199719. lajstromszámú szabadalom • Eljárás porkohászati célokra alkalmas vaspor előállítására finom vasoxid forró gázzal végzett redukálása útján
HU 199719 B hogy azoknak ellentétben az atomizált vasporokkal jelentősen alacsonyabb az áruk, amely azokat számos olyan alkalmazásra, ahol a sajtolhatóság iránt nem támasztanak magas követelményeket, célszerűvé teszi. A szivacsvasporok legnagyobb részét jelenleg Höganás-eljárással állítják elő. Ennél az eljárásnál a nagytisztaságú magnetitércet egy előre meghatározott résznagyságra őrlik, amely a vaspor végleges részecskenagyságát határozza meg, továbbá a fenti magnetitérceket szárítják és tűzálló anyagból készült hengeres formákba töltik, ahol a vasércből készült hengert kívülről és belülről koksz és mész keverékből álló anyag veszi körül. Az így megtöltött tartályok egy alagútkemencén mennek át, ahol a redukciótartam kb. 72 órát tesz ki, ezután a színterezett vasszivacspogácsát, mely vastagfalú csövek formájában áll rendelkezésre, kiveszik a tartályból, megtisztítják és megőrlik. Osztályozás után az egyes porfrakciókat szétválasztják és tárolókba töltik és ebből ideális szemcseelosztású szintetikus port kevernek össze az őrlés révén bevitt hidegkeményedés megszüntetése érdekében még izzítják és ezután szállításra kész. Eltekintve a nagy őrlési energiától, mely ahhoz szükséges, hogy az erősen összeszinterezett vasszivacscsöveket szétőröljük, van egy hátránya az itt ismertetett eljárásnak, mégpedig az, hogy az adódó vasrészecskék szemcsenagysága és ezzel a vaspor egyik fontos paramétere a vasoxid kiinduló szemcsenagysága által határozott. Ez azt jelenti, hogy finomporos vasoxidok alkalmazása esetén finom és ezzel a technikában használhatatlan vasporok adódhatnak. A vasszivacsporok előállítására szolgáló második eljárást a Pyron cég (Niagara Falls, New York) alkalmazza. Itt az előirányzott szemcsenagyságra őrlés után levegőn történő felhevítéssel folyamatosan Fe203- rá oxidálják és azután szalagkemencében hidrogénnel redukálják. A redukálási hőmérséklet itt minden esetben 1000°C alatt van. Az így nyert szivacsvaspogácsákat ezután úgy, mint* a Högánes-eljárásnál, felőrlik (ahol őrléssel a szivacsos vasporrészecskék bizonyos másodlagos kompressziója is elérhető.), majd osztályozzák és az egyes frakciókból a kívánt szemcseeloszlású por keverhető össze. Ez az eljárás is egy meghatározott kiindulóanyag, jelen esetben nagy tisztaságú hengerreve beszerezhetőségével áll kapcsolatban'. A Fina Metall Ltd. cég Montreál, Kanada által kidolgozott eljárásnál, melynél a magas hőmérsékleten, előnyösen 1093 és 1204°C között, történő redukciót választanak, finomrészű vasoxid kiindulóanyagot alkalmaznak, melyet a megfelelő érc szétdarabolásával állítanak elő. Minden említett eljárás olyan vasoxidport alkalmaz, mely önmagában tömör, azaz ezeknél az egyes vasoxid részecskéknek külön-külön pórusai vannak. Ezen porok töltési 3 tömörsége finomság szerint kb. 2 Mg-m“3. Ezen oxidok redukciója esetén bár belső porózitás is kialakul, mivel oxigén keletkezik, az oxid és a fém közötti tömörségbeli különbség mégsem olyan nagy, hogy az egyes részecskék szétesnének, azaz egy adag meghatározott szemcsenagyságú tömör vasoxidrészecskékből redukcióval — több vagy kevesebb összeszinterezett — kb. a vásoxiddal azonos szemcsenagyságú önmagában kevésbé porózus vasrészecskékből álló adag keletkezik. Az önmagában tömör vasoxidrészecskék redukciója itt alapvetően nem vet fel gravírozási problémát. Ezzel ellentétben a találmányunk szerinti eljárás célja a finom és nagyfinomságú vasoxidporok feldolgozása, amelyek pl. acél és hengerművekben maratósavregeneráláskor nagy mennyiségben keletkeznek és eddig ezeket részben a ferritiparban alkalmazták, porkohászati célokra azonban nem voltak alkalmasak. Ezeknél az anyagoknál a porrészecskék önmagukban nem tömörek, hanem számos tűszerű részben 1 pm-nél kisebb átmérőjű részecskékből állnak, amelyek gyengén vannak színterezve. Az ilyen oxidok töltési tömörsége jelentősen L,0 Mg-m-3 alatt, sőt részben akár 0,5 Mg-m-3 alatt van. Ezen porok redukciója esetén szokásos módon finom és laza és ezzel a porkohászatban nem használható vaspor keletkezik. A porkohászatban használható termékek előállítására találmányunk szerinti eljárás lényege abban áll, hogy finom laza önmagában porózus 1,0 Mg-m - nál kisebb töltési tömörségű vasoxidport gázszerű redukálószerrel 1200 és 1392°C közötti hőmérsékleten, előnyösen 1300°C-on redukálunk. Igen jó minőségű vasporhoz jutunk az esetben, amennyiben a fentiekben, körülírt vasoxidport két lépcsőben redukáljuk, mégpedig oly módon, hogy az első lépcsőben 1200 és 1300°C közötti hőmérsékleten, a következő lépcsőben pedig 1200°C alatt végezzük a redukálást. Meglepő módon a találmányunk szerinti eljárással sikerült az ilyen finom porokból is a porkohászatban használható vasporokat előállítani. Amint azt a metallográfiái vizsgálatok mutatták, a találmányunk szerinti eljárás alkalmazása esetén az egyes finom részecskék a redukciós folyamat alatt először laza halmazokká válnak, a redukció folyamán azonban szilárd és önmagában csak kevésbé porózus halmazokká egyesülnek, melyek ezután a redukálópogácsák felőrlése során szilárdak és kevésbé porózusak maradnak, és az egyes vasporrészecskéket alkotják. A találmányunk szerinti eljárás legmeglepőbb hatása az a tény, hogy nagyfinomságú vasoxidtűk nem alakulnak át megfelelő finom vastűkké — ezzel filcet képezve — továbbá, mint ahogy az várható lenne, a szuperfinom por különösen magas színterezési aktivitásnál tömör csak, belső porozitású vastuskó 4 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
