RU2122926C1 - Process of production of powders, granules and briquettes of chemically active metals and alloys and technological line for its implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: powder metallurgy and foundry. SUBSTANCE: invention specifically refers to production of modifier in granules and briquettes for modification of pig irons and steels and manufacture of welding materials. Process includes mechanical comminution of lump material in atmosphere of protective gas in presence of film-forming composition and vibroshaking. Technological operations in this case are carried out under pressure excessive with reference to that of air environment. Comminuted product is classified and powders of specified grain size on which base mixture of charge materials is prepared are separated. Powders of iron are injected into mixture. Obtained mixture is subjected to compaction. Technological line for implementation of process has leak-tight hoppers, crushing and comminuting plants, plant classifying comminuted material by grain size, plant for preparation and feed of film-forming composition, pipe-line of protective gas of closed gas exchange system, plants for metering and mixing of components of charge, briquetting plant. Plants are arranged according to operations independently with stage positioning of equipment in each of them. Each plant is connected to distribution and return pipe-lines of closed gas exchange system by means of taps. Hoppers are manufactured in the form of portable sealed containers. EFFECT: expanded technological capabilities, ecological cleanness, enhanced production efficiency. 3 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии и литейному производству, в частности к способу и устройству для получения модификаторов в гранулах и брикетах для модифицирования чугунов и сталей, а также для изготовления сварочных материалов. Основой настоящего изобретения является решение задачи создания способа получения порошков, гранул и брикетов химически активных металлов и сплавов (в дальнейшем АМиС), реализация которого обеспечит повышение качества продукции, расширение технологических возможностей, безотходность производства, экологическую чистоту, повышение экономичности производства и взрывобезопасности. The invention relates to powder metallurgy and foundry, in particular to a method and apparatus for producing modifiers in granules and briquettes for the modification of cast irons and steels, as well as for the manufacture of welding materials. The basis of the present invention is to solve the problem of creating a method for producing powders, granules and briquettes of chemically active metals and alloys (hereinafter AMiS), the implementation of which will provide improved product quality, expanded technological capabilities, non-waste production, environmental friendliness, increased production efficiency and explosion safety.

Решение поставленной задачи достигается тем, что по способу получения порошков АМиС, включающему механическое измельчение исходного кускового материала в среде защитного газа в присутствии пленкообразующей композиции, технологические операции проводят при избыточном по отношению окружающей воздушной среды давлении, классифицируют измельченный продукт по заданной крупности на гранулы и порошки и отделяют переизмельченные некондиционные фракции, на основе которых приготавливают смесь шихтовых материалов. В состав шихты вводят также порошок железа. Полученную смесь подвергают компактированию. The solution to this problem is achieved by the fact that according to the method for producing AMiS powders, including mechanical grinding of the starting bulk material in a protective gas medium in the presence of a film-forming composition, technological operations are carried out at a pressure that is excessive in relation to the ambient air environment, the crushed product is classified into granules and powders according to a given size and separated over-crushed substandard fractions, on the basis of which a mixture of charge materials is prepared. The composition of the charge is also introduced iron powder. The resulting mixture is subjected to compacting.

Принятое в заявляемом способе классифицирование измельченного материала с выделением продуктов, соответствующих по крупности порошкам и гранулам, и переизмельченного некондиционного по крупности материала с последующим приготовлением на его основе смеси с корректировкой ее вещественного состава и изготовлением из смеси брикетов, обеспечивает снижение потерь продукта и безотходность производства. Одновременно повышается качество продукта, благодаря возможности корректировки вещественного состава, включая компоненты легковозгоняемые, например такие, как магний, флуктуации которого могут быть значительными в исходном кусковом материале, получаемом из сплава, приготавливаемого в электроплавильных печах. Вместе с тем, благодаря расширению технологических возможностей в приготовлении брикетов различного вещественного состава, порошков и гранул существенно расширяется номенклатура производимой продукции с регламентированным содержанием компонентов. Введенный в смесь порошок железа, наряду с очевидным и известным действием по корректировке вещественного состава модификаторов, проявляет новые свойства, во-первых, в сочетании с пленкообразующей композицией выполняет функцию пластификатора при прессовании и благодаря своей хорошей прессуемости обеспечивает в роли матричного материала получение прочных брикетов без применения специальных дорогостоящих пластификаторов и выполнения операций спекания и, во-вторых, благодаря увеличению массовой плотности брикетов за счет присутствия железа и, соответственно, уменьшению выталкивающей архимедовой силы, действующей на брикеты в расплаве модифицируемого металла, обеспечивает снижение удельного расхода модификатора. При этом пленкообразующая композиция, наряду с действием, выражающимся в предотвращении пылевыделений в результате агрегирования пылевидных фракций материала и повышении эффективности измельчения, выполняет в сочетании с порошками железа новую функцию пластификатора при прессовании брикетов. Перечисленные признаки изобретения способствуют также повышению экономичности производства. Одновременно исключение из обращения в технологическом процессе пылевидных фракций материала, которые в скомпактированом виде находятся в брикетах, предотвращает образование взрывоопасных аэровзвесей, что повышает взрывобезопасность процессов и, вместе с тем, уменьшает пылевыделения, а следовательно, предотвращает загрязнение воздушной среды. Благодаря этому и безотходности процесса улучшается экологическое состояние производства. Adopted in the claimed method, the classification of crushed material with the selection of products corresponding in size to powders and granules, and over-crushed material of substandard size with subsequent preparation of a mixture based on it with adjustment of its material composition and manufacture of a mixture of briquettes, ensures reduction of product losses and non-waste production. At the same time, the quality of the product is improved, due to the possibility of adjusting the material composition, including easily combustible components, for example, such as magnesium, the fluctuations of which can be significant in the starting bulk material obtained from the alloy prepared in electric melting furnaces. At the same time, thanks to the expansion of technological capabilities in the preparation of briquettes of various material composition, powders and granules, the range of products with a regulated content of components is significantly expanding. The iron powder introduced into the mixture, along with the obvious and well-known action for adjusting the material composition of modifiers, exhibits new properties, firstly, in combination with a film-forming composition, it acts as a plasticizer during pressing and, thanks to its good compressibility, provides strong briquettes without matrix the use of special expensive plasticizers and sintering operations and, secondly, due to the increase in the mass density of briquettes due to the presence of iron and, accordingly, decrease the Archimedes buoyancy force acting on the pellets in the modified metal melt, reduces the specific flow modifier. In this case, the film-forming composition, along with the action expressed in preventing dust emissions as a result of aggregation of pulverulent fractions of the material and increasing the grinding efficiency, performs, in combination with iron powders, a new plasticizer function in pressing briquettes. The listed features of the invention also contribute to improving the efficiency of production. At the same time, the exclusion from the circulation in the technological process of dusty material fractions that are compacted in briquettes prevents the formation of explosive air suspensions, which increases the explosion safety of processes and, at the same time, reduces dust emissions and, therefore, prevents air pollution. Due to this and non-waste process, the ecological state of production is improved.

