完美卸压。在其制造过程当中要特别注意到薄弱部分及应力集中的地方。 在多孔模具维修方面,首先要解决的就是出料长短问题,而在修复的过程中尽量不要动工作带或烧焊,较好是通过调节导流板或焊合室的流量来达到完好修复,这样可以较好的保持模具的稳定性。对于多孔模具的高效清洁相当之有必要,很多角落、细微处有许多手工难以抛光打磨好的地方。为此,我司采用抛光喷砂机对其进行表面清洁。 在模具合格后靠前时间进行氮化处理,使表面强化后更好的应对生产。在生产过程中尽量避免模具的频繁上下机,尽可能的减少模具因骤冷骤热从而导致综合性能的下降。模具后期的维护保养也很重要,在进仓前务必清洁干净喷上防锈剂。由以上看来,对多孔模寿命进行适当的提升是一项综合的系统工程,必须实施全面的模具追踪管控制度才能实现。 总之,多孔模具的较终成功,依靠的是一整套环节。任何一个环节的疏忽都不可能使多孔模具的效能较大化。至此,一定要加强工序间的完美连接。同时我们更应在现有的经验基础上,不断开拓出更多、更新、更好的对提升多孔挤压模具寿命及效率的举措。
还原铁粉让普通铁精粉身价倍增
2018-12-13 10:31:09
日前,记者从辽宁北票盛隆粉末有限公司了解到,该公司用高科技把普通铁精粉加工成还原铁精粉,使普通铁精粉成为身价倍增的高附加值产品。目前,还原铁粉的国内市场价格为每吨4800元-18000元。(据2006年6月26日报道,国内部分地区铁精粉采购价格分别为承德580-590(含税)元/t、霍邱660-670(含税)元/t 、本溪510-520 (含税)元/t )
北票盛隆粉末冶金有限公司前身是生产普通铁精粉的北票铁矿。2000年,该公司依托当地丰富的铁矿资源和自己较强的采矿、选矿生产能力,引进和采用乌克兰先进技术,并积极与国内科研院所开展技术合作,实现了初级资源型企业向高新技术企业的转型,开发出了还原铁粉、铝镍合金粉等一系列附加值较高的冶金新产品。2002年,该公司开始生产还原铁粉,目前已达到9000吨的年生产能力,产品主要供给“珠三角”和“长三角”地区的零部件制造企业,同时出口日本等国家和地区。 据了解,还原铁粉是用高科技把含铁量66%以上的普通铁精粉,经过加工成海绵铁、粉碎、磁选、两次还原、筛分等工序提纯,使其变成含铁量达到99%以上的纯铁粉,粒度可达到100-500网目。还原铁粉可用于汽车零部件制造、家电零部件制造、金刚石工具、钢结硬质合金以及高端电子产品软磁性材料等领域;用还原铁粉制成的各种零部件,能够做到无机械切削加工或极小量机械切削加工的特点,使下游各类制造业节约能源和原材料,降低生产成本。 来源:世纪金山网
电镀前须处理多孔产品材料填充
2018-12-29 09:43:08
铸件或其他可能带有疏松、气孔、砂眼、隙缝或带有微细裂纹的零件也会遇到类似的情况。粉末冶金制件等多孔性的材料在电镀过程中容易渗入溶液,不仅难清洗,而且残余的镀液日后渗出将破坏镀层和与之接触的其他材料。
这类零件如果不进行封孔,电镀后惟一的办法只能是反复浸泡与清洗,冷热水交替往往会有所帮助。
镀层的厚薄也会有所影响。若镀层很薄,则镀层不太会影响清洗,只须注意清洗仔细和彻底。有时检查一下洗后干燥时渗出水的酸碱度或盐类,也可大致了解清洗的彻底与否。
很厚的镀层如果镀覆速度较快,常能起到封孔的作用。中间厚度的镀层问题较多。因为镀层常常会在孔口部分形成不完整的桥接。这种架构会使清洗特别困难。
目前流行的办法是将多孔的零件例如粉末制品用树脂、蜡料或一些熔融的化合物将孔封闭。用填充孔隙的方法来避免清洗不彻底带来的问题,同时选择的电镀工艺过程要尽量避免所用溶液的含有强腐蚀性或者促进腐蚀的介质,例如避免溶液内有氯离子等物质。
要填孔须在填充前先用高温烘烤以去除油烟,这样可以除去滞留在孔内的油料以帮助封闭剂的进入和结合,除尽油后可浸树脂封闭,真空填充效果比单纯的浸泡要好。一般的产品常用硬脂酸锌在150-180度下浸泡,封闭效果也较好,但电镀工艺中应避免使用强酸以免使封闭材料溶解。
多孔制件在电镀之后浸一下重叠性能好的置换型防锈油也有好处。因为这类油料的渗透能力、缓蚀效果和水置换性都很强,有利于清洗不够彻底时防止过分的腐蚀破坏。
铋矿三氯化铁浸出-铁粉置换法
2019-01-31 11:06:17
流程由6道工序组成:铋矿的浸出与复原;铁粉置换沉积海绵铋;氧化再生;海绵铋熔铸粗铋;粗铋火法精练;铋浸出渣中有价金属的选矿收回。浸出进程的首要反响如下:浸出液经加铋矿复原,使溶液中残存的三价铁复原为二价。加铁粉,沉积出海绵铋,经过氧化,再生三价铁。
此法在工艺上比较老练,铋的浸出率高(渣计98%~98.5%),综合利用好,污染较小,为进步铋资源的综合利用供给了一种有用的途径。但此工艺材料耗费比较高,1t海绵铋耗用工业1.5~1.8t,氧气0.4~0.5t,铁粉0.5~0.6t。因为选用铁粉置换和再生技能,铁和氯离子在溶液中的堆集不容忽视,废液排放量大,浸出液中因为离子浓度相对较高,黏度较大,渣的过滤和洗刷较为困难。工艺流程见图1。图1 铋锡中矿浸出-铁粉置换提铋工艺流程图
含铁粉矿球团化制备工艺研究
2019-01-24 09:36:35
近年来,随着钢铁工业的迅速发展和生产规模的不断扩大,在钢铁冶金生产中产生的含铁粉矿也随之迅速增长。主要包括烧结粉尘、高炉粉尘及尘泥、转炉粉尘、电炉粉尘、轧钢皮及尘泥等,这些粉矿的含铁量比较高,是一种可循环再利用的宝贵资源。此外,金属矿在开采过程中也会产生粉矿,对这些含铁粉矿资源的再次利用,具有重要意义,因此有很多球团厂和钢铁企业均对如何利用含铁粉矿进行了深入的研究[1-2]。
在含铁粉矿利用过程中,还存在以下主要问题:①生产出来的球团抗压力太低,满足不了球团进入高炉冶炼的要求。②制备工艺过程中的粘结剂对原材料要求高,含铁矿粉本身来源复杂,严格要求是不可能的,甚至有的粘结剂还要求原料中要加入一定量的含铁90%以上的金属粉才能固化,这就失去了利用矿粉的意义。③球团的固化时间太长,有的需要几十个小时固化时间、或几十天的养护才能产生抗压力,没办法实现批量生产。
本研究拟开发一种简单可靠、适应性广的球团生产工艺,并具有设备简单、投资少、生产成本低、便于操作等优点;要实现这一目标,首先粘结剂的烘干温度要低,加热时间要短,能源消耗要少,不污染环境,所以首先研制了新型粘结剂。已有不少关于球团用粘结剂的研究[3-6],在前人研究的基础上,对粘结剂进行了进一步深入研究,获得了新的无机、有机复合粘结剂,以此为基础,对加热固化制度工艺也进行了研究,并探索了粘结剂的合适加入量及粘结剂对不同矿粉原料的适应性,以获得能用于实际工业生产的含铁粉矿的球团化制备工艺。
一、试验条件与方法
(一)原材料
1、粘结剂,采用自制无机有机复合粘结剂(简称粘结剂)。
2、含铁粉矿,来自攀枝花某企业,其化学组成见表1。(二)试验过程
每次称取含铁粉矿原料500g,试验采用人工配料混合,试样加压成型是在万能压力试验机上进行。加压成型压力为30000N/个,每个球团用料30g,直径为25mm。粉矿加压成型后放在加热炉中进行烘干固结,最后测其径向抗压力。其径向抗压力与实际工业生产中对辊压块法生产的椭圆球团两端点间的力更接近,所以在试验中,都是采用的测试试样的径向抗压力。试验过程如图1所示。
(三)抗压力测试
试样为直径25mm,高20mm的圆柱体,每种条件下制作5个试样进行抗压力测试,去掉最高、最低值,取其余3个值的平均值作为该条件下的抗压力值。
(四)所用仪器与设备
加压设备为YE-30型液压式压力试验机,烘干设备为TMF-4-3型陶瓷纤维高温炉,抗压力检测设备为CMT5105型微机控制电子万能试验机。二、试验结果与分析
(一)加热固化制度对球团抗压力的影响
所用粘结剂要在加热条件下才能固化,因此加热固化制度是球团制备重要的工艺参数之一。通过查阅文献,采用自制的无机有机复合粘结剂,首先在固定12%粘结剂用量的条件下,通过改变加热固化温度,进行试验,其固化温度对球团抗压力影响的试验结果见表2。从表2可见,将试样从室温直接加热到加热固化温度并保温1h的条件下,加热固化温度从300,400,500℃,变化到800℃的过程中,试样的径向抗压力是依次增大的,在500℃时达到最大值。当温度800℃时,径向抗压力反而降低了。所以采用500℃为此工艺较合适的加热温度。通过查阅文献,当球团试样加热到500℃左右时,球团试样中的粘土失去结构水,粘土变成了死粘土,相当于常见的泥通过烧制变成了砖瓦,从而表现出球团抗压力的提高。不仅如此,粘土向死粘土的转化,可使球团在雨水作用的条件下不会散开,而保持其力,有利于球团生产后的储存和运输,这对大批量生产球团的企业非常重要。
试验过程中,发现水分对粘结剂的固化作用产生影响,所以设计了在加热固化过程中的一个除水的过程,在105℃时保温0.5h,以除去试样中的水分(表3)。
从表3可见,在105℃保温0.5h后,球团试样的径向抗压力明显提高。在105℃保温0.5h,可以除去球团试样中的水分,防止了水分对粘结剂的固化作用产生影响,所以抗压力就提高了。综上,加热固化温度从300,400,500℃,变化到800℃的过程中,试样的径向抗压力在500℃时均达到最大值。所以选定的最佳加热固化制度是球团在加热固化过程中先从室温升至105℃,让其在此保温0.5h后,再连续升温到500℃并保温1h。
(二)粘结剂加入量对抗压力的影响
在球团化的制备工艺中,球团抗压力的产生主要来源于粘结剂的固化作用,所以粘结剂的加入量的多少,直接影响到球团整体性能,也是进行工业化生产过程中,生产成本的主要部分。用相同的加热固化工艺,采用不同的粘结剂加入量,进行了试验,试验结果见表4。从表4可见,随着粘结剂加入量的增加,球团试样的径向抗压力会相应提高。当粘结剂用量为12%时径向抗压力过到最大值。继续增加粘结剂的用量,当增加到14%时径向抗压力反而有所降低。在球团中,径向抗压力的产生主来源于粘结剂在加热固化过程中形成的粘结膜。所以当粘结剂用量增加,形成的粘结膜球团的数量也会相应增加,球团的抗压力会提高。但当粘结剂用量达到14%时,粘结剂的量早已达到饱和状态,多的粘结剂无法再继续形成粘结膜,反而增加了球团中的水分,影响了粘结剂的加热固化效果,导致其抗压力下降。在粘结剂的加入量为12%,先在105℃时保温0.5h,再连续升温到500℃并保温1h的条件下,在攀枝花某企业进行了球团中试生产试验,并用所生产的球团进行了转鼓指数测定,发现大部分转鼓指数在67%左右,最高的可达90%。
