Прочие способы получения железа из его соединений: .металлотермические способы, например восстановление с помощью термитной смеси – C21B 15/02

Изобретение относится к внепечному производству чистых металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, в частности алюминотермических, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов. В способе экзотермическую шихту загружают в тонкостенный цилиндр, который предварительно устанавливают в шахте плавильного горна коаксиально его перфорированным стенкам. Пространство между тонкостенным цилиндром и перфорированными стенками шахты засыпают зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, затем тонкостенный цилиндр удаляют, а шихту засыпают сверху также зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом. После этого инициируют начало экзотермической реакции, во время которой из реакционной зоны через зернистый газопроницаемый огнеупорный материал и перфорированные стенки шахты плавильного горна происходит отвод газов, а после окончания реакции и выпуска шлака осуществляют разборку горна и отделяют слиток от остатков шлака. На внутренней поверхности корпуса плавильного горна закреплена металлическая сетка, а диаметр тонкостенного цилиндра из жести равен 0,6-0,8 диаметра корпуса. Изобретение позволяет уменьшить потери металла со шлаком, создать оптимальные условия восстановления металла путем повышения скорости перемещения реакционной зоны и отделения основных процессов восстановления металла от перехода примесей из шлака в металл. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к получению алюминотермитной реакционной смеси для сварки железнодорожных рельсов методом промежуточного литья. Алюминотермитная смесь содержит в стехиометрическом соотношении окалину, модифицированную в полном объеме прокаливанием при температуре в интервале 150-1000°С с одновременной продувкой воздухом, металлический алюминий в качестве восстановителя, легирующие добавки в виде ферросплавов и металлов и стальной наполнитель. Все компоненты перемешаны до равномерного распределения компонентов в объеме смеси и образования связнодисперсной структурированной системы, стабилизированной путем вакуумирования в эластичной воздухонепроницаемой упаковке. Технологическая линия содержит бункер для оксидов железа в виде окалины, связанный транспортером с измельчителем окалины, магнитный сепаратор, печь прокаливания с вентилятором, вибрационное сито, смеситель, фасовочный агрегат с вакуумным прессом и аппаратом для герметизации. При этом смеситель связан с накопительными бункерами для металлического алюминия, легирующих добавок в виде окалины и стального наполнителя. Смесь обеспечивает стабильность, повторяемость и управление параметрами химической реакции, повышение качества легирования и сокращение потерь легирующих элементов. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам выплавки стали, легированной азотом. Выплавку стали, легированную азотом, осуществляют в атмосфере газообразного азота с давлением более 1 атм. В качестве шихты используют термитную смесь порошков оксидов железа, хрома и марганца, нитридов или азотированных ферросплавов легирующих элементов и алюминия, взятых в соотношении, необходимом для получения стали заданного состава. При этом термитную смесь локально воспламеняют с обеспечением самопроизвольного горения шихты без внешних источников теплоты. Порошок алюминия вводят массой, составляющей 0,94-1,04 от общей массы кислорода, содержащегося в оксидах, входящих в состав шихты. Техническим результатом является упрощение технологии плавки, уменьшение расхода электроэнергии и длительности плавки. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к металлургии. Устройство содержит бункер для термитной смеси, соединенный с ним дозатор, реакционную камеру, съемную крышку с отверстием, шнек и огнеупорный мундштук. В реакционной камере выполнены летки для скачивания шлака и металла, расположенные на разных уровнях. Огнеупорный мундштук выполнен с конусностью 0,5-15°, нижний край его расположен ниже уровня летки для скачивания шлака. Термитная смесь по зазору между шнеком и внутренней стенкой дозатора поступает в огнеупорный мундштук и уплотняется. Уплотненный стержень воспламеняют. В результате восстановительной реакции образуются шлак и металл, не контактирующие с внешней средой. Обеспечивается повышение выхода годной стали при ее получении восстановлением из отходов металлургического производства. 1 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения легированных сплавов железа из железосодержащих отходов производства. Способ получения легированного сплава железа включает смешивание железной окалины в количестве 70-80 мас.% и алюминиевого порошка в количестве 15-20 мас.% с получением термитной смеси и плавление термитной смеси самораспространяющимся высокотемпературным синтезом. В полученную термитную смесь при смешивании вводят карбид титана в количестве 10-15% массы термитной смеси, хром в количестве 10-15% массы термитной смеси и силикобариевую лигатуру ФС65Ва₄ в количестве 2-3% массы термитной смеси. Изобретение обеспечивает возможность получения легированных сплавов с заранее заданными составами и необходимыми свойствами, применяемых для повышения стойкости ударного инструмента, в качестве материала для штампов холодного деформирования, и снижение затрат на производство этих сплавов.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения легированных сплавов железа из железосодержащих отходов производства. Способ получения легированного сплава железа включает смешивание железной окалины в количестве 70-80 мас.% и алюминиевого порошка в количестве 15-20 мас.% с получением термитной смеси и плавление термитной смеси самораспространяющимся высокотемпературным синтезом. В полученную термитную смесь при смешивании вводят карбид титана в количестве 10-12% массы термитной смеси, диборид хрома в количестве 3-5% массы термитной смеси, хром в количестве 5-10% массы термитной смеси и силикобариевую лигатуру ФС65Ва₄ в количестве 2-3% массы термитной смеси. Изобретение обеспечивает возможность получения легированных сплавов с заранее заданными составами и необходимыми свойствами, применяемых для повышения стойкости режущего инструмента, в качестве материала для резцов, и снижения затрат на производство этих сплавов.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлов и сплавов металлотермическим способом, в частности плавкой «на блок». Способ включает подготовку шихты, загрузку шихты в емкость для проведения плавки с ее изолированием сыпучим огнеупорным слоем, инициирование процесса реакции. Подготовленный массив шихты фиксируют от рассыпания и с запальной смесью загружают в емкость для проведения плавки. При этом сыпучим огнеупорным слоем изолируют всю поверхность фиксированного массива шихты, причем изолирующий слой на верхней поверхности массива шихты формируют толщиной 80-150% высоты массива шихты, на боковых поверхностях - толщиной 50-100% ширины или диаметра массива шихты, под нижней поверхностью - толщиной 10-20% высоты массива шихты, после чего проводят выплавку в изолирующем слое. Изобретение направлено на упрощение и удешевление оборудования при сохранении экологической чистоты и эффективности способа, причем выбросы дыма и пыли в атмосферу предотвращаются без применения специального газопылеулавливающего оборудования. 1 табл.