Поддержание избыточного давления защитной газовой среды при проведении операций дробления, измельчения, классификации по крупности, дозирования и межоперационного транспортирования исключает подсос воздуха извне и, следовательно, нарушение состава защитной газовой среды. Подача защитного газа в прямотоке с обрабатываемым материалом при выполнении всех технологических операций одновременно с эффектом, проявляющимся в процессе измельчения материала и способствующим повышению производительности этих технологических операций, обеспечивает уменьшение уноса пылевидных фракций, который имеет место при противотоке за счет увеличения относительной скорости частиц материала и потока защитного газа. Maintaining excess pressure of the protective gas environment during crushing, grinding, particle size classification, dosing and interoperational transportation eliminates air inflow from the outside and, therefore, violation of the composition of the protective gas environment. The supply of protective gas in the direct flow with the processed material during all technological operations simultaneously with the effect manifested in the grinding of the material and contributing to an increase in the productivity of these technological operations, reduces the entrainment of dust fractions that occurs during counterflow due to an increase in the relative velocity of the particles of material and flow protective gas.

Основой настоящего изобретения является также создание технологической линии получения порошков, гранул и брикетов химически активных металлов и сплавов, использование которой обеспечит расширение технологических возможностей, безотходность производства, повышение пожаровзрывобезопасности, экологическую чистоту, повышение экономичности производства. The basis of the present invention is also the creation of a technological line for the production of powders, granules and briquettes of reactive metals and alloys, the use of which will ensure the expansion of technological capabilities, non-waste production, increased fire and explosion safety, environmental friendliness, increased production efficiency.

Решение поставленной задачи достигается тем, что технологическая линия по осуществлению способа содержит герметичные бункера, питатель исходного материала, дробильную измельчительную установку, установку классификации по крупности измельченного материала, установку подачи и приготовления пленкообразующей композиции, трубопроводы защитного газа системы газообмена, установки смешения компонентов в виде порошков и гранул, прессования брикетов, переключатели направления течения защитного газа в технологических установках, устройства герметичной стыковки, при этом технологическое оборудование скомпоновано в пооперационные автономные установки с каскадным размещением оборудования в каждой из них, включая установки дробления, измельчения, классификации по крупности материала, дозирования и смешения порошков и гранул, и прессования брикетов, причем каждая автономная установка соединена посредством отводов соответственно с раздающим и возвращающим трубопроводами замкнутой системы газообмена. Расходные бункера выполнены переносными в виде герметичных контейнеров, снабженных обводными и газораспределяющими трубами и пылеочистными фильтрами и герметично состыкованных с загрузочным и разгрузочным узлами каждой пооперационной установки. The solution to this problem is achieved by the fact that the production line for the implementation of the method contains pressurized bins, a feeder of the starting material, a crushing grinding unit, a classification unit for the size of the crushed material, a unit for feeding and preparing a film-forming composition, protective gas pipelines of a gas exchange system, a unit for mixing components in the form of powders and granules, briquette pressing, shielding gas flow direction switches in technological installations, devices and hermetic docking, while the technological equipment is arranged in operational autonomous units with cascading equipment in each of them, including crushing, grinding, grading, dosing and mixing powders and granules, and pressing briquettes, and each autonomous installation is connected by branches respectively with distributing and returning pipelines of the closed gas exchange system. Consumable hoppers are portable in the form of airtight containers equipped with bypass and gas distribution pipes and dust filters and tightly connected to the loading and unloading nodes of each operational unit.

Наличие в технологической линии установки дозирования и смешения компонентов, включающей секционные бункера, дозирующие устройства, сборный конвейер, обеспечивает расширение технологических возможностей приготовления смесей различного состава для получения брикетированных модификаторов широкого ассортимента и сварочных материалов. При этом обеспечивается повышение качества товарной продукции путем корректировки вещественного состава и приготовления смеси высокой равномерности смешения с коэффициентом неоднородности 1,0-2,0% в смесителе, выполненном, например, в виде тороидального вибросмесителя. Наличие в технологической линии установки прессования порошков, состоящей из загрузочного устройства и механического пресса, выполненного, например, в виде пресса-автомата, обеспечивает высокую производительность изготовления брикетов требуемого вещественного состава и регламентированной прочности. The presence in the production line of a dosing and mixing system for components, including sectional hoppers, dosing devices, a prefabricated conveyor, enhances the technological capabilities of preparing mixtures of various compositions to produce a wide variety of briquetted modifiers and welding materials. This improves the quality of marketable products by adjusting the material composition and preparing a mixture of high uniformity of mixing with a coefficient of heterogeneity of 1.0-2.0% in the mixer, made, for example, in the form of a toroidal vibratory mixer. The presence in the production line of the powder pressing plant, consisting of a loading device and a mechanical press, made, for example, in the form of an automatic press, provides high productivity for the production of briquettes of the required material composition and regulated strength.