(三)不同粉矿条件下的抗压力
为了验证此球团化制备工艺的普适性,选用了3种不同的粉矿原料进行试验。①原料1。高铁粉36%,中加粉40%,转炉污泥24%,含铁量50.81%。②原料2。泥矿20%,中加粉30%,高铁粉30%,铁精矿20%,含铁量52.31%。③原料3。泥矿10%,中加粉50%,高铁粉40%,含铁量50.89%。
按粘结剂加入量为12%,烘干制度采用先在105℃时保温0.5h,再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案,对以上3种不同的粉矿原料进行试验,结果见表5。从表4可见,3个不同的原料配比,按此工艺,其球团试样的径向抗压力最低为1.4153 kN,达到了使用的要求。该工艺对粉矿原料没有特别的要求,具有普适性,有很广的应用前景。
通过对加热固化制度、粘结剂的加入量对含铁粉矿球团化力的影响试验,找到了一套合适的制备工艺。此制备工艺生产的球团径向抗压力较高,能满足进入高炉冶炼的要求;此制备工艺对含铁粉矿的原料没有严格的要求,具有普适性;在此工艺中,固化时间为2h左右,生产周期短,适合企业实现批量生产;为解决目前球团生产中存在的主要问题奠定了基础。
三、结论
(一)试验研究表明,球团在加热固化过程中,先在105℃时保温0.5h,除去球团中的水分,再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案,所生产的成品球团径向抗压力可从1.5731 kN提高到1.9122kN,成品球团还能抗水,便于工厂保存和运输。
(二)当粘结剂的用量在12%时,所制备的球团径向抗压力最大达到1.9122 kN,能满足高炉冶炼的要求。
(三)通过对不同含铁粉矿的试验研究表明,此工艺对粉矿原料没有特别的要求,具有普适性。
参考文献
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利用磁选机提取河沙铁粉的工艺介绍
2019-01-16 17:42:18
由于近几年我国钢铁原料----铁精粉价格的攀升,河沙选铁的利润大幅度提高,专用机械----河沙选铁船、磁选机等系列选矿设备得以在全国范围内大面积推广。
中科公司生产的河沙铁粉提取磁选机有实际的应用效果。 这些选矿设备大致的工作原理为:通过磁选机将河沙中的磁性铁选出来。下面就具有代表性的设备--挖沙选铁船的构造、原理以及操作规程简介如下: 挖沙选铁船由浮体、链斗挖沙系统、筛分系统、磁选系统、尾沙排除系统、动力系统组成。
首先,河道里有水,我们的选矿设备必须要浮在水面上工作,因此我们用3.5-4毫米的钢板做成了浮体,根据挖沙深度的不同,浮体的宽度和长度都有相应的尺寸要求,一般宽度在1.5-2米之间,长度在16-32米之间。
另外,我们为了增加船的稳定性,两个浮体之间间隔了一定的距离,一般为1.5米左右。顾名思义,这套选矿设备的上料系统是链斗式的挖沙系统,河沙由链斗提上来以后,因为有大小不一的石子,为了保护磁选机的安全,必须经过筛分系统。根据河道的环境不同,一般来说,石子比较少、直径比较小的河道用自震式比较好,维修方便,节省动力(约3KW)。而石子很多,直径又比较大的河道就要用滚筒式的筛子了。经过筛分后的石子一般直接流入河道,如果有经济价值也可由传送带输送到岸上出售;河沙转入磁选系统。磁选系统主要是磁选机和水洗精选系统。
磁选机的磁表强度一般要达到3800-4500高斯,规格为750*2200-2400,这样配套才能达到90%的净选率。水洗的作用是提高毛铁粉的品位,一般可在30-45之间自由调节。尾沙排除系统的作用是将选去铁粉的尾沙排到远离本机械的地方,以保证本机械能正常的工作。一般有自流式、传送带式、抽沙泵式三种形式当然这也是根据河道的具体环境来定的。
粉末冶金多孔材料制造工艺
2018-12-12 17:59:44
本发明公开了一种粉末冶金多孔材料制造工艺。它包括混合备料、压制成型、烧结和切割等工序。它解决已有工艺制得的多孔材料存在贯通孔少,孔道曲折,孔的排布不能根据需要而设计等不足。其特点1.工艺简单、无污染;2.按该工艺制得粉末冶金多孔材料贯通孔多,孔道平直,又可根据需要进行排布等。用该工艺制得的粉末冶金多孔材料可用于制造分离、过滤、导流、限流、阻尼等元件。
一模多孔铝型材挤压模具生产工艺实践
2018-12-20 09:35:33
“一模多孔”业内俗称“多孔模”。挤压“一模多孔”技术是一项提高成品率、生产效率、型材质量的先进生产工艺,其节能、节人、节地、节成本方面效果显著,符合国家节能降耗政策导向,对企业可持续发展有着举足轻重的作用。 1.模具设计与制造 “一模多孔”的模具设计方面,为取得优化效果,摆放多孔时,需要考虑钢材的强度,避免孔间距过大或过小,在坚持布局对称的基础上,建议孔是横放形式,确实需要上下布局时,则需要孔错开一些。加工模具过程中,高精度先进模具加工仪器是保证模具合格的前提。如分流孔和焊合室最好采用CNC加工中心,以能达到相应的精确度,而型腔则采用慢走丝切割,保证工作带的垂直度、平行度以及光洁度。 2.挤压生产工艺控制 2.1工艺参数 2.1.1棒温 多孔平模的棒温控制范围一般在390-480℃之间,具体的棒温控制采用阶梯式降温法,一般初始棒温采用控制范围的上限棒温,以后控制每支棒棒温递减10℃,直到棒温控制在范围的下限。 多孔分流模的棒温控制范围一般在430-500℃之间,具体的棒温控制同上述平模。 2.1.2模温 通常模具温度应控制在430-480℃之间。 2.1.3盛锭筒温(料胆温) 一般情况下筒温控制在410-440℃之间,可根据实际生产情况将筒温控制在上限。 2.1.4出料口温度 一般情况下出料口温度控制在520-580℃之间,出料口温度过低、过高都将对出材及型材硬度、质量造成影响。 2.2工艺操作规范要求 2.2.1铝棒加温 铝棒通过棒炉加温,按目前棒炉加温方式基本上都是分区控制加温,由高到低或者由低到高。 为保证铝棒加温透心,多孔模加温方式一般采用由高到低的方式控制,即铝棒由进炉区到出炉区温度是由高到低分区控制。一般是根据棒炉分区数量将温度设定递减。 2.2.2模具加温 模具加温时间一般控制在6小时之内,保证透心,模具要连同模垫、模套一起加温,但不能超时加温,否则对型材表面质量及出材情况造成影响。 模具置于模具炉内加温时,模具不能靠近炉壁、风机风口位置,尽量往中间位置摆放,模具之间要保证足够的间隙,一般情况下不少于5CM。 模具炉内要保证干净,无灰尘,避免加温过程中因大量灰尘落在模具工作带,造成出料时型材产生各种表面质量问题。 2.3挤压过程控制 2.3.1模具从炉内取出到挤压出材时间不能超过3分钟,否则会造成出材快慢不一。 2.3.2上机生产第一支棒不排气,而且要用短棒挤压,棒长控制在200-300mm。 2.3.3第一支棒要以“0”段起压,出材后慢慢加快挤压速度。 2.3.4出料口使用高温垫板保证底面防刮伤、擦花等,每支料之间用石墨板间隔,防止型材互相擦花、碰伤、压凹等质量问题。 2.3.5间断性调整牵引机拉力大小,保证型材几何尺寸符合公差要求。刚开始的几支棒要加大牵引拉力,出材正常后可慢慢调回拉力。 2.3.6一般情况下,出材速度可控制在30-40m/min。 2.3.7生产过程中严格按合金状态要求进行淬火,风冷或水冷。 2.3.8正常生产过程中不允许随意停机,如因设备故障出现停机,停机超过3分钟,模具必须卸模回炉加温,再次上机模具温度要保证达到500℃。但是为保证型材质量,建议将模具卸模送煲后再次上机生产,因多孔模对温度等要求较高,回炉模具再次上机造成型材偏壁、压烂模具的情况时有发生。 2.4出料口型材温度及速度控制 2.4.1根据出料口型材温度适时调整铝棒加热温度。 2.4.2出料口型材温度正常控制范围在520-580℃之间,温度低于520℃型材容易造成硬度不够,达不到相应的力学性能,高于580℃随时可能发生拉烂、劏模现象。 2.4.3出料后型材目视观察表面变黑,必须马上降低棒温和挤压速度,以防出料型材温度超高。 2.4.4多孔模生产过程中,机手必须时刻观察棒温、出料口型材温度、型材表面、设备运行情况,一旦发生意外情况,必须立即停机,否则模具损坏率极高,对模具使用寿命有很大影响。 3.“一模多孔”挤压设备 铝型材挤压是一个系统工程,要成功实现“一模多孔”技术,达成提高挤压成品率及生产效率、增强出材稳定性的目的,除了要注重挤压机的稳定性与模具质量之外,同时配置先进的配套设备,如双牵引机带飞锯的机台、模具、铝棒加热炉、长锭炉热剪技术等设备也是至关重要的。 4.结束语 挤压“一模多孔”技术随着挤压生产工艺的不断提高优化,其生产效率、成品率不断提高。因企业采用的设备、模具材质、挤压工艺的差异,在“一模多孔”技术上的发展亦有所差别。
炼钢炉尘提取还原用铁粉重选技改实践
2019-01-21 18:04:35
一、前言
炼钢厂生产过程产生的含铁粉尘中含有15%~25%的金属铁粉,攀研院在“九五”攻关时,独立开发了一种新的生产工艺,采用球磨后重选将含铁粉尘中的金属铁粉与其它杂质分开,成功地生产出MFe达90%以上的还原用铁粉(后简称铁粉),主要用于钛白还原剂,成果于2001年就在冶炼厂很好的运行。
由于炼钢厂扩能和工艺优化,年污泥量增加1万多吨且污泥的品位大大降低,若按原生产工艺,达不到生产要求,因而根据现状对原工艺进行了技改。技改后,处理能力得到大大提高,各项指标均能达到产品质量要求。
