RU2532735C2 - Method of producing calcium granules - Google Patents
Method of producing calcium granules Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532735C2 RU2532735C2 RU2013101073/02A RU2013101073A RU2532735C2 RU 2532735 C2 RU2532735 C2 RU 2532735C2 RU 2013101073/02 A RU2013101073/02 A RU 2013101073/02A RU 2013101073 A RU2013101073 A RU 2013101073A RU 2532735 C2 RU2532735 C2 RU 2532735C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- granules
- powders
- grinding
- fire extinguishing
- Prior art date
Links
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 abstract 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000941 alkaline earth metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности кальция, и может быть использовано для получения грубых порошков или гранул металлов, в том числе пластичных и химически активных.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular calcium, and can be used to obtain coarse powders or granules of metals, including plastic and chemically active.
Существующие методы получения порошков и гранул подразделяют на механические и физико-химические («Технология металлов и материаловедение». Под редакцией Л.Ф. Усовой, М.: Металлургия, 1987). Из физико-химических методов для получения порошков кальция наиболее пригоден электролиз расплавленных солей. Однако отделение полученных частиц металла от электролита, например, с помощью отмывки водой или растворами солей, для кальция не пригодно из-за его химической активности.Existing methods for producing powders and granules are divided into mechanical and physico-chemical (“Technology of metals and materials science.” Edited by LF Usova, M .: Metallurgy, 1987). Of the physicochemical methods for producing calcium powders, electrolysis of molten salts is most suitable. However, the separation of the obtained metal particles from the electrolyte, for example, by washing with water or salt solutions, is not suitable for calcium because of its chemical activity.
Из механических методов в настоящее время применяются такие, как распыление струи расплавленного металла (патент РФ №2199734, бюл. №15, 27.05.2000) и обработка металла резанием с получением частиц, а не сливной стружки.Of the mechanical methods currently used, such as spraying a jet of molten metal (RF patent No. 2199734, bull. No. 15, 05/27/2000) and metal processing by cutting to produce particles, rather than drain chips.
Недостатком метода распыления расплава является большой расход электроэнергии на нагрев и плавление металла, а также необходимость создания защитной атмосферы для расплава кальция.The disadvantage of the melt spraying method is the high energy consumption for heating and melting the metal, as well as the need to create a protective atmosphere for the calcium melt.
Для получения порошков используют также различные способы измельчения металлов обработкой резанием, осуществляемые с помощью мельниц и дробилок (Gert Schubert. "Aufbereitung metallischer Sekundarrohstoffe", VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig, 1984).For the production of powders, various methods of grinding metals by cutting are also carried out using mills and crushers (Gert Schubert. "Aufbereitung metallischer Sekundarrohstoffe", VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig, 1984).
Наиболее близким к заявляемому способу является известный способ получения порошка кальция (патент RU 2203774 С2, B22F 9/04, опубл. 10.05.2003), включающий измельчение кальциевой стружки на вращающемся роторе, удаление порошка из зоны дробления через отверстия охватывающего ротор сита.Closest to the claimed method is a known method for producing calcium powder (patent RU 2203774 C2, B22F 9/04, publ. 05/10/2003), including grinding calcium chips on a rotating rotor, removing powder from the crushing zone through openings covering the rotor of the sieve.
Известный способ не предусматривает защиту от пожаровзрывоопасности, его недостатком является низкая производительность процесса получения порошков металлов.The known method does not provide protection against fire and explosion hazard, its disadvantage is the low productivity of the process of obtaining metal powders.
Высокая пожаровзрывоопасность способа обусловлена тем, что при резании элементов стружки образующийся порошок обладает значительной полидисперсностью. Из рабочей зоны удаляется небольшая часть частиц с линейными размерами, задаваемыми диаметром отверстий решетки. Основной же объем металла находится в зазоре между валом ротора и решеткой. При этом образующийся порошок находится в условиях интенсивного трения. При истирании материала образуется пылевоздушная смесь и происходит нагрев рабочей зоны, что повышает пожаровзрывоопасность процесса, особенно при получении порошков легковоспламеняющихся на воздухе металлов.The high fire and explosion hazard of the method is due to the fact that when cutting the chip elements, the resulting powder has a significant polydispersity. A small part of particles with linear dimensions determined by the diameter of the lattice holes is removed from the working zone. The bulk of the metal is in the gap between the rotor shaft and the grill. In this case, the resulting powder is in conditions of intense friction. When the material is abraded, a dust-air mixture is formed and the working zone is heated, which increases the fire and explosion hazard of the process, especially when obtaining powders of flammable metals in air.