Принятая новая компоновка технологического оборудования в автономных пооперационных установках с каскадным размещением оборудования и принятые соединения в каждой из них, включая установки дробления, измельчения, классификации по крупности материала, дозирования и смешения порошков и гранул, прессования брикетов, а также принятое соединение каждой автономной установки посредством отводов соответственно с раздающим и возвращающим трубопроводами замкнутой системы газообмена, обеспечивают повышение надежности функционирования технической линии, так как при неисправностях в какой-либо из установок ее можно отключить, не останавливая другие установки, благодаря их автономности и независимому параллельному соединению с раздающим и возвращающим трубопроводами систем газообмена. Adopted a new layout of technological equipment in autonomous operational installations with cascading equipment and accepted compounds in each of them, including crushing, grinding, grading, dosing and mixing powders and granules, pressing briquettes, as well as the accepted connection of each autonomous installation by branches respectively with distributing and returning pipelines of the closed gas exchange system, provide increase of reliability of functioning of those matic lines as at fault in any of the settings can be turned off without stopping the other installations, thanks to their autonomy and independence from the parallel connection of Hrazdan and returning pipelines of gas exchange systems.

Герметичные контейнеры, снабженные обводными и газораспределяющими трубами и встроенными пылеочистными фильтрами, выполняют, наряду с известной функцией межоперационного транспорта, функцию расходных бункеров, а также многосекционного бункера в установке дозирования и смешения. Контейнеры при этом герметично состыкованы с загрузочными и разгрузочными узлами пооперационных автономных установок. Такое исполнение устройств обеспечивает локализацию пылевыделений, при этом отпадает необходимость в дорогостоящих аспирационных установках с пылеочистными аппаратами, что снижает также энергетические затраты и устраняет потери материала, уносимого с аспирируемыми газами. Sealed containers equipped with bypass and gas distribution pipes and built-in dust filters, perform, along with the well-known function of interoperational transport, the function of feed hoppers, as well as a multi-section hopper in a dosing and mixing unit. In this case, the containers are hermetically docked with loading and unloading units of operational autonomous units. This design of devices provides localization of dust emissions, and there is no need for expensive suction units with dust cleaning devices, which also reduces energy costs and eliminates the loss of material carried away with aspirated gases.

Отпадает также необходимость применения конвейерного транспорта в качестве межоперационного и в устройстве неизбежных при этом перегрузочных узлов. Принятая компоновка оборудования и разработанные новые конструкции устройств обеспечивают создание компактной, удобной в эксплуатации технологической линии и создание экономичного производства порошков, гранул и брикетов АМиС. Переключатели направления течения защитного газа, соединенные с трубопроводами подачи и отвода газа системы газообмена и с отводами от газораспределяющего устройства контейнера и от загружаемого материалом технологического оборудования соответствующей пооперационной установки, обеспечивают требуемое направление течения защитного газа в зависимости от режима работы установки: при заполнении ее защитным газом и при выполнении соответствующей технологической операции. Таким путем обеспечивается при выполнении технологической операции прямоток защитного газа с обрабатываемым материалом, а при заполнении установки защитным газом сокращение времени этой операции в результате движения защитного газа в обратном направлении. There is also no need for the use of conveyor transport as an interoperational vehicle and in the arrangement of unloading nodes that are inevitable in this case. The adopted equipment layout and the developed new device designs ensure the creation of a compact, easy-to-operate production line and the creation of an economical production of AMiS powders, granules and briquettes. Switches for the direction of the protective gas flow, connected to the pipelines for supplying and discharging gas from the gas exchange system and with taps from the gas distribution device of the container and from the process equipment loaded with the material of the corresponding operational installation, provide the required direction of the flow of protective gas depending on the operating mode of the installation: when filling it with protective gas and when performing the appropriate technological operation. In this way, when performing the technological operation, the direct current of the protective gas with the processed material is ensured, and when the installation is filled with protective gas, the time of this operation is reduced as a result of the movement of the protective gas in the opposite direction.

Введение в технологическую линию новых технологических аппаратов и устройств, новая их компоновка и последовательность соединений, а также новая конструкция устройств обеспечивают повышение качества продукции, расширение технологических возможностей производства, его безотходность, повышение пожаровзрывобезопасности, экологическую чистоту и повышение экономичности производства и, следовательно, обеспечивается решение поставленной задачи. Introduction to the technological line of new technological apparatuses and devices, their new layout and sequence of connections, as well as the new device design provide improved product quality, expanded technological capabilities of production, its waste-free, increased fire and explosion safety, environmental friendliness and increased production efficiency and, therefore, provides a solution set task.

Пример осуществления способа. Исходный кусковой материал - сплав ферросилиция с магнием, содержащий, мас.%: магния - 7,5, кальция - 0,8, РЗМ - 0,7, кремния - 60, алюминия - 1,2, железа - остальное. Максимальный размер кусков - 150 мм. В вибропитатель, подающий материал в дробилку, вводят пленкообразующую композицию, состоящую из механической смеси полимерного соединения и пенообразователя с соотношением массовых долей 4:1. Массовая доля пленкообразующей композиции относительно исходного материала составляет 0,4%. Раздробленный в виброщековой дробилке материал имеет следующий гранулометрический состав: фракции +32 мм - 2,8%, -32+20 мм - 50,6%, -20+10 мм - 38,4%, -10 мм - 8,3%. Гранулометрический состав материала, измельченного в конусном инерционном измельчителе, характеризуется содержанием классов мельче 5 мм - 84,2%, классов -5+1 мм - 58,5%, классов мельче 1 мм - 25,7%. An example implementation of the method. The starting bulk material is an alloy of ferrosilicon with magnesium, containing, wt.%: Magnesium - 7.5, calcium - 0.8, rare-earth metals - 0.7, silicon - 60, aluminum - 1.2, iron - the rest. The maximum size of the pieces is 150 mm. A film-forming composition consisting of a mechanical mixture of a polymer compound and a foaming agent with a mass ratio of 4: 1 is introduced into the vibratory feeder feeding the material into the crusher. The mass fraction of the film-forming composition relative to the starting material is 0.4%. The material crushed in a vibratory jaw crusher has the following particle size distribution: fractions +32 mm - 2.8%, -32 + 20 mm - 50.6%, -20 + 10 mm - 38.4%, -10 mm - 8.3% . The particle size distribution of the material crushed in an inertial cone grinder is characterized by the content of grades smaller than 5 mm - 84.2%, grades -5 + 1 mm - 58.5%, grades smaller than 1 mm - 25.7%.