二、原因分析
(一)原料分析
铁粉的生产原料是在转炉炼钢过程中用湿式除尘器收集而来的粉尘,是一种理化性质极不稳定的人造矿物,并且在冶炼过程中还被焦油等杂质污染,以上这些原因对产品的稳定性产生了一定的影响。
炉尘原料的物理性质随冶炼条件的变化而波动,其整体粒度细,其中-38um的粒级含量约占30%~35%,且粒度越细,金属铁品位越低。细粒级的存在由于其比表面积大,表面能高而容易吸湿结块。对-38um粒级的物料,由于其粒度太细,普通的选别设备无法对其进行有效选别,同时粒度太细也很容易被氧化。这样,大量的低品位细泥占用了选别设备的处理空间,使其处理能力降低,同时也会影响分选精度,降低选别指标。
另外,由于炼钢的吹氧工艺优化和造渣剂的增加都影响了污泥的粒度和品位,污泥的品位越来越低且越来越细, 对选别设备要求就更高,采用原工艺生产就达不到生产要求。
(二)原工艺流程及存在的缺陷
1、原工艺流程
原工艺流程如图1所示。2、原工艺存在的缺陷
(1)一次摇选处理能力不够大:摇床为粗选设备,对现一年增加1万吨的污泥要进行粗选,处理能力是不够的。
(2)管磨机对矿浆研磨不充分:管磨机的入料浓度较低,且管磨机中的钢球装球率不高,钢球种类少只有一种小钢球,对矿浆的磨剥力度不够,使氧化物与金属铁不能有效的分离。
(3)管磨机电耗高:管磨机电机功率为37KW,每天4台管磨机就工作20小时那么4台管磨机光电耗一项就要2960度。
(4)二次摇选入料品位低:从管磨出来的料浆浓度较稀,也没经过选别直接进入摇床进行二次精选,粗精矿品位不高,导致二段选别效果不好,使最终的成品质量不稳。
三、解决措施
针对现有生产工艺存在的问题,对现有工艺进行了优化。
(一)新工艺流程
经改造后的新工艺流程(略)
(二)改造措施
1、将一段摇床改为螺旋溜槽。
2、在一段摇床后增加了分级机,对一段粗精矿进行了浓缩。
3、将4台管磨机并联改为2台节能型球磨机串联,对球磨机钢球按要求进行配比。
4、在新增球磨机后增加一台磁选机。
四、改进效果
经过以上措施的改造,将一段摇床改为螺旋溜后,有效的增加了一段粗选的处理量,能将现有原料处理完,提高了铁粉的产量;在一段摇床后增加了分级机,对一段粗精矿进行浓缩,保证了二段球磨入料浓度,使二段磨矿更充分;将4台管磨机并联改为2台节能型球磨机串联,节约了电,同时增加了钢球配比,保证了矿浆得到有效的研磨,使氧化物与金属铁能有效的分离;在二段增加一台磁选机,对二段摇床的入料品位进一步提高,有效控制摇床的入料浓度和品位,使二段精矿品位较稳定且都符合要求;通过改造后,产品质量稳定,从而取得了很好的经济效益。
五、结论
(一)通过技改后,有效的提高了污泥的处理量,进一步的降低了能耗。
(二)通过技改后,提高了铁粉的产量,进一步增加了市场份额,达到了预想要求。
多孔石墨烯复合材料可增强电极性能
2019-01-03 09:36:46
科技日报讯(记者姜靖)近年来研究表明,纳米电极材料有望提供相当于现在商用锂离子电池数倍的能量或功率密度,但该材料此前只能在负载量极低的超薄研究型电极中达到其优异性能,难以在需要较高负载量的商用器件中实现其应有潜力。美国加州大学洛杉矶分校段镶锋教授团队最近研制出一种三维多孔石墨烯复合电极材料,成功地解决了电极性能随着负载量急剧下降的关键难题,使得制备高负载的高性能电极成为可能。相关研究成果美国时间11日发表在《科学》杂志上。
段镶锋近日接受科技日报记者采访时表示,虽然许多纳米材料在一些研究型器件中展现了优异的储能性能,但在此类器件中,电极活性材料负载量经常只有商业化器件中常用负载量的10%左右。由于极低的负载量,最终体现在整体器件中的容量或功率密度很难能较大幅度地超过现在的锂离子电池。如果只是简单地增加电极厚度,随着厚度的增加,电子输运电阻和离子扩散电阻都会显著增加,致使电极性能急剧下降。
该团队研发的三维多孔石墨烯复合材料中,高度联通的石墨烯网络结构提供了优异的电子传输特性,而其多层次孔结构则大大促进了离子的快速输运,从而使该材料在高负载电极中首次同时实现了较高的容量和极高的功率特性。“这标志着高性能电极材料在朝商用储能器件方向发展的道路上迈出了关键的一步。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明评论说。
段镶锋表示,这一方案可以适用于其他高性能电极材料,为在商业级器件中实现此类高性能储能材料的潜力提供了一个切实可行的途径,有望极大提高相关储能器件的容量和充放电速度。
日本住友电气工业开发出铝多孔体
2019-01-02 14:54:44
住友电气工业开发出了铝(Al)多孔体“Aluminum Sermet”。据该公司介绍,作为锂(Li)离子充电电池和电容器的集电体使用,能够增大这些蓄电装置的容量。
新开发的铝(Al)多孔体为三维网眼状结构。空孔呈球状,空孔之间彼此相连,因此不会堵塞。与镍(Ni)多孔体相比,采用相同制造工艺,但比重只有其的约1/3,电阻率为其一半以下。另外,铝多孔体的耐腐蚀性高,镍(Ni)多孔因耐腐蚀性问题,尚未应用于锂离子充电电池和电容器。
如果用铝(Al)多孔体取代锂离子充电电池正极集电体中采用的铝箔,假设为汽车电池,可将电池容量增至原来的1.5~3倍。制造与原来相同容量的电池时,电池体积可降至原来的1/3~2/3。据该公司介绍,如果电容器的正负极集电体均使用铝(Al)多孔体来取代铝箔,可使容量和尺寸达到与锂离子充电电池相当的水平。
氧化铁皮的综合利用:可用于制取还原铁粉等
2019-02-26 11:04:26
轧钢厂在轧制进程中轧件表面所发生的氧化铁皮,含铁量很高。我国钢铁职业每年要抛弃很多的氧化铁皮,完成对这些氧化铁皮的综合使用无疑是一个很有含义的节能降耗作业。依据现在的研讨,可以在以下几个方面展开对氧化铁皮的综合使用。
(1)用于出产海绵铁或制取复原铁粉。
海绵铁可用作炼钢用废钢缺少的一种弥补,跟着电炉产钢量的不断上升,海绵铁越来越显得重要。用矿粉出产海绵铁因为设备出资大及工艺杂乱,现在在我国仍难以取得迅速发展。选用恰当的工艺流程,可以用煤粉复原氧化铁皮,出产出w(Fe高,含杂质量低且成分安稳的海绵铁,比用矿石出产的海绵铁(常含脉石杂质)更适合作优质废钢运用。
氧化铁皮也可用来制取复原铁粉。氧化铁皮制作复原铁粉的出产进程大体上分为粗复原与精复原。经粗复原进程将氧化铁皮在约1100℃下复原到w(Fe>95%,w(C
氧化铁皮可用来出产作为粉末冶金质料用的复原铁粉。氧化铁皮被复原成含w(Fe98%以上的海绵铁,经清渣、破碎、筛分磁选后,进行精复原,出产出合格的复原铁粉。然后进入球磨机细磨,经分级筛得到不同粒度的高纯度铁粉。粒度较细的铁粉用于制作设备的要害部件,只需压模,即可一次成型,取得强度高、耐磨、耐腐的部件,可用于国防工业、航空制作、交通运输、石油勘探等重要职业。粒度较粗的铁粉可用于出产电焊条。
(2)用作烧结辅佐含铁质料或炼钢助熔化渣剂。
氧化铁皮中FeO含量最高达50%以上,是较好的烧结出产辅佐含铁质料,理论核算结果标明,1kgFeO氧化成Fe2O3可放热1973焦耳。烧结混合猜中配加氧化铁皮后,因为温度高,烧结进程充沛,因而烧结出产率进步,固体燃料耗费下降。出产实践标明,8%的氧化铁皮即可增产2%左右。宝钢使用氧化铁皮作为辅佐材料,在混匀矿中配加氧化铁皮,一方面,因为氧化铁皮相对粒度较大然后改进了烧结料层的透气性;另一方面,氧化铁皮在烧结进程中放热然后下降了固体燃料耗费。
别的。使用氧化铁皮可作为助熔剂,用于矿石助熔,应用于转炉炼钢。氧化铁皮用作助熔化渣剂是一种高功率的冶炼助熔材料,可以进步炼钢功率,下降焦、煤的耗费,延伸转炉炉体的运用寿命。
(3)代替钢屑冶炼硅铁合金或代替废钢用于电炉炼钢。
钢屑是冶炼硅铁合金的重要原材料,我国每年用于冶炼铁合金的钢屑量在200万吨左右,而钢铁职业每年抛弃的氧化铁皮约1000万吨。现已开宣布用氧化铁皮代替钢屑冶炼硅铁合金的新工艺,并取得了杰出的经济效益。
电炉炼钢需求废钢作质料,对废钢铁料的要求较严,但这种废钢铁数量少,报价高,直销缺乏。以报价低廉且来历广泛的氧化铁皮、渣钢等废料作为主要质料,替代量少价高的废钢,具有明显的经济效益。
多孔铝型材挤压模具使用及修复方法
2018-12-19 17:39:35
我们都知道挤压模具是在非常恶劣的条件下工作的,高温、高压及高强度的摩擦,导致挤压模具寿命一般比较短。挤压模具主要失效形式是磨损失效,铝型材在挤压生产过程中经过高温高压直接与工作带进行接触,从而产生强大的摩擦力,使挤压模具型腔表面和工作带表面受到磨损而失效以及模具开裂失效。在铝材生产过程中,挤压模具经过一段时间,强度较弱的地方会产生细小的裂纹,并随着生产的继续逐渐向纵深扩展,到达一定程度就会产生开裂或断裂。变形失效,一般是模具在使用中出现悬臂偏心、下陷的状况。有可能是其强度不够亦或其它原因造成。鉴于以上种种影响模具寿命的问题,在多孔模的设计、制造及使用维护应注意以下方面:设计多孔模一定要注重分流孔的摆放,因为桥位多所以要合理布局完美卸压。在其制造过程当中要特别注意到薄弱部分及应力集中的地方。 多孔挤压模具维修首先要解决出料长短问题,而在模具修复时尽量不要动工作带或烧焊,最好是通过调节导流板或焊合室的流量来达到模具的修复,这样可以尽量保持挤压模具的稳定性。对于多孔模具的清洁很有必要,很多角落、细微处有许多手工难以抛光打磨好的地方我们一般采用抛光喷砂机对其进行表面清洁。 在挤压模具合格后要马上进行氮化处理,使挤压模具表面强化后更好的应对铝材生产。在铝型材生产时要尽量避免模具的频繁上下机,尽可能的减少模具因骤冷骤热从而导致综合性能的下降。挤压模具后期的维护保养也很重要,在模具进仓前务必清洁干净喷上防锈剂。 由以上看来,对多孔模寿命进行适当的提升是一项综合的系统工程,必须实施全面的模具追踪管控制度才能实现。
多孔铝合金棒模模孔数目选用原则
2018-12-28 11:21:22