В результате нагрева выше 300°C кальций начинает взаимодействовать с кислородом и азотом воздуха (Доронин Н.А. «Металлургия кальция». М.: "Атомиздат", 1958). Данные реакции имеют экзотермический эффект, из-за чего рабочая зона дробилки получает дополнительное количество тепла.As a result of heating above 300 ° C, calcium begins to interact with oxygen and nitrogen in the air (Doronin N.A. “Calcium metallurgy.” M .: Atomizdat, 1958). These reactions have an exothermic effect, due to which the working area of the crusher receives an additional amount of heat.
Следует отметить также, что в области резания металл проходит все стадии деформации и разрушается. В таких условиях кальций претерпевает полиморфные превращения (М.Е. Дриц. «Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов», справочник. М.: "Металлургия", 1989). При этом резко повышается пластичность и снижается прочность металла (А.В. Бобылев. «Механические и технологические свойства металлов», справочник. М.: "Металлургия", 1987). На практике это приводит к интенсивному налипанию металла на режущую кромку инструмента и, соответственно, к резкому повышению усилий резания и снижению производительности, а также к дополнительному нагреву рабочей зоны.It should also be noted that in the field of cutting, the metal goes through all stages of deformation and collapses. Under such conditions, calcium undergoes polymorphic transformations (ME Drits. "Alloys of alkaline and alkaline earth metals", reference book. M: "Metallurgy", 1989). In this case, the ductility sharply increases and the strength of the metal decreases (A. V. Bobylev. "Mechanical and technological properties of metals", reference book. M: "Metallurgy", 1987). In practice, this leads to intense metal sticking to the cutting edge of the tool and, accordingly, to a sharp increase in cutting forces and a decrease in productivity, as well as to additional heating of the working area.
Изобретение решает задачу повышения производительности процесса получения гранул кальция и снижения пожаровзрывоопасности операции.The invention solves the problem of increasing the productivity of the process of producing calcium granules and reducing the fire and explosion hazard of the operation.
Для этого в заявляемом способе, включающем измельчение кальциевой стружки, используют кальциевую стружку с толщиной не более среднего размера частиц основной фракции получаемых гранул кальция, измельчение кальциевой стружки ведут последовательно в двух дробилках с вращающимся ротором и удалением продуктов дробления из зоны дробления через отверстия охватывающего ротор сита, причем в качестве второй дробилки используют дробилку с меньшим размером отверстий сита, чем у первой дробилки, в зону дробления добавляют пожаротушащие порошки, после измельчения осуществляют скатывание частиц с получением гранул кальция, полученные гранулы кальция направляют в циклон для отделения их от пожаротушащих порошков.To do this, in the inventive method, including grinding calcium chips, use calcium chips with a thickness of not more than the average particle size of the main fraction of the obtained calcium granules, grinding calcium chips are carried out sequentially in two crushers with a rotating rotor and the removal of crushing products from the crushing zone through the holes covering the rotor of the sieve moreover, as the second crusher, a crusher with a smaller size of the sieve openings than the first crusher is used, fire extinguishing powders are added to the crushing zone , after grinding, the particles are rolled up to obtain calcium granules, the obtained calcium granules are sent to a cyclone to separate them from fire extinguishing powders.
В качестве пожаротушащих порошков предпочтительно использовать порошки фтористого кальция или хлористого калия.As extinguishing powders, it is preferable to use powders of calcium fluoride or potassium chloride.
Использование стружки с заданной толщиной не более среднего размера частиц основной фракции получаемых гранул позволяет снизить степень полидисперсности продуктов дробления, за счет чего образующиеся частицы металла легко удаляются из зоны дробления через отверстия сита.The use of shavings with a given thickness of not more than the average particle size of the main fraction of the obtained granules allows to reduce the degree of polydispersity of the crushing products, due to which the formed metal particles are easily removed from the crushing zone through the sieve openings.