Из расклассифицированного по крупности материала отделяют нетоварный порошок с фракциями мельче 1 мм, на основе которого приготавливают смесь, содержащую 10% (относительно общей массы) порошка железа с подшихтовкой порошками магния (2%) и РЗМ (0,5%). Из смеси приготавливают брикеты, спрессовывая их под давлением 100 МПа. Non-marketed powder with fractions smaller than 1 mm is separated from the material classified by grain size, on the basis of which a mixture is prepared containing 10% (relative to the total weight) of iron powder with a binder powder of magnesium (2%) and rare-earth metals (0.5%). Briquettes are prepared from the mixture by pressing them under a pressure of 100 MPa.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Как видно из таблицы, предложенный способ обеспечивает высокий выход товарной фракции 1-5 мм модификатора, низкое содержание некондиционных фракций, безотходность технологического процесса. As can be seen from the table, the proposed method provides a high yield of product fraction 1-5 mm modifier, low content of substandard fractions, non-waste process.

Пример осуществления технологической линии. На фиг. 1 представлена схема цепи аппаратов технологической линии для осуществления способа получения порошков, гранул и брикетов химически активных АМиС. На фиг. 2 изображен контейнер дробленого материала. Линия по ходу выполнения технологического процесса включает установку дробления A (фиг. 1, здесь, как и в последующем на фиг. 1, границы автономных пооперационных установок обозначены пунктирными линиями), состоящую из каскадно скомпонованных: контейнера 1 кускового исходного материала, герметично состыкованного с герметичной воронкой 2, снабженной затвором 3, которая соединена с вибропитателем 4. Последний снабжен патрубком 5 для подачи пленкообразующей композиции и посредством компенсатора 6 соединен с загрузочным патрубком дробилки, выполненной в виде виброщековой дробилки 7, помещенной в герметичный кожух 8, который снабжен патрубком 9 подачи в установку защитного газа. Дробилка посредством поворотного желоба 10 и устройства герметичной стыковки 11 сообщена с контейнером 12 дробленого материала. Контейнер 12 (фиг. 2) содержит газораспределяющее устройство 13, герметичные загрузочный 14 с крышкой 15 и разгрузочный 16 люки, обводную трубу 17 и пылеочистной фильтр 18 с присоединительным патрубком 19. При этом к разгрузочному люку прикреплен конусный разгрузочный патрубок 20. Контейнер 12 в процессе загрузки своими стойками 21 опирается на посадочную площадку 22, снабженную штифтами 23 для фиксации его положения при стыковке с поворотным желобом 10 (фиг. 1). Переключатель направления течения защитного газа трехпозиционный 24 посредством отводов 25 и 26 соединен с патрубком 5 и присоединительным патрубком 19 контейнера 12, а также с раздающим 27 и возвращающим 28 трубопроводами замкнутой системы газообмена Q. An example implementation of a production line. In FIG. 1 is a diagram of a circuit of apparatuses of a technological line for implementing a method for producing powders, granules and briquettes of chemically active AMiS. In FIG. 2 shows a container of crushed material. The line along the process includes the installation of crushing A (Fig. 1, here, as in the subsequent in Fig. 1, the boundaries of the autonomous operational installations are indicated by dashed lines), consisting of cascadingly arranged: a container 1 of lumpy source material, hermetically docked with hermetic a funnel 2 provided with a shutter 3, which is connected to a vibratory feeder 4. The latter is equipped with a nozzle 5 for supplying a film-forming composition and, through a compensator 6, is connected to the loading nozzle of the crusher, filled in the form of a vibratory jaw crusher 7, placed in a sealed casing 8, which is equipped with a nozzle 9 for supplying a protective gas to the installation. The crusher by means of a rotary trough 10 and a tight docking device 11 is in communication with the container 12 of crushed material. The container 12 (Fig. 2) contains a gas distribution device 13, a sealed boot 14 with a cover 15 and an unloading 16 hatches, a bypass pipe 17 and a dust filter 18 with a connecting pipe 19. At the same time, a conical discharge pipe 20 is attached to the discharge hatch 20. The container 12 in the process loading their racks 21 relies on the landing pad 22, equipped with pins 23 to fix its position when docked with a rotary groove 10 (Fig. 1). The switch of the direction of flow of the protective gas three-position 24 through the taps 25 and 26 is connected to the pipe 5 and the connecting pipe 19 of the container 12, as well as with the distribution 27 and return 28 pipelines of the closed gas exchange system Q.

Следующей по ходу выполнения технологического процесса является каскадно скомпонованная установка B, состоящая из контейнера 12 дробленого материала, герметично состыкованного с приемной воронкой 29, снабженной патрубком 30 подачи в установку защитного газа и герметично соединенной с загрузочной воронкой 31 измельчителя 32, выполненного в виде конусного инерционного измельчителя. Разгрузочный патрубок 33 измельчителя посредством желоба 34 сообщен с загрузочным устройством 35, герметично состыкованным с контейнером 12 измельченного материала. Установка B снабжена, так же как и установка A, трехпозиционным переключателем 24 направления течения защитного газа, соединенным с патрубками 30, 36 и 19 подачи и отвода газа соответственно с приемной воронкой 29, разгрузочным патрубком 33 и газораспределяющим устройством 13 (фиг. 2), с пылеочистным фильтром 18 контейнера 12, а также соединенным с раздающим 27 и возвращающим 28 (фиг. 2) трубопроводами. The next step in the process is a cascade-mounted unit B, consisting of a container 12 of crushed material, hermetically connected to a receiving funnel 29, equipped with a nozzle 30 for supplying the protective gas to the unit and hermetically connected to the feed funnel 31 of the grinder 32, made in the form of a cone inertial grinder . The discharge pipe 33 of the grinder through the groove 34 is in communication with the loading device 35, hermetically docked with the container 12 of crushed material. Installation B is equipped, as well as installation A, with a three-position switch 24 for the direction of flow of the protective gas connected to the nozzles 30, 36 and 19 of the gas supply and exhaust, respectively, with a receiving funnel 29, a discharge pipe 33 and a gas distribution device 13 (Fig. 2), with a dust filter 18 of the container 12, as well as connected to the distribution 27 and return 28 (Fig. 2) pipelines.

