RU2773963C1 - Способ получения никельхромовых порошков из отходов сплава Х20Н80 в керосине осветительном - Google Patents
Способ получения никельхромовых порошков из отходов сплава Х20Н80 в керосине осветительном Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773963C1 RU2773963C1 RU2021136445A RU2021136445A RU2773963C1 RU 2773963 C1 RU2773963 C1 RU 2773963C1 RU 2021136445 A RU2021136445 A RU 2021136445A RU 2021136445 A RU2021136445 A RU 2021136445A RU 2773963 C1 RU2773963 C1 RU 2773963C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- nickel
- waste
- kerosene
- powders
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- -1 nickel-chromium Chemical compound 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлических никельхромовых порошков. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов марки Х20Н80 в керосине осветительном при напряжении на электродах 150-170 В, ёмкости разрядных конденсаторов 40-45 мкФ и частоте следования импульсов 150-170 Гц. Обеспечивается стабилизация процесса получения порошка, повышение экологичности. 4 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических никельхромовых порошков. В промышленности для получения металлических никельхромовых порошков применяют физические и физико-химические методы.
Известен способ получения порошкообразного никеля восстановлением закиси никеля в многоподовой печи [а.с. СССР N 931777, С22 В 23/02, 1982 г.], используемого на цементационной очистке никелевого электролита от меди. В качестве восстановителя используют газ от неполного сжигания угля (газогенераторная станция) или конверсированный природный газ с заданным соотношением водорода, воды, окиси углерода и двуокиси углерода. Процесс ведут при температуре 580-720°С и расходе конверсированного газа 900 нм3/ч.
Недостатком способа является низкая производительность процесса за счет длительного пребывания материала в реакционном объеме печи. Процесс трудноуправляем по поддержанию равномерного температурного поля по подам и, как следствие, прохождение агломерации и неполного восстановления отдельных частиц порошка, что влечет получение цементационной активности порошка на уровне 80%. Кроме того, процесс производится с достаточно высокими экономическими затратами.
Известен способ получения порошка чернового никеля 2-стадийным восстановлением закиси никеля [а.с. СССР № 139444, С22 В 23/02, опубл. 1961 г.]. Первую стадию восстановления ведут во вращающейся трубчатой печи (или в печи кипящего слоя), полученный горячий огарок первой стадии подвергают дополнительному обжигу в кипящем слое в присутствии твердого восстановителя при температуре 1000-1300°С. При этом слой обрабатываемого материала поддерживают в псевдоожиженном состоянии продувкой сквозь него оборотных газов, полученных в той же печи.
Недостатками способа являются сложность аппаратурного исполнения, неполнота восстановления из-за агломерации частиц в высокотемпературной стадии, высокая энергоемкость, особенно второй стадии процесса, и низкие значения химической активности металлического порошка.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка [пат. РФ 2332280 С2, B22F 9/14, 30.06.2006], в котором порошок получают путем зажигания разряда между двумя электродами, один из которых катод, который выполняют из распыляемого материала в виде стержня, диаметром 10≤d≤40 мм. В качестве другого электрода-анода используют электролит (техническая вода). Процесс получения порошка ведут при следующих параметрах: напряжение между электродами 500≤U≤650 В, ток разряда 1,5≤I≤3 А, расстояние между катодом и электролитом 2≤l≤10 мм. Весь процесс ведут при атмосферном давлении.
Недостатком прототипа является невозможность получения порошков-сплавов с равномерным распределением легирующих элементов, а также высокие энергетические затраты.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения порошков из отходов сплава Х20Н80 в керосине осветительном с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.
Поставленная задача достигается тем, что порошок получают методом электроэрозионного диспергирования из отходов сплава Х20Н80 в керосине осветительном при напряжении на электродах 150…170 В, емкости разрядных конденсаторов 40…45 мкФ и частоте следования импульсов 150…170 Гц.
Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.
На фигуре 1 - результаты микроскопии и микроанализа порошков; на фигуре 2 - рентгеноспектральный микроанализ порошка; на фигуре 3 - гранулометрический состав порошка; на фигуре 4 - рентгеноструктурный анализ порошка.
Пример 1
На экспериментальной установке для получения никельхромовых порошков из токопроводящих материалов в керосине осветительном при массе загрузки 250 г диспергировали отходы сплава Х20Н80. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
- напряжение на электродах от 130…150 В;
- емкость конденсаторов 35…40 мкФ;
- частота следования импульсов 130…150 Гц.
Данные режимы получения порошка не рекомендуются, т.к. процесс диспергирования идет прерывисто, поскольку недостаточно энергии для пробоя рабочей жидкости.
Пример 2
На экспериментальной установке для получения никельхромовых порошков из токопроводящих материалов в керосине осветительном при массе загрузки 200 г диспергировали отходы сплава Х20Н80. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
- напряжение на электродах от 150…170 В;
- емкость конденсаторов 40…45 мкФ;
- частота следования импульсов 150…170 Гц.
Полученный порошок исследовали различными методами.
Для изучения формы и морфологии полученных порошков были выполнены снимки на электронно-ионном сканирующем (растровом) микроскопе с полевой эмиссией электронов «QUANTA 600 FEG» (Нидерланды). На основании фигуры 1, порошок, полученный методом ЭЭД из отходов Х20Н80, в основном состоит из частиц правильной сферической формы (или эллиптической), с включениями частиц неправильной формы (конгломератов) и осколочной формы.