Последовательное дробление стружки в двух дробилках, первая из которых имеет больший размер отверстий сита, по сравнению со второй, позволяет уменьшить нагрев измельчаемого металла и соответственно его склонность к налипанию на кромки ножей.Sequential crushing of chips in two crushers, the first of which has a larger size of the sieve openings compared to the second, allows to reduce the heating of the crushed metal and, accordingly, its tendency to stick to the edges of the knives.
Это позволяет снизить нагрев металла с целью снижения его пластичности. Однако на практике не исключает возникновения эффекта налипания при резании высокочистых металлов, например, таких как кальций. Добавка в зону дробления огнетушащих порошков позволяет исключить эффект налипания за счет изменения механических свойств металла. Использование именно пожаротушащих порошков фтористого кальция или хлористого калия обусловлено тем, что они не взаимодействуют с кальцием, а также высокой стабильностью их свойств при хранении на воздухе.This allows you to reduce the heating of the metal in order to reduce its ductility. However, in practice, it does not exclude the occurrence of the sticking effect when cutting high-purity metals, for example, such as calcium. The addition of extinguishing powders to the crushing zone eliminates the sticking effect due to a change in the mechanical properties of the metal. The use of fire extinguishing powders of calcium fluoride or potassium chloride is due to the fact that they do not interact with calcium, as well as the high stability of their properties when stored in air.
Предлагаемый способ поясняется фиг.1, на которой изображена схема получения гранул кальция.The proposed method is illustrated in figure 1, which shows a diagram of the production of calcium granules.
Пример осуществления способаAn example of the method
Согласно схеме, представленной на фиг.1, из слитков кальция 1 получали стружку путем резания фрезой 2. Полученную стружку охлаждали на вибрационном охладителе 3.According to the scheme shown in figure 1, from the ingots of calcium 1 received chips by cutting with a
Толщина стружки задавалась скоростью подачи слитка на фрезу и составляла около 2,0 мм. Полученная стружка после прохождения через вибрационный охладитель подавалась по транспортерной ленте 4 вначале в первую дробилку 5, имеющую больший размер отверстий сита, а затем во вторую дробилку 6 с меньшим размером отверстий сита.The chip thickness was set by the feed rate of the ingot onto the cutter and was about 2.0 mm. The resulting chips after passing through a vibrating cooler was fed through a conveyor belt 4 first to the
Признаками возникновения эффекта налипания являлись резкое повышение температуры в зоне дробления и увеличение токовой нагрузки на двигателе привода вращения ротора дробилки. Для устранения налипания на транспортерную ленту перед дробилкой добавлялись рекомендуемые для тушения кальция порошки фтористого кальция или хлористого калия. Изменение параметров процесса дробления кальция при добавлении порошков показано в таблице 1 на примере второй дробилки, в которой был отмечен эффект налипания.Signs of the occurrence of the sticking effect were a sharp increase in temperature in the crushing zone and an increase in the current load on the rotor rotor drive motor of the crusher. To eliminate sticking to the conveyor belt before the crusher, calcium fluoride or potassium chloride powders recommended for quenching were added. The change in the parameters of the process of crushing calcium when adding powders is shown in table 1 for the example of the second crusher, in which the sticking effect was noted.
Полученные продукты дробления направлялись в окатыватель 7, где частицам придавалась форма, близкая к сферической. Полученные таким образом гранулы направлялись в циклон 8, где происходило отделение добавленных ранее порошков и их унос в систему газоочистки. Некоторое повышение примеси добавляемых порошков в готовой продукции находилось в пределах погрешности химического анализа. Полученные таким образом готовые гранулы поступали на вибросито 9 для отделения товарной фракции менее 2 мм и далее в упаковку 10. Гранулы с размерами более 2 мм возвращались в начало процесса.The resulting crushing products were sent to the
Полученные товарные гранулы кальция имели следующий гранулометрический состав:The resulting commodity granules of calcium had the following particle size distribution:
- размер частиц 1,0-1,4 мм - 10,3%;- particle size 1.0-1.4 mm - 10.3%;
- размер частиц 1,4-1,6 мм - 14,8%;- particle size 1.4-1.6 mm - 14.8%;
- размер частиц 1,6-2,0 мм - составил от общего количества ~ 67,7% (основная фракция, соответствующая толщине стружки).- the particle size of 1.6-2.0 mm - amounted to ~ 67.7% of the total amount (the main fraction corresponding to the chip thickness).