Установка C (фиг. 1) состоит из каскадно скомпонованных и герметично состыкованных контейнера 12 с измельченным материалом, приемной воронки 37, снабженной патрубком 38 подачи и отвода защитного газа, питателя 39, выполненного в виде вибропитателя, классификатора материла по крупности 40, выполненного в виде многодечного круглого виброгрохота. Установка C включает также контейнеры 12 для расклассифицированного по крупности материала, соединенные посредством желобов 34 с разгрузочными патрубками 41 виброгрохота. Число контейнеров, установленных под загрузку, равно числу классов расклассифицированного по крупности материала. Установка C, так же как и установки A и B, снабжена трехпозиционным переключателем 24, соединенным с патрубком 38 приемной воронки 37 и с газораспределяющим устройством 13 (фиг. 2) с пылеочистным фильтром 18 каждого контейнера 12, установленного под загрузку расклассифицированным материалом, с раздающим 27 (фиг. 1) и возвращающим 28 трубопроводами. Installation C (Fig. 1) consists of a cascade-shaped and hermetically docked container 12 with crushed material, a receiving funnel 37, equipped with a nozzle 38 for supplying and discharging protective gas, a feeder 39, made in the form of a vibratory feeder, material classifier 40, made in the form many-round circular vibrating screen. Installation C also includes containers 12 for classified by particle size material, connected by means of grooves 34 with discharge pipes 41 of a vibrating screen. The number of containers installed for loading is equal to the number of classes classified by size of material. Unit C, as well as units A and B, is equipped with a three-position switch 24 connected to the nozzle 38 of the receiving funnel 37 and to a gas distribution device 13 (Fig. 2) with a dust filter 18 of each container 12 installed for loading with classified material, with a distribution 27 (Fig. 1) and return 28 pipelines.

Установка D (фиг. 1) дозирования порошка и гранул включает многосекционный бункер 42, состоящий из контейнеров 12, установленных на приемных воронках 43, снабженных дозаторами 44. Под дозаторами установлен собирающий конвейер 45 для сбора доз материала из секций бункера и подачи их в смеситель 46, выполненный в виде тороидального вибросмесителя, который через свой разгрузочный патрубок 47 и гибкий желоб 34 сообщен с контейнером 48 для готовой смеси. Установка D также снабжена трехпозиционным переключателем 24, соединенным трубопроводом 49 с отводами 50 к каждой секции бункера 42 и с контейнером 48, а также с раздающим 27 и возвращающим 28 трубопроводами замкнутой системы газообмена Q. Installation D (Fig. 1) for dosing powder and granules includes a multi-section hopper 42 consisting of containers 12 mounted on receiving funnels 43 equipped with dispensers 44. Under the dispensers, a collecting conveyor 45 is installed for collecting doses of material from the sections of the hopper and feeding them to the mixer 46 made in the form of a toroidal vibratory mixer, which through its discharge pipe 47 and flexible groove 34 is in communication with the container 48 for the finished mixture. Unit D is also equipped with a three-position switch 24, connected by a pipe 49 with taps 50 to each section of the hopper 42 and with a container 48, as well as with a distribution 27 and return 28 pipelines of a closed gas exchange system Q.

Установка прессования E содержит посадочную площадку 51 с воронкой 52, герметично состыкованной с контейнером 48 во время разгрузки из него материала. Приемная воронка соединена с конвейером 53, выполненным в виде спирального конвейера для подачи смеси в расходный бункер 54 пресса-автомата 55. Установка соединена посредством отводов с раздающим 27 и возвращающим 28 трубопроводами. The pressing unit E comprises a landing pad 51 with a funnel 52 sealed to the container 48 during unloading of the material from it. The receiving funnel is connected to the conveyor 53, made in the form of a spiral conveyor for feeding the mixture into the feed hopper 54 of the automatic press 55. The installation is connected via taps to the distribution 27 and return 28 pipelines.

Аппарат приготовления и подачи пленкообразующей композиции F включает емкости 56 исходных компонентов, устройства по их дозированию 57, пеногенератор 58, соединенный посредством пенопровода 59 с патрубком 5 вибропитателя 4. The apparatus for preparing and supplying the film-forming composition F includes containers 56 of the starting components, a device for dispensing them 57, a foam generator 58 connected via a foam conduit 59 to the nozzle 5 of the vibratory feeder 4.

Замкнутая система газообмена Q содержит побудитель тяги 60, пылеотделитель 61, выполненный в виде скоростного циклона и установленный со всасывающей стороны побудителя тяги, раздающий 27 и возвращающий 28 трубопроводы с отводами 25 и 26 к пооперационным установкам A, B, C, D и E. Система газообмена Q соединена трубопроводом 62 с источником снабжения защитным газом (не показан). Система газообмена снабжена фильтром 63 с клапаном 64 для выпуска воздуха при заполнении системы защитным газом или избытка газа в рабочем режиме при превышении установленного предельного уровня давления в системе. Трубопровод 64 содержит отвод 65 для подачи защитного газа в аппарат F. Система газообмена снабжена задвижками 66 для регулирования расхода и отключения от системы при необходимости любой из установок A, B, C, D и E. Технологическая линия защищена от внезапных повышений в ней давлений разрывными мембранами (не показаны). The closed gas exchange system Q contains a traction booster 60, a dust separator 61, made in the form of a high-speed cyclone and installed on the suction side of the traction booster, distributing 27 and returning 28 pipelines with bends 25 and 26 to the operation units A, B, C, D and E. The system gas exchange Q is connected by a pipe 62 to a source of protective gas supply (not shown). The gas exchange system is equipped with a filter 63 with a valve 64 for discharging air when the system is filled with shielding gas or excess gas in the operating mode when the set pressure limit in the system is exceeded. Pipeline 64 includes an outlet 65 for supplying shielding gas to apparatus F. The gas exchange system is equipped with valves 66 to control the flow and disconnect from the system, if necessary, any of the units A, B, C, D and E. The production line is protected from sudden rupture pressures in it membranes (not shown).

