Химический состав и соотношение компонентов для двухпартионной технологии

Группы	Содержание компонентов в шихте, % маc.
	Fе2O3	МnО	ZnО	СоО
А	70,1±0,3	19,8+0,3	9,9+0,3	0,2
Б	71,8±0,3	18,7 ±0,3	9,3±0,3	0,2

Соотношения А и Б в образцах, %

А	20А	40А	50А	60А	80А	Б
100	80Б	60Б	50Б	40Б	20Б	100

Схема такого комплекса для изготовления пластифицированных пресс-порошков представлена на рис. 95. Такой же комплекс может быть использован и для приготовления шихты исходных компонентов.

Если два таких комплекса соединить печью для обжига шихты и помольным агрегатом, то получится вариант современного аппаратурного оформления технологии производства пресс-порошков по оксидной технологии, начиная с исходных компонентов (процесса приготовления масс). Практически это поточно-механизированная линия с замкнутым технологическим циклом.

Рис. 95. Схема технологического процесса производства пресс-порошков: 1 – усреднитель; 2, 3 – сборники готового продукта и пылевых фракций пресс-порошков, возвращаемых на переработку; 4 – СГУ; 5, 8 – насосы; 6 – 9 – реакторы-смесители; 7 – мельница; 10, 11, 12, 13, – емкости для ПАВ, смазки, связки, воды;

Усреднение порошка (смешивание шихты) производят в планетарно-шнековом смесителе. Суспензию с комплексом органических добавок предварительно смешивают в эмалированном реакторе емкостью 2000–3000 л, а затем подвергают помолу (дезагрегации) в атритторе емкостью 150–300 л непрерывного действия и накапливают в расходном реакторе, из которого суспензия подается в СГУ.

Перед распылением производят подбор факела распыла на специальном стенде. Для гранулирования используют распылительные сушилки с объемом камеры 24 м³ и более. Влажность распыливаемых суспензий шихты исходных компонентов составляет 35–45%, плотность 1,8–2,1 г/см³, суспензий ферритовых порошков – 28–33% с плотностью 1,8–2,4 г/см³ в зависимости от метода получения. Распыление осуществляют механическими центробежными форсунками с набором завихрительных камер с тангенциальными входами шириной 1–3 мм и соплами диаметром 1,0–1,5 мм. Давление распыления 0,5–1,5 МПа; удельные расходы суспензии 100 л/ч и более. Температура теплоносителя для шихты на входе СГУ составляет 350–500°С, на выходе 150–220^оС. Органические добавки в суспензию шихты не вводятся. Это значительно облегчает ведение технологического процесса, а также подбор факела распыла. Обжиг шихты производится во вращающихся, туннельных и шахтных печах при температурах 900–1050°С. Для последующего сухого помола в основном используют шаровые или вибрационные мельницы большой производительности. Приготовление суспензий и получение гранулированных пресс-порошков на СГУ принципиально не отличаются от рассмотренных, но зависят от предыстории ферритового порошка.

Для интенсификации и улучшения управления технологического процесса можно широко применять методы физико-химической механики. Эффективно разжижение суспензий, например, сульфитным щелоком. Снижение их влажности с 40–45 до 28–32% увеличивает плотность с 1,7 до 2,1 г/см³, что, в свою очередь, повышает насыпную массу пресс-порошков с 1,2 до 1,35 г/см³. При такой насыпной массе улучшается прессуемость и на 5–10% увеличивается плотность прессованных изделий. Меньшее количество влаги, подлежащее испарению при распылительной сушке, позволяет примерно на 50% увеличить производительность СГУ, снизить температуру сушки с 350–400 до 280–320°С на входе и с 160–180 до 110–130°С на выходе. Такое понижение температуры обеспечивает более мягкие режимы гранулирования, снижает степень термического удара на гранулах. В состав суспензий Мn–Zn-ферритов вводится пластификатор, состоящий из поливинилового спирта, глицерина (0,2–0,3%), полиэтиленгликоля и др., который дополнительно снижает отрицательное действие термического удара. В результате существенно повышаются пластичность и насыпная масса пресс-порошка, плотность прессованных изделий и всегда улучшаются электромагнитные параметры изделий.

Характерная особенность пресс-порошков – незначительное и постоянное значение относительной влажности 0,1–0,2% при сохранении необходимой пластичности. В случае повышенной влажности и налипания прессуемого материала на пуансоны в него вводятся небольшие добавки (0,05–0,10%) стеарата цинка, которые также, действуя как смазка, повышают стойкость пресс-форм.

Может показаться парадоксальным, что при прессовании пресс-порошков, полученных по традиционной технологии и имеющих остаточную влажность до 2%, налипание на пуансонах не наблюдается, а после распылительной сушки при влажности более 0,4–0,5% иногда появляется. Это объясняется тем, что в отдельных гранулах материал находится в пастообразном состоянии. Такие гранулы при прессовании раздавливаются, в месте контакта с материалом пуансона появляются увлажненные зоны с возможными остатками пасты. При дальнейшем приложении усилия увлажненная часть смешивается с мелкими сухими фракциями порошка и вследствие адгезии ПВС прилипает к пресс-форме. После удаления пуансона на его поверхности останутся прилипшие частицы порошка, а на изделии – пятнистые образования. Это ухудшает внешний вид изделий и затрудняет работу пресс-автоматов. Следует стремиться к меньшему разбросу размеров гранул. Для гранул d–2d (например, 80–160, 100–200 мкм и т. д.) содержание влаги между наружными и внутренними слоями отличается в два раза, а для 0,5d –3d – в десять раз.

Использование пресс-порошков марки 2000НМ1 при массовом прессовании броневых сердечников подтвердило высокую эффективность процесса распылительной сушки. В табл. 10 представлена сравнительная характеристика изделий, изготовленных из оксидных ферритовых пресс-порошков, полученных разными методами гранулирования.

Анализ свойств прессованных и обожженных изделий показывает, что плотность прессованных изделий из распыленных пресс-порошков несколько ниже, чем из полученных по традиционной технологии, но после спекания она увеличивается, что положительно отражается на электромагнитных параметрах.

Таблица 10