多孔铝合金棒模模孔数目可按以下原则选择:
(1)合理的铝型材挤压系数。根据挤压机的挤压力及挤压机受料台和冷却台的长度、挤压筒规格、对制品的力学性能与组织的要求、被挤压合金的变形抗力大小等因素来确定。对于铝合金棒材,可取8—40,其中软合金取上限,硬合金取下限。
(2)足够的挤压模子强度。为提高模具使用寿命,模孔离模子外圆的距离和模孔间的距离都应保持一定的数值。对于50MN以下的挤压机,一般取15—50mm,小吨位挤压机取下限,大吨位挤压机取上限。对于80MN以上的大型挤压机应加大到30-80mm。
(3)良好的铝型材制品表面质量。为了防止铸锭表面卜的脏物流入挤压制品中,应使模孔与挤压筒的边缘保持一个最小的距离,一般取为挤压简直径的10%-30%(大挤压机取下限,小挤压机取上限)。此外,为了防止制品表面擦伤和扭伤,减少工人的劳动强度和废品量,模孔的数日也不能过多。
(4)金属流动尽可能均匀。
目前有的铝合金棒模最多开有32个模孔,但一般为10一12个,常用2、3、4、6、8孔棒模。
新型多孔铝材料可增加3倍电池容量
2018-12-27 09:30:12
住友电气工业株式会社近日开发出一种新型的多孔铝材料铝-Celmet,可将锂离子电池的容量增加1.5-3倍。 “里程焦虑”一直是阻碍电动汽车广泛推广的主要因素,人们总是担心电动汽车电力不足时,会将乘客滞留在途中。现在,由日本住友电工公司开发的这种新的材料可以帮助消除这种担忧,新材料可以将电动汽车的电池容量提高1.5至3倍,从而大大延长电动车的续航时间和里程。 从40倍放大镜下可以看到,铝-Celmet是一种立体网眼状结构,充满互连、开放、的球形微孔的材料,这种结构的材料非常容易通过切割、冲压等方式进行形状上的加工。虽然住友电气之前生产的镍-Celmet也是这种多孔性结构,但铝-Celmet的密度只有镍-Celmet的三分之一,电阻也不到镍的一半,并且还具有超高抗腐蚀性等特点,更加适宜用在锂离子或其它需要频繁充放电的电池中。 住友电工表示,铝-Celmet已经在日本大阪进行小规模生产,并努力实现大规模生产和商业化投入使用。
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多孔扁通道铝合金扁管的生产工艺和技术
2019-03-04 10:21:10
空调体系首要有四大部件组成,分别是压缩机、冷凝器、节省胀大组织和蒸发器。其间冷凝器和蒸发器被统称为热交换器,是制冷空调设备中的换热单元,对整个空调功能起着至关重要的作用。
跟着空调职业的快速开展,对高效、紧凑、节能的新式换热器的需求越来越大。特别是因为传统的氟氯烃类制冷剂在环保方面的丧命缺点将被代替,而新的代替工质如二氧化碳等的作业压力很高,需求换热器具有满足的耐压才能。
多通道平行流换热器具有结构紧凑,分量轻,换热效率高,耐压才能强等特色,已成为现在较有开展前景的换热器方法。如图1所示,平行流式换热器由多孔扁管和波纹型百叶窗翅片组成,在多孔铝合金扁管的两头有集流管,集流管内有隔片间隔,每段管子数不同,呈逐步削减趋势,这种变流程规划可使换热器的有用容积得到合理使用,进步换热才能。如图2所示,多孔铝合金扁管的流道形状首要有矩形和圆形。研讨标明流道标准越小换热效率越高,当流道标准小于3mm时,管内气液两相活动与传热将呈现标准效应,通道越小,这种标准效应越显着。为了进步换热器的强化传热才能一同减轻分量,多孔扁管的流道当量直径呈现越来越小的趋势,乃至到了亚毫米的微通道等级。图3说明晰多孔扁管的开展趋势,现在国外现已能出产第四代铝合金揉捏多孔扁管,其管厚为1mm,流道当量直径为0.5mm,而我国正在尽力向第四代微通道多孔扁管方向尽力。2、多孔铝合金扁管揉捏工艺
用于出产平行流换热器的多孔扁管是用铝合金经过铝揉捏工艺取得的,考虑到多孔扁管的结构杂乱性,一般多选用分流组合模对铝锭坯料进行揉捏成形,使用分流组合模能确保壁厚均匀共同,一同具有出产设备简略、出产本钱低的长处。图4所示为制作多孔扁管的揉捏模具,首要包含揉捏筒、分流孔、分流桥、模芯、作业带及焊合室等。分流模揉捏中金属活动进程分为分流、焊合和成形阶段,如图5所示。在分流阶段,材料被分红两股进入分流孔;在焊合阶段,材料进入焊合室,在高温高压下融合为一体;在成形阶段,材料充溢焊合室后从作业带挤出成形。微通道管关闭截面多、焊合面多,且管材在制冷体系中处于交变承压工况,因而焊合面的成形质量问题成为多通道管揉捏成形的要害问题之一。经过数值模仿能够看到,整个焊合进程材料首要经过活动进入由焊合室和芯棒构成的杂乱型腔,在揉捏力作用下两股材料在芯棒周围发作触摸,因为焊合室内高温高压的作用,两股材料在极短的时间内焊组成一体。分流模揉捏模具规划是微通道扁管出产的决议性问题。揉捏筒依照其模孔模角巨细可分为平模和锥模,传统型材揉捏一般选用平模,即模角为90°。这是因为平模揉捏时金属活动会存在死区,而由金属活动构成的天然模角一般为40°——70°,因而锭坯表面的氧化物和脏物油污等被留在死区,这样出产出来的揉捏制品表面质量好,但揉捏力大,能量消耗大。
分流孔是金属流向焊合室的通道,分流孔的个数、形状及其形状对揉捏制品的质量、揉捏力和模具寿数都有很大的影响。分流孔的个数一般状况下尽可能少,以削减焊缝,增大分流孔面积,下降揉捏力。分流孔的形状应尽量挨近型材的形状,一同要确保模具具有满足的强度,因而一般选用扇形分流孔。
分流孔的安置尽量与制品坚持几许相似性,既不能过于接近模具边际也不宜过于接近揉捏筒中心。分流桥用于支撑模芯,其结构和标准对金属活动速度、焊合质量和模具强度都有显着影响。模芯又称舌头,用来行程型材内腔形状和标准。焊合室是把分流孔分开成几股金属从头焊合起来的空间,模孔用来构成型腔的外部现状和标准。在模芯和模孔上都做有作业带,作业带部分决议了型材的形状和标准精度。
传统的平模分流尽管能够使制品表面质量好,可是揉捏力却变得很大,简单使模芯与作业带发作弹性变形而偏斜,如图7所示,这将严峻影响制品较终的形状和标准精度。更有甚者,若揉捏力过大超过了模芯材料的抗拉强度,会使模芯发作裂纹,如图8所示,然后影响模具使用寿数。3.铝合金换热器折弯工艺
在确保换热面积不变的状况下,为了使空调体系变得愈加紧凑,经过钎焊后的换热器一般需求进行一次或屡次的折弯成“L”形或“G”形,其成形进程如图9所示。一般状况下,完好的折弯模具包含:曲折模、夹紧模和压模(或底板)。换热器前端夹在曲折模和夹紧模之间,一同尾端受底板支撑,曲折时,夹紧模受力使整个换热器绕曲折模中心旋转,依照要求旋转规则的视点。曲折成形工艺是换热器成形的要害工艺之一,对换热器的功能具有重要影响。关于需求进行折弯加工的微通道平行流换热器的结构及装置方法如图10所示。为了添加换热器空气侧的对流换热的作用,与多孔扁管钎焊在一同的百叶窗翅片在宽度方向上要宽于扁管的宽度。为了避免曲折成形时,翅片因与模具触摸受压发作失稳倒伏,在曲折内侧翅片会与管材对齐,而在曲折外侧翅片会伸出构成相似悬臂结构。多孔扁管在曲折后管壁会发作减薄,一同流道形状也会发作畸变,尤其是管材的外侧流道在曲折后通流面积削减较为严峻。为了确保换热器有满足的承压才能,尤其是先进的代替工质,整个空调体系压力很高,对换热器曲折成形质量提出了更高的要求。经过法猜测壁厚的改变和流道的畸变状况,并用试验测量值对仿真成果进行验证(图11)。在高压工况下,有必要操控减薄率和流道畸变率都在5%以下,经过在换热器尾部添加恰当的推力能够有用下降管材的减薄和畸变程度。另一方面,全体折弯时首要在扁管平面内受力,因为多孔扁管本身的特殊结构,宽厚比较大,平面内的刚度会大于笔直于扁管平面方向的刚度,这样曲折时会在笔直于管平面方向上失稳委曲。如图12所示,仿真和试验的成果发现,三角形翅片换热器的成形状况杰出,翅片没有呈现压溃及歪曲;而矩形翅片换热器在成形进程中会呈现必定程度的委曲现象。这一现象标明三角形翅片因为其本身结构的稳定性,能够增强笔直于管平面方向的刚度,补偿曲折中的失稳,但矩形翅片因为本身结构缺少稳定性,对笔直方向刚度的增强作用有限,形成曲折进程中呈现失稳。为了能够缩短开发周期,习惯不同换热器的规划,一种无模曲折技能应运而生,其原理及曲折后如图13所示。无模曲折的模具取消了传统曲折工艺中的曲折模,首要由两个夹紧模组成,其间一个固定,另一个则在计算机操控下依照必定的运动轨道把工件曲折成方针形状。无模曲折技能因为没有曲折模能够完成恣意曲折半径的曲折进程,进步了曲折设备的通用性,下降了试模本钱。关于换热器而言,因为没有了曲折模与翅片的直触摸摸,换热器的结构方法不在局限于图10这种安装方法,从源头按捺了翅片发作失稳倒伏的可能性。为了进步出产率,削减后续安装工序,还能够把两层换热器叠放在一同进行一次曲折。4、总结
在节能、环保要求日益进步的布景和压力下,平行流式换热器现已成为空调制冷职业十分有开展前景的一种换热器,而且朝着微通道、强化换热异型结构的方向开展,这对相关的成形加工技能提出了更高的要求。因为多孔扁管的流道在强化传热的要求下当量直径越来越小,这会使制品的形状与标准精度对模具的变形十分灵敏,为了减小揉捏力,下降模具变形的可能性,开发新式的模具结构成为进步多孔扁管制作水平的一条新途径。高效、紧凑的空调体系要求换热器需求进行二次折弯加工,二次加工后的管材变形程度对换热器的全体换热功能有着重要的影响,评价曲折变形后的扁管成形质量对进步换热器的使用功能及扁管初始结构规划有重要的含义。为了下降开发本钱,进步出产率,选用数控无模曲折技能能够完成换热器曲折加工的柔性制作,而且下降工件成形缺点发作的几率。
江西理工大学铁粉表面包镀镍新方法获专利
2019-03-12 11:03:26