Технологическая линия функционирует следующим образом. Перед запуском технологической линии все ее элементы или часть из установок, в зависимости от вида производимого продукта, заполняют защитным газом, поступающим по трубопроводу 62 (фиг. 1). Переключатели 24 установок A, B, C и D при этом включены на подачу защитного газа в контейнеры 12, установленные под загрузку материала, а в установке E защитный газ подают в приемную воронку 52. Газораспределяющее устройство 13 (фиг. 2) турбулизирует струи подаваемого в контейнер защитного газа, что ускоряет процесс замещения воздуха защитным газом в 1,2 - 1,3 в сравнении с подачей его в обратном направлении. Причем установки, которые по условиям технологического регламента не участвуют в процессе получения данного продукта, отключены с помощью задвижек 66 (фиг. 1) от системы газообмена Q. После заполнения технологической линии защитным газом течение защитного газа в установках "опрокидывают" переключателями 24, обеспечивая прямоток с перемещаемым под действием гравитационной силы материалом. Циркуляцию защитного газа обеспечивает побудитель тяги 60. The technological line operates as follows. Before starting up the production line, all of its elements or part of the plants, depending on the type of product being produced, are filled with protective gas supplied via line 62 (Fig. 1). The switches 24 of the plants A, B, C and D are hereby turned on to supply the protective gas to the containers 12 installed for loading the material, and in the installation E the protective gas is supplied to the receiving funnel 52. The gas distribution device 13 (Fig. 2) turbulizes the jets supplied to a shielding gas container, which speeds up the process of replacing air with shielding gas in 1.2 - 1.3 in comparison with supplying it in the opposite direction. Moreover, installations that do not participate in the process of obtaining this product according to the technological regulations are disconnected using valves 66 (Fig. 1) from the gas exchange system Q. After filling the process line with protective gas, the flow of the protective gas in the plants is “overturned” by switches 24, providing a direct flow with material moved under the action of gravitational force. The shielding gas is circulated by a propulsion agent 60.

Контейнер 1 с исходным кусковым материалом при этом устанавливают на приемную воронку 2 и герметично с ней состыковывают. Открывают последовательно затвор 3 приемной воронки и разгрузочный люк (не показан) контейнера 1. Кусковой материал из контейнера поступает в воронку и далее его вибропитателем подают в дробилку 7. Одновременно в вибропитатель по пенопроводу 59 подают вспененную защитным газом пленкообразующую композицию в аппарате F. Во время движения материала пленкообразующая композиция, под воздействием вибрации распределяется по поверхности материала. Дробление производят в среде защитного газа, подаваемого в кожух 8 через патрубок 9 и поступающего также с вспененной пленкообразующей композицией через патрубок 5. Вибрационное воздействие на материал во время прохода зоны дробления способствует обволакиванию свежеобразующихся в процессе дробления поверхности частиц. При этом пылевидные частицы образуют агрегаты. Дробленый материал и защитный газ по поворотному желобу 10 поступают в контейнер 12. Защитный газ входит в газораспределяющее устройство 13 контейнера (фиг. 2), очищается от пыли в пылеочистном фильтре 18, затем по отводу 26 (фиг. 1) и через переключающее устройство 24 поступает в возвращающий трубопровод 28 замкнутой системы газообмена. После наполнения контейнера 12 дробленым материалом закрывают затвор (не показан) поворотного желоба 10, перекрывают задвижку 66 на отводе 26. Контейнер расстыковывают с желобом 10, патрубок 19 (фиг. 2) разъединяют с отводом 26 (фиг. 1) и контейнер переставляют на приемную воронку 29 установки B. Порожний контейнер 12 устанавливают под загрузку дробленым материалом. The container 1 with the original bulk material is installed on the receiving funnel 2 and hermetically docked with it. The shutter 3 of the receiving funnel and the discharge hatch (not shown) of the container 1 are opened sequentially. Bulk material from the container enters the funnel and then is fed to the crusher 7 using a vibratory feeder. At the same time, a foaming film-forming composition is fed into the vibratory feeder 59 in the apparatus F. During material movement film-forming composition, under the influence of vibration is distributed over the surface of the material. Crushing is carried out in a shielding gas medium supplied to the casing 8 through the pipe 9 and also supplied with the foamed film-forming composition through the pipe 5. The vibration effect on the material during the passage of the crushing zone contributes to the envelopment of particles that are freshly formed during the crushing process. In this case, dusty particles form aggregates. The crushed material and the shielding gas through the swivel chute 10 enter the container 12. The shielding gas enters the gas distribution device 13 of the container (Fig. 2), is cleaned of dust in the dust filter 18, then through the outlet 26 (Fig. 1) and through the switching device 24 enters the return pipe 28 of the closed gas exchange system. After filling the container 12 with crushed material, close the shutter (not shown) of the rotary trough 10, close the valve 66 at the outlet 26. The container is uncoupled with the trough 10, the pipe 19 (Fig. 2) is disconnected from the outlet 26 (Fig. 1), and the container is rearranged to the receiving funnel 29 of installation B. An empty container 12 is placed under loading with crushed material.