Остальная фракция гранул имела размер частиц 0,4-1,0 мм и входила в состав кондиционных гранул как примесь.The remaining fraction of the granules had a particle size of 0.4-1.0 mm and was part of the conditioned granules as an impurity.
В проанализированных источниках патентной и научно-технической информации совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не выявлена. Вместе с тем, оно способствует повышению пожаробезопасности процесса и выхода годных гранул.In the analyzed sources of patent and scientific and technical information, the set of essential features of the claimed invention was not identified. At the same time, it helps to increase the fire safety of the process and the yield of suitable granules.
Предлагаемый способ показан на примере получения кальциевых гранул. Однако это не ограничивает область его применения. Способ может применяться для получения гранул или порошков других пластичных и химически активных металлов, таких как магний, алюминий, а также для их сплавов.The proposed method is shown in the example of obtaining calcium granules. However, this does not limit its scope. The method can be used to obtain granules or powders of other ductile and chemically active metals, such as magnesium, aluminum, as well as their alloys.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101073/02A RU2532735C2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Method of producing calcium granules |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101073/02A RU2532735C2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Method of producing calcium granules |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013101073A RU2013101073A (en) | 2014-07-20 |
RU2532735C2 true RU2532735C2 (en) | 2014-11-10 |
Family
ID=51215147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013101073/02A RU2532735C2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Method of producing calcium granules |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2532735C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5338712A (en) * | 1993-02-04 | 1994-08-16 | Timmino Ltd. | Production of non-explosive fine metallic powders |
RU2143323C1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-12-27 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Chip breaker |
RU2203774C2 (en) * | 2001-05-23 | 2003-05-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method of calcium powder production |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013101073/02A patent/RU2532735C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5338712A (en) * | 1993-02-04 | 1994-08-16 | Timmino Ltd. | Production of non-explosive fine metallic powders |
RU2143323C1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-12-27 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Chip breaker |
RU2203774C2 (en) * | 2001-05-23 | 2003-05-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method of calcium powder production |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кипарисов С.С. и др. Порошковая металлургия. М, Металлургия, 1980, c. 17 - 22 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013101073A (en) | 2014-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5675531B2 (en) | Polycrystalline silicon and manufacturing method thereof | |
CN104845411B (en) | Extra fine heavy calcium carbonate powder body production method | |
JP2006192423A (en) | Apparatus and method for automatically crushing silicon fragment with low contamination | |
KR20190107733A (en) | Titanium coble manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JPH0673632B2 (en) | Copper catalyst and method for producing the same | |
CN106007733A (en) | Preparation method of ceramic powder | |
RU2532735C2 (en) | Method of producing calcium granules | |
US4015780A (en) | Powder forming | |
CN112169971A (en) | Method for recovering aluminum in primary aluminum ash | |
US2984560A (en) | Production of high-purity, ductile titanium powder | |
US3072347A (en) | Metal processing | |
CN109321754A (en) | The method of aluminium scrap production aluminum shot | |
US2821468A (en) | Production of titanium | |
JPS5815179B2 (en) | Metal material recovery method | |
RU2203774C2 (en) | Method of calcium powder production | |
JPH10259432A (en) | Production of low oxygen titanium material and low oxygen titanium melting stock | |
USRE31028E (en) | Method for processing dross | |
CN1057035C (en) | Deep processing technology for magnesium powder | |
RU120037U1 (en) | WASTE TIRE RECYCLING LINE | |
CN102069028A (en) | New process for crushing and pre-grinding steel slag | |
JP5796882B2 (en) | Method for producing sponge titanium particles | |
JPH07188798A (en) | Treatment for regenerating aluminum can scrap | |
NO156400B (en) | PROCEDURE FOR SEPARATION OF ROUND PEARLS OF MAGNESIUM OR MAGNESIUM ALLOY INCLUDED IN A STRONGLY CUTTING FOUNDATION, LIKE A SALT Slag. | |
JP7318539B2 (en) | Method for producing nickel chloride solution and method for producing nickel sulfide | |
RU112089U1 (en) | WASTE TIRE RECYCLING LINE |