近来,由江西理工大学科研人员研制的一种铁粉表面包镀镍办法取得国家专利。 据介绍,这是一种采用水热氢复原技能在铁粉表面上包镀一层金属镍或纳米镍粉的办法,归于有色金属冶金和粉末冶金材料技能领域。本发明生产工艺办法简略,易于操作,包镀镍层可控。 这种新办法是将硫酸镍或硫酸镍水溶液、、硫酸铵按必定份额参加水中,配成混合溶液,参加少数蒽醌、添加剂,再将需要被镍包镀的铁粉参加到混合溶液中,然后将含有铁粉的混合溶液转入高压釜内,密封高压釜。在高压釜内经高温高压水溶液氢复原处理,溶液中的镍离子复原沉积在铁粉表面,构成细密的金属镍层或纳米镍粉包镀层。包镀反响完成后,将高压釜内的物料冷却,排出表面包镀了金属镍的铁粉和水溶液,经过滤、枯燥,取得表面被金属镍包镀的铁粉产品。
硅灰石合成多孔二氧化硅研究及应用进展
2019-01-31 11:05:59
硅灰石是天然产出的偏硅酸盐纤维矿藏,具有许多优异的工业使用特性[1]。磨细硅灰石是优质的陶瓷质料、冶金助剂;高长径比硅灰石是石棉和短玻璃纤维的抱负替代品,可用作橡胶、塑料和油漆涂料的填料,起增量与补强的两层效果。但是,作为填充剂在涂料、橡胶、塑猜中使用的效果并不抱负。硅灰石精矿中CaSiO3含量高,杂质少,又易与无机酸反响,是制备无定形二氧化硅廉价的天然硅源。无定形SiO2广泛用作高级橡胶、密封胶、纸张、塑料、电缆中的补强剂、填充剂、隐瞒剂及涂料、油墨中的增稠剂、防沉剂,具有蜂窝状多孔结构、高比表面的SiO2,在高科技范畴中能够作为新式催化剂载体、选择性吸附剂、航空用绝缘材料等[2]。使用硅灰石与酸反响制备高比表面积SiO2,成为归纳开发使用硅灰石的一个首要开展方向。
一、研讨概略
用硅灰石与酸反响制备高比表面积SiO2研讨是目前国内无机材料界进行研讨的重要内容,国内一些学者相继宣布了相关的研讨成果。彭人勇[3]使用硅灰石悬浮液与反响制备多孔高比表面积SiO2,研讨结果以为:当pH值≤1.0时,硅灰石与反响生成很多安稳的硅酸溶胶;反响终究(pH值=4.0)使硅酸水解和缩聚以及Si-O与OH基团氢键的构成以适合的速度进行,构成弱交联、网状、低密度的硅酸凝胶,终究产品SiO2的比表面积增大。
陈庆春等[4]使用硅灰石悬浮液与反响组成多孔二氧化硅,在反响过程中参加无机助剂和有机助剂,使用反响系统的pH值操控加酸速度。结果表明:硅灰石组成多孔二氧化硅,产品比表面积首要与聚合速度K有关,但第一步溶解速度K将约束聚合反响速度K,当反响系统安稳pH值>2时,产品比表面积显着偏低;而当pH值
王延吉等[5]经过在反响液中参加增加剂组成出高比表面积多孔SiO2。其组成条件为pH值≤1.5,增加剂为聚乙二醇和NH4CI,反响后系统中和到pH值=4.0,经固液别离,烘干,650~750℃灼烧2h得产品。经过测验获取的产品比表面积为479±45m2/g,表观密度0。34±0.03g/cm3,DBP吸着率173±16mL/100g,均匀中位径氏为6.9±0.5gm,孔径散布会集在l~2nm。
陈庆春等[6]使用五要素四水平正交试验调查了对硅灰石组成多空SiO2粉体产率的影响要素。研讨以为:当反响时刻一致为80min,陈化时刻20min,反响温度50~55℃,所用酸为12mol/LHCl,硅灰石用量为80g时,悬浮液质量分数对粉体产率影响最大,NH4C1增加量影响最小。产率最大的条件为悬浮液质量分数20%,表面活性剂选用PEC20000,系统终究pH值为6.0,NH4C1增加量为5%,表面活性剂参加时刻为40min。
二、多孔二氧化硅的制备办法
关于制备高比表面积SiO2的报导有许多[7],但大多以正硅酸乙酯(TEOS)或(TMOS)为质料,选用sol-gel法,经过增加试剂或超临界枯燥法来完成。
有关硅灰石制备多孔性二氧化硅研讨相对较少,在相关文献[3,4]中提出制备多孔性二氧化硅过程中存在CaSiO3溶解和硅酸聚组成固态时的两步反响,即:
CaSiO3+2HCl+H2O=H4SiO4+CaCl2
上式为溶解反响。反响速度决议于酸浓度,即系统pH值越低,反响速度越快。
硅酸聚合反响比较复杂。在较大酸度条件下,硅酸首要以可溶性低聚物 和 方式存在,其间Am代表[Si(OH)4m+2]2-,An代表[Si(OH)4n+2]2-,其反响式如下:
上式为聚合反响,无 放出,系统pH值不发作改变。若 分子量不够大,还能够与中性低聚物分子H2An持续聚合,直到高聚物发作相变沉积分出水合二氧化硅停止。聚合速度与系统H2An和浓度有关( 决议系统 的浓度)。总反响为:
CaSiO3(s)+2HCI=SiO2(s)+CaCl2+H2O
三、功用特色分析
因为多孔二氧化硅是人工组成的无定型二氧化硅超微粒子,具有耐酸、耐碱、耐高温功用以及杰出的电绝缘和涣散功用。一起因为无定形二氧化硅研讨正在向高孔隙率开展,具有高比表面积,特别是介孔(孔径2~50nm),因为孔径中等,散布规模窄且均匀,比表面积巨大,特别适协作大有机分子组成的催化剂载体。
四、使用研讨
(一)在吸附范畴的使用。
多孔二氧化硅具有巨大的比表面积和孔体积,在吸附范畴,尤其是对有机染料的吸附方面具有巨大的使用远景。
(二)在硅橡胶中的使用。
多孔SiO2能促进硅橡胶生胶成型,对硅橡胶具有必定的增强效果,其间,硫化胶拉伸强度、拉伸率等力学功用能够满意某些橡胶制品的要求。与酸处理硅灰石所得具有不同比表面积和粒径的其他样品比较,多孔SiO2的小粒径、高比表面积对其增强功用起促进效果[8]。
(三)制备纳米二氧化硅绝热薄膜。
纳米多孔二氧化硅薄膜作为二氧化硅气凝胶的薄膜形状,简直承继了其所有的优异特性,可用作宽带减反射膜、防眩光涂层、高效绝热层、声阻抗耦合材料、低介电常数绝缘层、超高速集成电路基片以及别离薄膜、过滤薄膜、催化薄膜等。因此在光学、热学、声学、电学和化学等范畴具有宽广的使用远景[9]。
(四)其他使用。
因为多孔二氧化硅的多孔性和高比表面积,能够进行其他如催化剂载体、尾气净化等方面的使用。
五、结语
高比表面SiO2是一种新式的轻质多孔非晶态固体材料,具有许多特殊性质和宽广的使用远景。在基础研讨方面,多孔SiO2的结构及其网络与吸附分子之间的相互效果等引起人们的浓厚兴趣;在使用方面,多孔SiO2现已被用于催化剂载体、气体过滤材料、高效隔热材料等。因为硅灰石具有共同的理化功用,使用硅灰石制备高比表面积的SiO2将是往后硅灰石开发使用的首要开展方向。
参考文献:
[1] 王广驹,杨林春.国际硅灰石出产、消费及国际贸易[J].我国非金属矿工业导刊,2005,(5):57—59.
[2] 张凌燕,肖玉菊,方平和.我国硅灰石资源开发使用现状及开展趋向[J].矿产维护与使用,2003,(2):45-47.
[3] 彭人勇.硅灰石制备多孔高比表面积二氧化硅机理讨论[J].我国粉体技能,2003,(6):12-15.
[4] 陆庆春等.硅灰石组成多孔二氧化硅[J].华东地质学院学报, 2001,24(1):64 66.
[5] 王延吉等.硅灰石组成高比表面积多孔二氧化硅及其表征[J].华东地质学院学报,2002,25(2):212-215.
[6] 陆庆春等.影响硅灰石制多孔SiO2粉体产率要素的调查[J].化工矿藏与加工,2003,(4):16-18.
[7] 王延吉,肖旭贤,彭人勇.硅灰石与反响动力学规则讨论[J]. 无机盐工业,1998,(5):12-13.
[8] 陈庆春,刘晓东,邓慧宇.硅灰石制多孔二氧化硅在硅橡胶中的使用研讨[J].化工矿藏与加工,2003,(10):2l-23.
[9] 赵宗彦等.纳米多孔二氧化硅绝热薄膜的研讨进展[J].功用材料,2006.37(12):1859-1862.
中科院制备出新型石墨烯-多孔碳球复合纳米材料
2019-01-04 17:20:18
近日,中国科学院马衍伟团队开发出一种具有多级次微观结构的新型石墨烯-多孔碳球复合纳米材料。该碳复合材料兼具石墨烯纳米片和多孔碳纳米球的优点,具有3182m2/g的超高比表面积和1.93 cm3/g的大孔隙率。采用该碳纳米材料,制备出了高性能锂硫电池正极。
从微观结构来看,这种碳复合材料以石墨烯纳米片作为骨架,表面分散附着直径约为200nm的碳球,其内部含有主要为1-3nm的多级次介微纳米多孔结构,共同构成多级次的碳-碳复合纳米结构(如下图1所示)。
图1 基于石墨烯多级次复合材料的碳硫正极结构示意图以及电化学性能
由于超高的比表面积和孔隙率,制备的碳硫复合正极即使在大的硫负载率(74.5%)下,仍可发挥1250mAh/g的比容量(0.2C)。循环充放电100次后,仍可保持916mAh/g的比容量。在2C电流下循环充放电450次,容量保持率约为98%。这表明该研究提出的零维&二维多级次复合纳米结构设计,发挥了石墨烯和多孔碳球的协同效应,有效地分散、限域硫正极,提高了电化学活性、避免了硫的穿梭效应,为开发高容量、长循环性能锂硫电池以及其它储能器件提供了新的思路。
从定影液和洗水中回收银的简便方法-金属置换沉淀法
2019-02-19 09:09:04
金属置换沉积法是从定影液中收回银的简洁办法之一。该法能够运用铁、铜、锌、铝和镁等金属,一般运用最多的是金属铁。置换前,最好先向定影液中参加0.5%体积的浓硫酸。金属置换法的首要缺陷是置换金属溶解进入溶液中,使定影液不能回来运用。如铁的置换是在酸性定影液中参加铁片或铁屑、铁粉,银即被置换复原沉积:
3NaAgS2O3+Fe=3Ag↓+Na2Fe(S2O3)3
置换作业是在拌和下先向每升定影液中参加浓硫酸约5mL,至溶液转变为黄绿色停止。不行参加过量的硫酸。因为过量的硫酸会分化NaAgS2O3而使溶液呈乳白色混浊状,并使置换产出的银中含硫添加。但硫酸加得太少,沉积在铁上的银不易洗下。当定影液放置时刻过长,因吸收空气中的二氧化碳而酸化呈黄绿色时,则可少加或不加硫酸。
在静置条件下置换,一般运用薄铁片或铁屑。运用前,先经热水和稀浸洗,除掉铁表面的油污和氧化物,并用清水洗净再参加定影液中。置换初期,因为铁的溶解并生成硫化物而使溶液发黑,最终溶液呈无色通明。置换进程约需48h。