На установке B контейнер, заполненный дробленым материалом, герметично состыковывают с воронкой 29. Открывают последовательно затвор 3 приемной воронки и разгрузочный люк 16 (фиг. 2). Дробленый материал под воздействием гравитационной силы попадает в приемную воронку 29 (фиг. 1) и далее в загрузочную воронку 31 измельчителя 32. При этом вытесняемый материалом газ проходит в обводную трубу 17 (фиг. 2) и затем в контейнер над опускающимся материалом. Давление газа в приемной воронке и контейнере выравниваются. Таким образом, материал беспрепятственно разгружается и не входит в соприкосновение со встречным потоком вытесняемого из приемной воронки газа. В результате чего снижается унос порошка в систему газообмена. Защитный газ поступает в приемную воронку 29 (фиг. 1) и разгрузочный патрубок 33 соответственно через патрубки 30 и 36. Материал из загрузочной воронки 31 попадает в зону измельчения. Вибрационное воздействие при этом на материал способствует более полному обволакиванию свежеобразующихся поверхностей материала и образованию из пылевидных частиц их агрегатов. Прямоток измельченного материала и защитного газа способствует повышению производительности измельчителя. Измельченный материал и защитный газ по желобу 34 поступают в контейнер 12, установленный под загрузку. Далее защитный газ проходит в газораспределительное устройство 13 (фиг. 2) контейнера, очищается в пылеочистном фильтре 18, и затем, так же как и на установке B, через переключающее устройство 24 (фиг. 1) и по отводу 26 поступает в трубопровод 28 системы газообмена. At installation B, a container filled with crushed material is hermetically docked with funnel 29. In succession, the gate 3 of the receiving funnel and the discharge hatch 16 are opened (Fig. 2). Crushed material under the influence of gravitational force enters the receiving funnel 29 (Fig. 1) and then into the loading funnel 31 of the grinder 32. In this case, the gas displaced by the material passes into the bypass pipe 17 (Fig. 2) and then into the container above the falling material. The gas pressure in the hopper and the container are equalized. Thus, the material is unloaded unhindered and does not come into contact with the oncoming flow of the gas displaced from the receiving funnel. As a result, the entrainment of the powder into the gas exchange system is reduced. The protective gas enters the receiving funnel 29 (Fig. 1) and the discharge pipe 33, respectively, through the pipes 30 and 36. The material from the loading funnel 31 enters the grinding zone. In this case, the vibrational effect on the material contributes to a more complete enveloping of the newly formed surfaces of the material and the formation of their aggregates from the dust particles. Forward flow of shredded material and shielding gas improves the performance of the grinder. The crushed material and the protective gas through the chute 34 enter the container 12, mounted under the load. Next, the protective gas passes into the gas distribution device 13 (Fig. 2) of the container, is cleaned in the dust filter 18, and then, as in installation B, through the switching device 24 (Fig. 1) and through the outlet 26 it enters the pipeline 28 of the system gas exchange.

Технологические операции по замене на порожний заполненного измельченным материалом контейнера, перестановка его на приемную воронку 37 установки C аналогичны выполняемым при замене порожним заполненного дробленым материалом контейнера установки A и перестановки его на приемную воронку 29 установки B. Защитный газ подают в приемную воронку 37. Вибропитателем 39 измельченный материал, поступающий из приемной воронки, подают на виброгрохот 40, на котором производят его распределение на классы по крупности. Расклассифицированный материал по желобам 34 поступает в контейнеры 12, число которых соответствует числу классов. Движение материала под действием гравитационной силы происходит во всем каскаде в прямотоке с защитным газом. Путь защитного газа на участке от контейнера, загружаемого материалом, до возвращающего трубопровода 28 системы газообмена аналогична в установках B и C. Technological operations for replacing a container filled with crushed material with an empty one, moving it to a receiving funnel 37 of unit C are similar to those performed when replacing a container of a plant A filled with crushed material empty and moving it to a receiving funnel 29 of a plant B. Shielding gas is fed into the receiving funnel 37. Vibrator 39 the crushed material coming from the receiving funnel is fed to a vibrating screen 40, where it is distributed into classes by size. The classified material through the gutters 34 enters the containers 12, the number of which corresponds to the number of classes. The movement of the material under the action of gravitational force occurs throughout the cascade in the direct flow with a protective gas. The shielding gas path from the container loaded with the material to the return pipe 28 of the gas exchange system is similar in installations B and C.

Технологические операции по замене заполненных материалом контейнеров на порожние и перестановка их на приемные воронки 43 установки D либо перестановка контейнеров с товарными порошками на загрузочное устройство расфасовки и упаковки (не показана) аналогичны выполняемым в каскадах B и C. The technological operations of replacing empty containers filled with material and moving them to receiving funnels 43 of installation D or moving containers with marketable powders to a filling and packaging loading device (not shown) are similar to those performed in stages C and C.