Изобретение относится к получению стали. Способ включает подготовку термитной смеси, состоящей из окалины, алюминиевой крошки и модификаторов, ее загрузку в реакционную камеру, зажигание смеси и осуществление восстановительной реакции с образованием жидкого металла и шлака. Зажигание термитной смеси производят в реакционной чаше, которая расположена в реакционной камере и в которую термитную смесь непрерывно загружают через подвижный дозатор, расположенный в реакционной камере. Способ осуществляют в устройстве, включающем реакционную камеру с двумя летками, расположенными на разных уровнях, съемной крышкой и активатором для поджигания термитной смеси. В отверстии съемной крышки установлен подвижный дозатор, выполненный в виде трубы, для подачи термитной смеси в реакционную чашу, расположенную внутри корпуса реакционной камеры и используемую для слива шлака и очищения зеркала металла. Изобретение позволяет повысить долю восстановленного железа и повысить производительность. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к получению стали. Способ включает подготовку термитной смеси, состоящей из окалины, алюминиевой крошки и модификаторов, загрузку ее в огнеупорную емкость, активацию поджиганием и протекание восстановительной реакции с образованием жидкого металла и шлака. При этом термитную смесь в огнеупорную емкость загружают в непрерывном режиме в виде непрерывного прессованного стержня. Способ осуществляют в устройстве, включающем установку для непрерывного прессования стержня из термитной смеси и его подачи в реакционную камеру сферической формы, состоящую из корпуса с двумя летками, расположенными на разных уровнях, съемной крышки с отверстием для подачи непрерывного прессованного стержня из термитной смеси, и с активатором для поджигания стержня. При этом установка для непрерывного прессования выполнена с реверсом подачи стержня в камеру. Изобретение обеспечивает непрерывный подвод материала термитного стержня в зону реакции, а также позволяет повысить долю восстановленного железа и повысить производительность процесса. 2 н.п. ф-лы,1 ил.

Изобретение относится к получению стали. Способ включает подготовку термитной смеси, состоящей из окалины, алюминиевой крошки и модификаторов, загрузку ее в огнеупорную емкость, активацию поджиганием и протекание восстановительной реакции с образованием жидкого металла и шлака. При этом термитную смесь в огнеупорную емкость загружают через дозатор в виде прессованных брикетов заданной длины в непрерывном режиме. Изобретение позволит увеличить долю восстановленного железа и повысить производительность процесса. 1 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению карбидосталей. Смешивают шихту, содержащую термитную смесь из 78-82 мас.% порошка железной окалины и 18-22 мас.% порошка алюминия. При смешивании дополнительно вводят легированный чугун в количестве 24-26 мас.% термитной смеси и карбид титана в количестве 18-20 мас.% термитной смеси. Плавление проводят самораспространяющимся высокотемпературным синтезом под слоем кислого флюса толщиной 8-10 мм. Полученная карбидосталь обладает высокой твердостью и однородностью структуры.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению сплавов из железосодержащих отходов производства. Способ получения легированного сплава на основе железа из отходов производства включает смешивание шихты, содержащей термитную смесь из 78-82 мас.% порошка железной окалины и 18-22 мас.% порошка алюминия. При смешивании дополнительно вводят легированный чугун в количестве 24-26% от массы термитной смеси, карбид титана в количестве 18-20% от массы термитной смеси и борид титана в количестве 4-6% от массы термитной смеси. После чего проводят плавление шихты самораспространяющимся высокотемпературным синтезом. Техническим результатом является получение сплава заданного состава с высокой твердостью, ковкостью, термостойкостью.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению сплавов железа из железосодержащих отходов. Способ получения легированного сплава железа включает приготовление смеси порошков и самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Смешивают 20-25 мас.% алюминиевого порошка и 75-80 мас.% железной окалины с получением термитной смеси. При смешивании дополнительно вводят: карбид титана - 10-14% массы термитной смеси, борид титана - 3-5% массы термитной смеси и хром - 4-5% массы термитной смеси. Техническим результатом является получение сплава заданного состава с высокой твердостью, сокращение длительности процесса.