置换完成后,倾去上清液并加水洗下铁片上的银。洗下的产品含微粒银粉、炭、氧化铁和硫化银等,呈黑色。将其静置沉积后,倾去上清液、过滤并水洗1~2次。然后移入烧杯中,加约相同分量的铁片及适量浓煮沸15~20min,以复原硫化银并除掉可溶物。再加水倾析洗刷2次,过滤,并用蒸馏水洗至无Cl-。枯燥后取得的粗银粉,含银达98%以上。
据报道,将钢棉(或锌丝、铝屑或黄铜屑等)置于圆筒塑料置换槽下部设置的多孔板(假底)上,定影液从置换槽中心的供液管供入多孔假底板下面,溶液逆流上升经过多孔板与置换金属反响后,从槽上侧的溢流排液管排出,置换出的银粉落入槽底。在理论上每公斤铁可置换3.9kg银。当用于处理含银2.5g∕L的定影液时,4kg钢棉实践收回银3.42kg。当向定影液中参加乙烯系的碳氢化合物或叔胺基缓蚀剂后,能够阻挠溶液对铁的腐蚀,使每公斤钢棉置换的银由1.48kg提高到1.56kg。
使定影液经过两只装有粒度100~2000μm铸铁粉的置换柱,经约30h,可从溶液中收回90%以上的银。
向每升定影液中参加1~30g柠檬酸盐,使之与银生成络合物,然后用铝屑或铝丝(或汽车上的废黄铜散热片)置换,就可在约1min的时刻内将银置换出来。
取含银6~7g∕L、pH4.5的定影液320L,以135mL∕min的流速经过装有500g铝镁合金屑的置换槽,可收回1.95kg的银。
硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原(三)
2019-02-15 14:21:24
十三、浓硫酸和废硫酸参加量的核算 酸解时浓硫酸和废硫酸的加人量能够选用下列核算公式进行核算:式中 x—浓硫酸加量,kg; y—废硫酸加量,L; f—酸矿比; C1—浓硫酸浓度,%; C2—废硫酸浓度,%; p—废硫酸密度,kg/L; C3—反响时硫酸浓度,%; G—矿粉投料量。 【例】试核算,投矿粉3100kg,酸矿比为1.55:1,浓硫酸浓度为95%,废硫酸浓度为21%,废硫酸密度为1. lkg/L,反响时硫酸浓度为87. 5%,求应加浓硫酸和废硫酸各多少? 解:设应加浓硫酸为xkg,应加废硫酸为yL 十四、影响浸取的要素 1.固相物的多孔性 若固相物为多孔物,则遇水易渗人微孔内部,触摸面大,极易溶解;若固相物结实少孔,则难以浸取。 2.固相物的温度 固相物温度高有利于浸取。可是>80℃,易使钛液安稳性变差,乃至发作前期水解。 3.浸取的浓度 浸取钛液的浓度越高,则浸取越慢,但浓度不能过低,过低会发作前期水解,会添加浓缩的工作量,乃至对水解产品偏钛酸的结构发作不良影响。[next] 4.是否发作前期水解 固相物如发作不同程度的前期水解,浸取时就有许多僵块,溶化不掉,影响浸取速度。 5.加浸取水的速度 加浸取水的速度要与固相物的溶解速度相适应。一般来说,设备大加水速度要快,设备小加水速度可慢些。 十五、固相物的浸取操作 依据影响钛液安稳性的酸、水、热的联系,在铁铁矿与硫酸进行酸解今后,对固相物浸取时,一开端溶液浓度低、酸度小、温度高,易发作前期水解,即易由其热敏性而发作胶体物。或一开端加水多,刚加到固相物表面的那部分含钛少,部分到达稀释度而发作前期水解。为了避免发作这种缺点,应先加人大流量的收回废酸和有必定酸度的洗残渣、洗硫酸亚铁晶体的淡钛液,使其添加酸度,一同加人大流量的水。并加大冲气、加速浸取,要是加浸取水的速度太慢、量太少,则浸取初期的温度太高,浸得的钛液安稳性会下降,亦简单发作前期水解。因而要严格操控浸取时的温度、酸度和浓度,尽量避免钛液发作前期水解,避免影响钛液沉降、净化和后期水解。水洗,进而构成钛产值和质量的下降。 十六、钛液的复原 铁在钛铁矿中以二价和三价两种不同状况存在,因而在浸取的钛液中既有硫酸亚铁(FeS04),又有硫酸高铁「Fe2(S04 )3〕。这两种铁盐在必定条件下,会发作水解而生成沉积,其水解反响式如下: 上述两个反响只要在到达必定的pH值时才会发作。硫酸亚铁在酸性溶液中是安稳的,只要在pH值大于6.5时才开端水解,因而在钛液水解过程中,因为钛液酸度大,它始终保持溶解状况,待到偏钛酸洗刷时才得以除掉。而硫酸高铁在溶液中的危害性比较大,因为它在pH值为1.5的酸性溶液中即开端水解,生成氢氧化高铁沉积。在偏钛酸洗刷时,当pH值到达1. 5就会水解生成氢氧化高铁沉积稠浊在偏钛酸中,待到媛烧时即变成红棕色的三氧化二铁混在钛中,而影响产品的白度。为了避免这种现象的发作,在钛液中就不允许有三价铁的存在,因而有必要把三价铁复原成二价铁。 铁屑或铁粉是一种廉价的复原剂,加人铁屑或铁粉的意图主要是将钛液中的三价铁复原成二价铁。其复原反响的反响式如下:[next] 终究复原到什么程度才算将三价铁复原结束呢?钛液中高价态的有三价铁和四价钛,因为三价铁的被复原势大于四价钛的被复原势,有必要将三价铁悉数复原结束,才轮到四价钛的被复原,也便是说,当钛液中呈现三价钛,阐明钛液中现已没有三价铁了,三价铁现已悉数复原成二价铁了。其四价钛复原为三价钛的反响式如下: 加铁屑的另一个意图是能够将一部分重金属离子复原为金属随残渣而被除掉。 因为在生产过程中钛液常常遇到与空气触摸或以压缩空气拌和等氧化条件,要是没有三价钛存在,则二价铁很快被氧化为三价铁。可是,因为三价钛的被氧化势大于二价铁的被氧化势,有氧化条件的话,其必定先将三价铁悉数氧化完,才轮到二价铁的被氧化。因而在钛液中保持有必定量的三价钛,能够确保二价铁不被氧化,使钛液始终保持没有三价铁的存在。不过,过多的三价钛存在是晦气的,因为在水解时,三价钛不会发作热水解生成偏钛酸沉积,冷水解也要在pH值>3才干水解,故其留在母液的废酸里,若废酸不加以收回运用,则会构成钛的丢失。 十七、酸解、浸取和复原需求操控的目标 ①硫酸浓度>92.5%。 ②钛铁矿的质量要求。 ③蒸汽压力≥0. 5MPa。 ④空气压力≥0. 3MPa。 ⑤酸矿比为(1.50一1.60):1(加压水解法),或(1.45~1.55):1(常压水解法)。 ⑥反响时硫酸浓度85%-90%。 ⑦预热引发温度80-120℃。 ⑧老练时刻1-6h。 ⑨助冷时刻10 - 30min o ⑩浸取温度
。这90kg硫酸是与非钛杂质起反响而耗费的,是白白浪费了的,归于无效酸。因为总有用酸基本上是操控在必定规模的,无效酸多了,相对来说有用酸就少了。为了使钛液确保含有必定量的有用酸,就有必要多用酸·要对错钛杂质少了,一就能够少用酸,然后能够节省硫酸,而且能够削减生产上除杂质的困难程度。为此,有些供应商将买回的矿砂在破坏之前进行一次磁选。 2.选用含Fe203少的矿和铁屑 在钛铁矿含总铁大体相同的前提下,其间含Fe203越多,其耗费硫酸就越多;在运用铁屑或铁粉时,铁锈(含Fe203)越多,其耗费酸也越多。其反响式如下: 从上述反响式可知,1 mol Fe2O3(相当于2mo1 Fe),需求耗费3mo1硫酸,而1 mol FeO或lmol Fe,只需求耗费l mol的硫酸,阐明钛铁矿或铁屑中Fe2O3含量高,耗费的硫酸就多。别的,Fe2O3与硫酸效果生成的是三价的硫酸铁,终究要用铁屑或铁粉悉数复原成二价的硫酸亚铁,复原越多,耗用的硫酸和铁屑都多。因而,为了节省硫酸和铁粉,生产上就应该选用含Fe2O3较少的钛铁矿和铁屑。
氧化铜矿处理几种理论研究(二)
2019-02-14 10:39:39
(三)分支浮选在氧化铜矿浮选中的使用 据有关材料介绍,分支浮选对低档次矿石效果明显。铜矿峪矿石档次偏低,精矿产率小,契合选用分支浮选的条件,为了验证分支浮选工艺对这类矿石的适应性,实验采集了一批氧化率43.19%,原矿档次0.33%的矿石。 实验流程,加药地址与硫化矿相同,见下图。实验成果见下表。氧化矿低档次矿石分支再磨实验成果浮选工艺浮选目标%药剂用量 克/吨原矿档次精矿档次收回率混黄药乙酯油惯例浮选0.34721.49484.125009012分支浮选0.34123.49884.03275759单支精矿再磨0.34926.64884.13009012分支精矿再磨0.3326.0983.44275759
实验成果证明:分支浮选对氧化矿低档次矿石是有用的。精矿再磨进步精矿档次5%与硫化矿共同,阐明粗精矿再磨工艺对铜矿峪矿石是适用的。[next] 分支浮选工艺适合于铜矿峪低档次、精矿产率小的矿石,也适应于氧化矿。分支浮选工艺与粗精矿再磨工艺相结合,可以节约各种药剂10~15%,又能进步精矿档次4~5%。总的经济效果十分明显,是当时下降选矿本钱,进步经济效益的途径之一。 (四)用铁粉从胆矾溶液中置换铜的机理研讨 在使铜从溶液里直接沉积的许多办法中(例如电解,用铁、铝或锌置换;用CO、H2、H2S或SO2沉积;以及用Ca(OH)2或CaCO3沉积),实践证明,只有用铁置换的办法对低浓度、多杂质的溶液才是经济上可行的。 我国江西铜业公司用萃取—电积法或石灰沉积法收回铜的矿山,现已改用铁粉置换法收回铜。铁粉置换法的经济效益已逐渐被知道,因而,经过理论分析和科学实验来进一步论述铁粉置换技能,仍具现实含义。北京矿冶研讨总院有人著文就铁粉置换技能,工艺要求,下降铁耗和取得高纯铜粉的办法进行了实验和评论。 1.铜离子被铁置换的行为 pH值与置换速度的联系 跟着溶液的pH值下降(游离酸添加),交流速度加速,溶液中无游离酸存在,则难以进行交流;跟着溶液中Cu2+含量下降,交流速度也随之减慢,最终到达溶解与沉积的平衡,交流率不再上升,这种平衡一向坚持到铁粉耗尽;胆矾和金属铁交流的适合pH值为2~2.5。 置换时刻与交流率的联系 跟着置换时刻添加,交流率上升,但速度减慢(因Cu2+浓度下降和pH值上升),当正反响和逆反响平衡时,交流率到达最高值,该值一向坚持到金属铁耗尽;金属铁被悉数溶解之后,溶液里过剩的游离酸使沉积铜被从头缓慢溶解,导致排出液含铜上升,交流率下降。因而,正确把握化学平衡极为重要。 铁粉用量与置换速度的联系 在相同的交流时刻里,复原铁粉用量越多,交流速度越快;当溶液的pH值超越4今后,交流率不再上升。溶液中有过量的金属铁存在时,可以避免溶液里Cu2+上升,但过多的铁粉用量将使沉积铜档次下降,酸耗添加。 溶液含铜量对交流的影响 溶液中Cu2+浓度越高,交流率越高,因而,在实践使用时应尽量进步进液浓度;采纳添加Cu2+和Fe°的碰撞频率及进步FeSO4分散速度之办法,以求加速交流速度和取得较高听交流率。 逆流交流实验 选用逆流交流法可以在挨近理论铁耗的状况下,一起取得高档次沉积铜和高听交流率; 实验条件为 进液每立升含铜5克,pH值为2,复原铁粉用量为理论铁耗的110%,交流时刻15分钟,实验成果核算于下表。产品批号排出液含铜克/升沉积铜档次Cu%交流率%10.199696.0720.00379599.9230.01994.799.6140.193.897.9350.8246.783.02[next]