В установке D открывают разгрузочные люки секций бункера 42 (функции которых выполняют контейнеры 12), исходные компоненты смеси поступают в приемные воронки 43, откуда в требуемом соотношении (для получения товарного фракционированного комплексного модификатора заданного гранулометрического состава либо брикетов или сварочных материалов) их подают дозирующие устройства 44 на конвейер 45. Последний загружает компоненты смеси в смеситель 46. При дозированной загрузке компонентов на собирающий конвейер и загрузке ими смесителя защитный газ поступает в приемные воронки 43, проходит дозирующие устройства 44, входит в кожух конвейера и затем - в смеситель, откуда отводится по трубам через переключатель 24 в возвращающий трубопровод 28. При этом затвор (не показан) поворотного желоба 34 закрыт, а по окончании операции смешения его открывают и приготовленную смесь разгружают в контейнер 48. Защитный газ поступает также в контейнер, выходит через газовый патрубок (не показан) и по трубам отводится через переключатель 24 в возвращающий трубопровод 28. Контейнер 48 со смесью, приготовленной для брикетирования, устанавливают на площадку 51 и герметично состыковывают с приемной воронкой 52. Защитный газ подают в приемную воронку и контейнер и отводят из расходного бункера 54. Открывают разгрузочный люк (не показан) контейнера 48, смесь компонентов поступает в приемную воронку 52, ее захватывает конвейер 53 и подает в расходный бункер 54. Смесью заполняют пресс-форму (не показана) и спрессовывают брикеты. In the installation D, the unloading hatches of the sections of the hopper 42 (the functions of which the containers 12 perform) are opened, the initial components of the mixture enter the receiving funnels 43, from where, in the required ratio (to obtain a commodity fractionated complex modifier of a given particle size distribution or briquettes or welding materials), they are fed by metering devices 44 to the conveyor 45. The latter loads the components of the mixture into the mixer 46. When dosing the components onto the collecting conveyor and loading them with the shielding gas it flows into the receiving funnels 43, passes the metering device 44, enters the conveyor casing and then into the mixer, from where it is discharged through pipes 24 through the switch 24 to the return pipe 28. At the same time, the shutter (not shown) of the rotary groove 34 is closed, and at the end of the mixing operation it is opened and the prepared mixture is unloaded into the container 48. The protective gas also enters the container, leaves through a gas pipe (not shown) and is discharged through the pipes through the switch 24 to the return pipe 28. The container 48 with the mixture prepared for briquetting, set on the platform 51 and hermetically docked with the receiving funnel 52. The protective gas is fed into the receiving funnel and container and removed from the supply hopper 54. Open the discharge hatch (not shown) of the container 48, the mixture of components enters the receiving funnel 52, it captures the conveyor 53 and feeds into the feed hopper 54. The mold (not shown) is filled with a mixture and the briquettes are pressed.

Побудитель тяги 60 создает циркуляцию защитного газа в замкнутой системе газообмена: по раздающему трубопроводу 27 и отводам 25 его подают в установки A, B, C, D и E, а по отводам 26 защитный газ возвращают в трубопровод 28, подвергают очистке от взвеси частиц в циклоне 61. Очищенный защитный газ засасывает побудитель тяги 60. Потери защитного газа с выгружаемым из установок материалом и в результате утечек компенсирует подпитка его по трубопроводу 62. Расход защитного газа на подпитку регулируют, исходя из условия поддержания заданной величины избыточного давления относительно атмосферного во всех частях системы газообмена и в пооперационных установках. При превышении регламентированного уровня давления в системе газообмена открывается предохранительный клапан 64 и происходит истечение наружу очищенного в фильтре 63 защитного газа. Заполнение технологической линии защитным газом производят при перекрытых задвижках 66, установленных с нагнетательной стороны побудителя тяги и перед циклоном. Переключатели 24 при этом переключены на подачу защитного газа в контейнеры 12, установленные под загрузку материалом в установках A, B, C и D. The traction stimulator 60 creates a shielding gas circulation in a closed gas exchange system: it is supplied to installations A, B, C, D and E through a distribution pipe 27 and taps 25, and the shielding gas is returned to taps 28 through taps 26, and the particles are suspended from cyclone 61. The purified shielding gas is sucked in by the traction stimulator 60. Loss of shielding gas with the material discharged from the plants and as a result of leaks compensates for its recharge via pipeline 62. The shielding gas consumption for recharge is regulated based on the condition of maintaining the set value of excess pressure relative to atmospheric in all parts of the gas exchange system and in operational installations. When the regulated pressure level in the gas exchange system is exceeded, the safety valve 64 opens and the protective gas purified in the filter 63 flows out. The process line is filled with protective gas with shutoff valves 66 installed on the discharge side of the traction stimulator and in front of the cyclone. The switches 24 are switched over to supply shielding gas to containers 12, which are installed under material loading in units A, B, C and D.

Claims (3)

1. Способ получения порошков, гранул и брикетов химически активных металлов и сплавов, включающий механическое измельчение исходного кускового материала в присутствии пленкообразующей композиции, классификацию измельченного материала по заданной крупности фракций на гранулы и порошки, отделение некондиционных переизмельченных фракций, приготовление на их основе смеси материалов, компактирование этой смеси и изготовление из нее брикетов, осуществление всех технологических операций в среде защитного газа, давление которого выше давления окружающей воздушной среды. 1. A method of producing powders, granules and briquettes of chemically active metals and alloys, including mechanical grinding of the starting bulk material in the presence of a film-forming composition, classification of crushed material according to a given grain size into granules and powders, separation of substandard micronized fractions, preparation of a mixture of materials based on them, compacting this mixture and making briquettes from it, performing all technological operations in a shielding gas medium, the pressure of which is higher than the pressure tion of the surrounding air environment. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в смесь материалов из переизмельченных некондиционных фракций вводят порошок железа. 2. The method according to claim 1, characterized in that an iron powder is introduced into the mixture of materials from over-crushed substandard fractions. 3. Технологическая линия для получения порошков, гранул и брикетов химически активных материалов и их сплавов, включающая дробильную и измельченную установки, установку классификации по крупности измельченного материала, установки дозирования и смешения материала в виде гранул и порошков, установку брикетирования, а также аппарат для приготовления и подачи пленкообразующей композиции, каждая установка содержит переключатель направления течения защитного газа, соединенный посредством отводов с раздающим и возвращающим трубопроводами замкнутой системы газообмена защитного газа, а также бункера, выполненные в виде переносных герметичных контейнеров, с возможностью герметичного соединения с примыкающим к ним каскадно размещенным оборудованием в каждой из установок, скомпонованных пооперационно автономными. 3. A production line for the production of powders, granules and briquettes of chemically active materials and their alloys, including crushing and crushed plants, a classification unit for the size of crushed material, a metering and mixing plant in the form of granules and powders, a briquetting unit, and also an apparatus for preparing and supplying a film-forming composition, each installation contains a switch for the direction of flow of the protective gas, connected by taps to the distribution and return pipelines and a closed shielding gas exchange system, as well as a hopper, made in the form of portable airtight containers, with the possibility of tight connection with adjacent cascading equipment in each of the units arranged operationally autonomous.

Images