Розробка та дослідження технології одержання залізного порошку засобом комбінованого відновлення дисперсної окалини з використанням синтетичного чавуну - Автореферат

Інститут проблем матеріалознавства ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНауковий керівник: доктор технічних наук, професор Острик Петро Миколайович, Державна металургійна академія України, завідувач кафедрою порошкової металургії і захисту металів. Ключові слова: відновлення, залізний порошок, прокатна окалина, дисперсний чавун, кінетика, властивість, леговані сталі. The thesis is devoted to problems of deriving of an iron powder by a method of restoration and sintered constructional materials on its basis. The optimum parameters of process of restoration are determined and the trial approbation of the developed technology of deriving of a restored iron powder is conducted. Key words: restoration, iron powder, rolling scale, disperse pig-iron, kinetics, property, alloy steels.У нинішній час виробництво залізних порошків на Україні ведеться шляхом розпилення розплавів сталей водою високого тиску, здійснене на Казенному заводі порошкової металургії (КЗПМ), в минулому Броварський Державний завод порошкової металургії. Такий порошок може бути одержаний комбінованим методом відновлення оксидів заліза. Аналіз сировинної бази України, вибір перспективних джерел сировини та опрацювання технології одержання залізного порошку методом відновлення є однією з актуальних задач порошкової металургії України, розвязування якої дозволить задовольнити потреби країни в продукції даного виду. Робота виконувалася у відповідності з наказом Міністерства освіти України №68 від 31.03. 92 р. у рамках Програми № 21 Мінвузу України "Розробка нових конструкційних металевих матеріалів і технологій їх виробництва на основі енерго-та ресурсозберігаючих одностадійних процесів з використанням сировинної бази та техногенних відходів України". Розробка наукових основ технології одержання залізних порошків методом комбінованого відновлення прокатної окалини дисперсним низькокремністим чавуном з метою одержання відновленого залізного порошку, утилізації відходів прокатного виробництва; дослідження процесів, що протікають при спільному відновленні прокатної окалини воднем та вуглецем, що вноситься дисперсним чавуном.Показано, що одним із перспективних способів одержання залізних порошків є метод комбінованого відновлення який дозволяє одержувати хімічно чисті залізні порошки із задовільними технологічними властивостями. Аналіз результатів досліджень по кінетиці відновлення оксидів заліза газами та твердим вуглецем свідчить про значні кінетичні переваги комбінованого способу у порівнянні з суто газовим чи вуглецевотермічним відновленням. На підставі проведених теоретичних досліджень запропоновано використання у складі вихідних шихт для одержання відновлених залізних порошків у якості залізовмісної сировини - прокатну окалину, в якості твердого відновника - низькокремністий чавун. З метою вивчення фізико-хімічних властивостей вихідної сировини та вибору оптимальної технологічної схеми її підготовки був зроблений відбір партій прокатної окалини з відстійників тонколистового стана комбінату ВАТ "Запоріжсталь" і штрипсового стана КДГМК "Криворіжсталь". В якості критерію порівняння використовували прокатну окалину, що утворюється при прокатці вуглецевих киплячих марок сталей трубозварювальних цехів Таганрогського трубного заводу, що застосовується при виробництві відновленого залізного порошку на Сулінському металургійному заводі (СМЗ).Проведено аналіз існуючих способів одержання відновлених залізних порошків. Дано обгрунтування використання у якості твердого відновника низькокремністого чавуну, у якості залізорудного компонента - прокатну окалину. Показано, що більш переважно використовувати у якості твердого відновника дисперсний чавун, одержаний методом механічного здрібнювання, який при однаковому гранулометричному складі має приблизно у 1.5 рази більшу питому поверхню у порівнянні з розпиленим і, відповідно, більш високу реакційну здібність. За результатами досліджень та аналізу сировинної бази країни встановлено, що найбільш придатними для організації промислового виробництва залізного порошку по хімічному складу та фізичним характеристикам є чистова окалина, що утворюється у достатньому обсязі на металургійних комбінатах "Криворіжсталь" та "Запоріжсталь". Термодинамічними розрахунками показано, що безпосереднє відновлення оксидів заліза цементитом може протікати при температурах вище 858 К для магнетиту та вище температури 914 К для вюститу.

2. Основний зміст роботи