溶液中氢离子浓度下降,交流速度减慢,导致排出液含铜量升高,交流率和沉积铜档次下降,因而,在交流进程中要严厉监控氢离子浓度的改动和当令的补加游离酸于交流液中;第一批交流液理论铁耗的5.5倍复原铁粉相遇,按化学反响原理它的交流率应当最高,但是恰恰相反,它的排出液含铜居然高达0.19克/升,这一“失常”现象极为重要,是逆流交流实验所赋予的很有含义的启迪。 Fe3+对置换的影响 在铜矿石的硫酸浸出液中,或多或少的存在必定数量的三价铁离子。在以铁粉置换铜时,溶液中的三价铁大部分按反响式Fe2(SO4)3+Fe→3FeSO4被复原成二价铁,然后添加了铁耗,所添加的铁耗量以彻底反响核算,是溶液中三价铁离子量的二分之一。依据实验所得到的数据,可以得出这样的定论:在用铁粉置换铜时,溶液傍边的Fe3+简直悉数被复原为Fe2+。因而,在交流进程中要避免Fe2+的氧化,Fe2+的氧化将使铁耗添加和加速Fe3+的水解,给置换作业带来损害。对处理Fe3+浓度很高的溶液,选用铁粉置换法是不适合的,在这种状况下,考虑预先将Fe3+复原是必要的。 2.铁粉置换法收回铜的实例 例1 武山铜矿石酸浸液铜的收回 武山归纳矿石酸浸液每立升含铜14.1克、含铁7.7克、含Fe3+0.25克,在交流时需求往每立升溶液中追加0.125克纯铁,做为将Fe3+复原成Fe2+之用。然后,再按每一克铜需求0.88克纯铁来核算理论铁耗。先用硫酸将溶液的pH值调至2,再在搅动的状况下参加铁粉置换15分钟。实验成果见下表。理论铁耗%沉积铜档次%交流率补白10096.7594.25溶液里尽管有多种离子,但重金属离子的含量很低,因而,在沉积铜中的共沉物很少。10595.499.4311090.45~10011590.5~10012084.6~100
例2 城市山铜锌矿石酸洗液铜的收回 江西城门山铜锌矿石中含有水溶铜和吸附铜,需将这部分铜用稀硫酸洗脱,再加以收回。酸洗液每立升含铜0.97克,因无其它离子的化学分析数据,故在核算铁耗时只能依据铜的含量核算,并以通用的工业铁耗标明。先钭酸洗液的pH值调至2左右,然后在搅动的状况下参加复原铁粉,交流15分钟,马上过滤,清洗。对所得成果列于下表。工业铁耗%沉积铜档次Cu%交流率%排出液pH10092.894.643.511088.798.143.512082.398.354
实验证明:用抱负溶液的参数实验成果,辅导天然含铜溶液的交流实践,是可行的。 3.胆矾溶液铁粉提铜原理 铁粉置换化学 铁粉置换进程发作的三个首要反响为: CuSO4+Fe→FeSO4+Cu (1-1) Fe2(SO4)3+Fe→3FeSO4 (1-2) H2SO4+Fe→ FeSO4+H2 (1-3)[next] 在pH为2~2.5时,搅动的状况下式(1-1)为首要反响,而在停止的状况下式(1-2)则变得重要,当pH
Cu+Fe2(SO4)3 → CuSO4+2FeSO4 (1-5) Fe2+的氧化和Fe3+的水解:在浸出进程中含铁矿藏中铁的溶解以及硫化矿和某些其他矿藏氧化时,Fe3+的复原发作了适当数量的Fe2+,而Fe3+极易被氧化成Fe3+: 4FeSO4+O2+2H2SO4→2Fe2(SO4)3+2H2O (1-6) 当Fe2+氧化所构成的Fe3+超越了溶解度,或pH值有所添加时,三价铁就按(1-7)水解而到达新的平衡。 Fe3++3H2O ←→Fe(OH)3+3H+ (1-7) 操控溶液pH值避免Fe(OH)3沉积分出 三价铁在浸进程是不可避免要发作的,而对沉积置换又是十分有害的,因而,避免Fe(OH)3沉积分出,对胆水提铜作业的胜败联系甚密。Fe(OH)3沉积的pH值与Fe3+离子浓度有关,当溶液pH超越3.7时,溶液傍边尽管Fe3+离子浓度很低(10-5M)也要被水解沉积分出,分出的Fe(OH)3固体进入沉积铜中则下降沉积铜档次,阻止铜离子被铁复原和下降置换速度。因而,当用铁复原铜时,溶液的pH值最佳操控规模开端为±2,停止为±3。 胆水铁粉提铜动力学 铁粉置换的反响发作在固—液界面,化学作用使界面和溶液内部的浓度发作差异,引起分散作用。但这种浓差只存在于紧贴固体表面的一层相对不动的液膜(分散层)内,而溶液内部是均匀的。在分散层内发作着溶液浓度的接连改动,反响物经过分散层向界面分散,产品则经过分散层脱离界面。 这样,在铁粉置换的反响中包含着分散和界面化学反响这两个环节。实验证明,相界面上的化学反响进行得很快,分散速度慢,成了阻止反响的环节,因而,进程的总速度就取决于分散速度。 胆水铁粉提铜整个反响速度V0等于:
D•A Vo = ———• △C (1-8) V•δ
式中V为溶液体积,△C标明分散层两头浓度的增量。 式(1-8)标明,固—液反响速度取决于分散系数D,相界面面积A和分散层厚度δ,凡能改动这些要素的办法,都能改动反响速度。 在铁粉置换操作中要注意以下几个问题:(1)复原铁粉的粒度,(2)温度,(3)拌和,(4)溶液酸度,(5)胆水浓度。 经过对抱负溶液和实践用水溶液的实验,以及对胆水铁粉提铜机理的评论,阐明,只需选用合理的工艺和对进程影响要素可以及时地检测和调整,就能以挨近理论值的低铁耗,取得高交流率和高档次沉积铜。
粉末冶金材料
2019-01-07 07:51:16
粉末冶金是一项很有发展的新技术、新工艺,已广泛应用在农机、汽车、机床、冶金、化工、轻工、地质勘探、交通运输等各方面。粉末冶金材料有工具材料及机械零件和结构材料。工具材料大致有粉末高速钢、硬质合金、超硬材料、陶瓷工具材料及复合材料等。机械零件和结构材料有粉末减摩材料,包括多孔减摩材料和致密减摩材料;粉末冶金铁基零件及粉末冶金非铁金属零件等。
1.硬质合金
硬质合金由硬质基体(质量分数为70%~97%)和粘结金属两部分组成。硬质基体是难熔金属的碳化物,如碳化钨及碳化钛等;粘结金属为铁族金属及合金,以钴为主。
⑴硬质合金的种类和牌号
硬质合金为一种优良的工具材料,主要用作切削刀具、金属成形工具、矿山工具、表面耐磨材料及高刚性结构部件。类型有含钨硬质合金,钢结硬质合金,涂层硬质合金,细晶粒硬质合金等。钢结硬质合金是一种新型的工模具材料,性能介于高速工具钢和硬质合金之间,是以一种或几种碳化物(如WC、TiC)为硬化相,以碳钢或合金钢(如高速工具钢、铬钼钢等)粉末为粘结剂,经配料、压制、烧结而制成的粉末冶金材料。退火处理后,可进行切削加工;淬火、回火处理后,有相当于硬质合金的高硬度和耐磨性,一定的耐热、耐蚀和抗氧化性。适于制造麻花钻、铣刀等形状复杂的刀具、模具和耐磨件。
含钨硬质合金按其成分和性能特点分为钨钴类(WC-Co系)、钨钛钴类(WC-TiC-Co系)、钨钛钽(铌)类[WC-TiC-TaC(NbC)-Co系、WC–TaC(NbC)-Co系]。钨钴类硬质合金的主要化学成分是碳化钨(WC)及钴。牌号为“YG+数字”(YG为“硬钴”汉语拼音字首),数字表示钴平均质量分数。如YG6表示钴平均质量分数为6%,余量为碳化钨的钨钴类硬质合金。该类合金的抗弯强度高,能承受较大的冲击,磨削加工性较好,但热硬性较低(800~900℃),耐磨性较差,主要用于加工铸铁和非铁金属的刃具。
钨钛钴类硬质合金的主要化学成分是碳化钨、碳化钛(TiC)及钴。牌号为“YT+数字”(YT为“硬钛”汉语拼音字首),数字表示碳化钛平均质量分数。如YT15表示TiC为15%,其余为WC和Co的硬质合金。该类硬质合金的热硬性高(900~1100℃),耐磨性好,但抗弯强度较低,不能承受较大的冲击,磨削加工性较差,主要用于加工钢材。
钨钛钽(铌)类硬质合金又称为通用硬质合金或万能硬质合金。它是由碳化钨、碳化钛、碳化钽(TaC)或碳化铌(NbC)和钴组成。牌号为“YW+顺序号”(YW表示“硬万”汉语拼音字首),如YW1表示万能硬质合金。该类硬质合金是在上述硬质合金中添加TaC或NbC,它的热硬性高(>1000℃),其它性能介于钨钴类与钨钛钴类之间,它既能加工钢材,又能加工非铁金属。
⑵硬质合金的性能及应用
1)性能
硬质合金的硬度高,室温下达到86~93HRA,耐磨性好,切削速度比高速工具钢高4~7倍,刀具寿命高5~80倍,可切削50HRC左右的硬质材料;抗弯强度高,达6000MPa,但抗弯强度较低,约为高速工具钢的1/3~1/2,韧性差,约为淬火钢的30%~50%;耐蚀性和抗氧化性良好;线膨胀系数小,但导热性差。
2)应用
硬质合金主要用于制造高速切削或加工高硬度材料的切削刀具,如车刀、铣刀等;也用作模具材料(如冷拉模、冷冲模、冷挤模等)及量具和耐磨材料。根据GB2075—87规定,切削加工用硬质合金按切削排出形式和加工对象范围不同,分为P、M、K三个类别,同时又依据加工材质和加工条件不同,按用途进行分组,在类别后面加一组数字组成代号。如P01、P10、P20……,每一类别中,数字越大,韧性越好,耐磨性越低。
2.粉末高速钢
高速钢的合金元素含量高,采用熔铸工艺时会产生严重的偏析使力学性能降低。金属的损耗也大,高达钢锭重量的30%~50%。粉末高速钢可减少或消除偏析,获得均匀分布的细小碳化物,具有较大的抗弯强度和冲击强度;韧性提高50%,磨削性也大大提高;热处理时畸变量约为熔炼高速钢的十分之一,工具寿命提高1~2倍。