Изучение фазового состава электроэрозионного порошка проводили рентгеновском дифрактометре «Rigaku Ultima IV» (Япония). В результате изучения концентраций элементного и минералогического состава образца, были получены результаты, представленные на фигуре 2.
Основным материалом в образце является железо, никель, хром, углерод.
Затем полученный порошок проанализировали с помощью лазерного анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec» для определения распределения полученных частиц порошка по размерам (фигура 3).
Установлено, что средний размер частиц составляет 64,942 мкм, арифметическое значение - 64,94 мкм.
Анализ фазового состава полученного порошка (фигура 4) показал, что наличие в составе рабочей жидкости (керосин) углерода способствует образованию фаз карбидов, таких как Ni3С, Fe3С. Основные фазами являются Fe, Ni, Cr, Ni3С, Fe3С.
Пример 3
На экспериментальной установке для получения никельхромовых порошков из токопроводящих материалов в керосине осветительном при массе загрузки 150 г диспергировали отходы сплава Х20Н80. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
- напряжение на электродах от 170…190 В;
- емкость конденсаторов 45…55 мкФ;
- частота следования импульсов 170…190 Гц.
Данные режимы получения порошка не рекомендуются, т.к. процесс диспергирования идет не стабильно и сопровождается хлопками.
Claims (1)
- Способ получения никельхромового порошка, отличающийся тем, что порошок получают методом электроэрозионного диспергирования из отходов сплава Х20Н80 в керосине осветительном при напряжении на электродах 150-170 В, ёмкости разрядных конденсаторов 40-45 мкФ и частоте следования импульсов 150-170 Гц.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773963C1 true RU2773963C1 (ru) | 2022-06-14 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1681466A1 (ru) * | 1989-10-20 | 1995-03-10 | Новомосковский Филиал Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Азотной Промышленности И Продуктов Органического Синтеза | Установка электроэрозионного диспергирования токопроводящих материалов для получения одно- и многокомпонентных каталитических систем |
| US20070101823A1 (en) * | 2003-06-25 | 2007-05-10 | Prasenjit Sen | Process and apparatus for producing metal nanoparticles |
| RU2681237C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2019-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения кобальто-хромовых порошков электроэрозионным диспергированием |
| RU2683162C2 (ru) * | 2017-09-09 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка псевдосплава W-Ni-Fe методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде |
| RU2699479C1 (ru) * | 2019-04-10 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1681466A1 (ru) * | 1989-10-20 | 1995-03-10 | Новомосковский Филиал Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Азотной Промышленности И Продуктов Органического Синтеза | Установка электроэрозионного диспергирования токопроводящих материалов для получения одно- и многокомпонентных каталитических систем |
| US20070101823A1 (en) * | 2003-06-25 | 2007-05-10 | Prasenjit Sen | Process and apparatus for producing metal nanoparticles |
| RU2683162C2 (ru) * | 2017-09-09 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка псевдосплава W-Ni-Fe методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде |
| RU2681237C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2019-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения кобальто-хромовых порошков электроэрозионным диспергированием |
| RU2699479C1 (ru) * | 2019-04-10 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | A review of plasma–liquid interactions for nanomaterial synthesis | |
| RU2699479C1 (ru) | Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной | |
| RU2773963C1 (ru) | Способ получения никельхромовых порошков из отходов сплава Х20Н80 в керосине осветительном | |
| JP2014101530A (ja) | 合金ナノ粒子の製造方法 | |
| EP2625141A1 (en) | Process and reactor for the plasma transformation of powdery by-products of bauxite processing into a solid, inert and compact product | |
| US3708409A (en) | Chemical process in high enthalpy thermal environment and apparatus therefor | |
| RU2709561C1 (ru) | Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава Т30К4 в спирте | |
| Kim | High energy pulsed plasma arc synthesis and material characteristics of nanosized aluminum powder | |
| RU2433888C1 (ru) | Способ синтеза наночастиц карбида вольфрама | |
| Ilyin et al. | Synthesis and characterization of metal carbides nanoparticles produced by electrical explosion of wires | |
| RU2735844C1 (ru) | Способ получения коррозионностойких порошков из стали Х17 в керосине | |
| DE1814557C3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur elektrothermischen Durchführung chemischer Reaktionen | |
| RU2772879C1 (ru) | Способ получения никельхромовых порошков из отходов сплава Х20Н80 в воде дистиллированной | |
| RU2784145C1 (ru) | Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном | |
| RU2683162C2 (ru) | Способ получения порошка псевдосплава W-Ni-Fe методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде | |
| Samokhin et al. | Synthesis and processing of powder materials in DC arc thermal plasma | |
| RU2802693C1 (ru) | Способ получения вольфрамо-титано-кобальтового твердого сплава из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов сплава Т5К10 в керосине | |
| Safronov et al. | Plasma way for oxide nanoparticles obtaining | |
| Shiryaeva et al. | A study on the production of titanium carbide nano-powder in the nanostate and its properties | |
| RU2779730C1 (ru) | Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной | |
| JP2011073896A (ja) | カルシウムシアナミドを含む粉体、該粉体の製造方法及びその装置 | |
| CN100595299C (zh) | 一种TiCl4真空辉光放电制备金属钛的方法 | |
| Nazarenko et al. | Nano Powders Production by Electrical Explosion of Wires: Environmental Applications | |
| RU2804892C1 (ru) | Способ получения порошка молибдена электроэрозией молибденовых отходов | |
| RU2763431C1 (ru) | Способ получения безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов в воде дистилированной |