采用粉末冶金方法还可进一步提高合金元素的含量以生产某些特殊成分的钢。如成份为9W-6Mo-7Cr-8V-8Co-2.6C的A32高速钢,切削性能是熔炼高速钢的1~4倍。
常用高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2,含有0.7%~0.9%C,及>10%的钨、铬、钼、钒等合金元素。其中碳保证高速钢具有高硬度和高耐磨性,钨和钼提高钢的热硬性,铬提高钢的淬透性,而钒则提高钢的耐磨性。
3.铁和铁合金的粉末冶金
在粉末冶金生产中,铁粉的用量比其金属粉末大得多。铁粉的60%~70%用于制造粉末冶金零件。主要类型有铁基材料、铁镍合金、铁铜合金及铁合金和钢。粉末冶金铁基结构零件具有精度较高,表面粗糙值小,不需或只需少量切削加工,节省材料,生产率高,制品多孔,可浸润滑油,减摩、减振、消声等特点。广泛用于制造机械零件,如机床上的调整垫圈、调整环、端盖、滑块、底座、偏心轮,汽车中的油泵齿轮、活塞环,拖拉机上的传动齿轮、活塞环,以及接头、隔套、油泵转子、挡套、滚子等。
粉末冶金铁基结构材料的牌号用“粉”、“铁”、“构”三字的汉语拼音字首“FTG”,加化合碳含量的万分数、主加合金元素的符号及其含量的百分数、辅加合金元素的符号及其含量的百分数和抗拉强度组成。如FTG60-20,表示化合碳量0.4%~0.7%,抗拉强度200MPa的粉末冶金铁基结构材料;FTG60Cu3Mo-40,表示化合碳量0.4%~0.7%,合金元素含量Cu2%~4%、Mo0.5%~1.0%,抗拉强度400MPa的粉末冶金铁基结构材料。
氧化铝赤泥选铁工艺
2019-01-14 14:52:56
氧化铝赤泥选铁工艺,属于赤泥处理工艺,特点是包括下述工艺步骤:赤泥浆料加水预混,通过螺旋流槽分选出精矿浆料、中矿浆料和尾矿浆料;精矿浆料通过摇床分流出铁粉浆料,中矿浆料经球磨机球磨破碎后,也进入摇床随精矿浆料一起进行分流。可回收赤泥中6-8%的三氧化二铁与四氧化三铁铁粉,不仅解决了赤泥的闲置堆放问题,改善周边环境,而且实现了废物资源的循环利用,节约原材料。 工艺,其特征在于包括下述工艺步骤:赤泥浆料加水预混,进行稀释和降温,再进入螺旋流槽进行分选,分选出精矿浆料、中矿浆料和尾矿浆料;精矿浆料进入摇床,加水分流,摇床侧部分流出矿质浆料,端部分流出铁粉浆料,铁粉浆料进入产品槽;所述中矿浆料填入球磨机进行球磨破碎后,进入所述摇床随精矿浆料一起进行分流。
马钢铁鳞用于海绵铁生产的试验研究
2019-03-08 11:19:22
1 前语
马鞍山钢铁股份有限公司铁鳞资源总量约5万t/a。为合理运用资源,依据对商场供需情况的分析,公司于1992年立项建造年产万吨级铁粉出产线。
马钢铁粉工程系马钢股份有限公司与我国节能出资公司联合出资的国家重点项目。该项目由原机械工业部天津第五规划院规划。其规划结合了国内外铁粉出产供应商的先进工艺技术,规划的工艺特色为“3次磁选、2次复原”,方针是出产高质量的优质铁粉。
马钢铁粉一期工程主体设备有:隧道窑(长166m)1座;从德国克莱默公司引入出产能力为700kgh的CBR-700-95e铁粉复原炉(包含出产能力为80m3 h的ASP-80型分解器和出产能力为80m3h的DR-80型气体干燥器)1台;以及从德马克公司引入的细粉碎机2台。整个工程现已竣工投产。
马钢铁鳞数量虽不大,但品种多,成分杂乱,且有大量库存铁鳞。怎么从中选出合格铁鳞质料用于复原铁粉出产线,是铁粉工程投产首要处理的问题。为此,咱们对公司轧材厂一切的轧制点的铁鳞进行了取样分析,并进行了海绵铁半工业化出产实验,以找出契合优质铁粉出产工艺的铁鳞资源。
2 优质复原铁粉对质料铁鳞的质量要求
铁粉产品对Mn、Si、C、S、P及酸不溶物等有严厉的约束,因而出产海绵铁时对质料铁鳞应严厉把关。一般铁粉出产供应商对处理后的铁鳞成分有如下要求,见表1。
3 铁鳞取样分析及铁鳞处理工艺
3.1 铁鳞取样分析
依据文献[1]及同行的实践出产经历,海绵铁出产多选用热轧低碳欢腾钢铁鳞作质料,由于低碳欢腾钢中SiO2、Al2O3等含量较低,用它作质料制作的铁粉杂质少,性能好。为了选出优质铁鳞,咱们对本公司一切轧制点的铁鳞作了全面的取样分析。成果如表2所示。
3.2 铁鳞处理工艺及经处理铁鳞的技术目标
马钢铁鳞处理工艺流程:铁鳞搜集—堆积—过筛—水洗—烘干—磁选—球磨—筛分—混料—初复原经铁鳞处理工艺处理后的高线普碳、二轧型材和三轧(带钢、线材)铁鳞,各项技术目标均契合运用要求;中板、初轧(420方坯、连轧)铁鳞,经铁鳞处理工艺处理后,酸不溶物超支;棒材、H型材和初轧开坯铁鳞,经铁鳞处理工序后,Mn及酸不溶物超支。
4 马钢铁鳞用于海绵铁半工业化出产实验及分析
4.1 半工业化出产实验
从马钢铁粉项目建造以来,公司有关部门已搜集到高线普碳,二轧型材及三轧带钢、型材等3种根本可满意海绵铁出产需求的铁鳞及中板、初轧(连轧、420方坯)2种酸不溶物超支的铁鳞共约4万余吨,其中有库存期达2-4年的铁鳞,这部分铁鳞已深度氧化。本次进行的半工业化出产实验,目标为上述2类共10种铁鳞。关于中板、初轧铁鳞的实验,首要视其经复原成海绵铁并经磁选后的技术目标是否合格。至于经处理工艺后仍严峻超支的棒材、H型钢、初轧开坯等3种铁鳞,不作为实验目标。
工业化出产实验所选用的倒焰窑的根本尺度为:直径4.8m,容积20m3。共进行了两窑实验。为了精确反映不同铁鳞对海绵铁质量的影响,将不同铁鳞装罐堆积在不同扇形区域(视为倒焰窑各扇形区的热工准则根本相同),每区域共堆积10组复原罐,每组共堆积4层罐,如图1所示。
实验工艺参数是在学习兄弟供应商比较老练的工艺目标的基础上,结合本公司质料的特色经实验优化后拟定的[2]。
榜首窑工艺参数:复原温度为1050-1150℃;复原时刻50h;质料配比:铁鳞∶焦碳=1∶0.55。复原后得到的海绵铁的铁含量示于表3。一起还对复原得较好的以高线、三轧、二轧铁鳞为质料出产的海绵铁中的碳含量及复原情况进行了分析,新轧制和库存铁鳞的碳含量及复原成果比较示于表4。
第二窑工艺参数:复原温度为1050-1150℃;复原时刻56h;质料配比:铁鳞∶焦碳=1∶0.55。复原得到的海绵铁的铁含量示于表5。相同,对复原得较好的高线、三轧、二轧铁鳞为质料出产的海绵铁中的碳含量及复原情况进行了分析,新轧制和库存铁鳞的碳含量及复原作用示于表6。
4.2 实验成果分析
本次实验首要对海绵铁中的铁含量进行分析。从表3、表4成果看,高线普碳、三轧线材、二轧中型材所产铁鳞在对应的工艺条件下能出产出合格的海绵铁;而库存铁鳞因深度氧化在该工艺条件下未能到达复原结尾而呈现夹生。从表5、表6成果看,高线普碳、三轧线材、二轧中型材所产库存铁鳞在改动后的工艺条件下能出产出合格的海绵铁,而相同工艺下新轧制铁鳞因复原温度进步、时刻延伸而过烧渗碳,导致海绵铁出格。此外实验成果还显现,中板、初轧铁鳞不能用作出产海绵铁的质料。
咱们还将本实验两窑次中合格海绵铁经精复原工序(破碎—磁选—精复原—解碎—磁选—分级合批)处理,其精复原铁粉的化学成分示于表7。从表7可知,选用马钢高线、三轧、二轧铁鳞可以出产出化学成分契合出产要求的复原铁粉。
4.3 马钢铁鳞挑选的准则
经过上述实验成果分析,咱们以为:为了确保马钢铁粉项目投产后的质量,对马钢铁鳞的挑选应遵从以下准则:
(1)铁粉出产宜选用高线、三轧、二轧等热轧欢腾钢铁鳞为质料;
(2)针对现在同种钢材轧制量削减的特色,要严厉留意钢种改变,不契合要求的铁鳞禁止搜集;
(3)露天长时刻寄存的铁鳞易受污染,因而用于海绵铁出产的铁鳞应及时从轧制现场搜集至质料堆积棚;
(4)关于部分库存铁鳞,应拟定相应的工艺准则独自处理,这样才可出产出合格的海绵铁。
5 定论
(1)经取样分析及铁鳞处理工艺处理后挑选出来的马钢高线普碳、二轧型材和三轧带钢、线材新轧制铁鳞,在质料配比铁鳞∶焦碳=1∶055、复原温度1050-1150℃,复原时刻50h的工艺条件下,可出产出合格的海绵铁;
(2)关于铁鳞品种与(1)相同的库存铁鳞,在质料配比与(1)相同,复原温度为1100-1150℃,复原时刻56h的工艺条件下,亦可产出合格的海绵铁;
(3)将二种工艺条件下取得的合格海绵铁粉进行精复原处理,所得复原铁粉化学成分契合出产要求。
铁磁性金属粉末的磁场烧结
2019-02-18 10:47:01
通过操控晶界微观结构来改进合金功能的技能已日益受到重视,因而广泛研讨了热机械加工技能用来操控晶粒尺度(晶界密度)、晶界特性散布(GBCD)以及晶界衔接性等。别的,也选用了外加势能(例如磁场、电场,超声振荡和温度梯度)的技能。其间,外加磁场的使用愈加引起了材料加工界的重视,由于它可以愈加精确地操控显微结构。至今,现已发现外加磁场关于铁磁材料的再结晶、分出行为和相改变等冶金现象的影响都非常大。因而,日本东北大学的研讨者们在这方面从事了很多的研讨。此次,对铁粉和钴粉在外加磁场条件下研讨了它们的烧结行为,所用原始材料是99.9%纯粉和99.5%的纯羰基钴粉,它们的颗粒均匀粒径分别为2.3μm和0.8μm,铁粉的形状是球形的,钴粉是多面体形。这些金属粉末在研讨前均在氩气流中通过673K×3.6ks的脱氧处理,以铲除其表面所附着之氧化物。选用200MPa压力压成直径10mm×高3mm的压坯,在红外线烧结炉中烧结。在烧结过程中,沿平行于圆柱状试样轴线的方向施加外磁场,随后升温。外加直流磁场逐步增强至1.2MA/m(15kOe)。铁粉压块是在5×10-3Pa真空下于873至973K的铁磁温度规模进行磁场烧结,也在1123K顺磁温度下烧结5、20、50和100h;钴粉压块在1173K铁磁温度下烧结5、20、50h。 研讨结果证明,磁场烧结能有效地进步铁粉的细密化程度,促进晶粒长大。磁场越强,细密化程度越高,特别是在烧结的中间阶段效果最强。以为磁场有增强晶界搬迁驱动力的效果,所以在烧结时关于细密化起着重要效果。与铁粉压块比较,磁场关于钴粉压块的细密化却起着按捺的效果。