Bányászati és Kohászati Lapok - Öntöde, 1959. (10. évfolyam, 1-12. szám)
1959-01-01 / 1. szám
2 Öntöde 1959. 1. sz. Lipovetz—Németh: Kísérletek hevített tápfejjel 2. táblázat A külöböző vasoxidfajták oxigén és vastartalma és az 1 kg oxigént tartalmazó vasoxid-fajta redukálásához szükséges melegmennyiség hálódik ki, mint a Fe203-ból. A ferrioxid használatakor azonban nemcsak a kiredukálandó vas mennyisége, hanem a redukcióhoz szükséges hőmennyiség is kedvező. Oxigénhordozóként tehát elsősorban nagymennyiségű fermioxidot és kevés kenet tartalmazó anyagot használunk. Ide sorolhatjuk a kevés kenet tartalmazó hematit vasércet, a kalcinált bauxitot, vagy a mosott vörösiszapot. A fermoxid minőségének és mennyiségének helyes megválasztásával kielégíthetjük a metallurgiai követelményeket, s szabályozhatjuk az égési reakció megkezdődését is. Az alumíniumpor szemnagysága, a szemnagyság százalékos eloszlása és felületének oxidáltsági foka ugyancsak hatással van a burkolat gyújtásidejére és az égés sebességére. Gyújtási időn értjük a hőleadó keverékből készített magnak a folyékony fémmel való érintkezésétől az égési reakció megkezdéséig eltelt időt, égési sebességen pedig a felizzott próbatest magasságának és a közben eltelt időnek a hányadosát. A keverékbe adagolt néhány százalék KN03 az égést iniciálja. A nehezen redukálható oxidok — mint pl. az Si02 — a burkolat égésének szabályozásán kívül jó hatással vannak a kiégett burkolat szilárdságára. Saját kísérletek A kísérletek három lépcsőben folytak : 1. Laboratóriumi vizsgálatok. 2. Félüzemi kísérletek. 3. Üzemi kísérletek. Ezeknek a kísérleteknek a célja annak a megállapítása volt, hogy milyen hatással van a hőleadó keverék alumínium-vasoxid aránya és az alumínium szemcsenagysága a gyújtás-s az égésidejére. A kísérletekhez széndara, ellenállásos tégelykemencét készítettünk és ebben állandó, 1000 C°-os hőmérsékleten tartott alumíniumfürdőben végeztük vizsgálatainkat. A fürdő hőmérsékletét Pt-PtRh termoelemmel mértük. A kísérleti próbatest alakja fordított csonkakúp, térfogata 20 cm 1 * 3. A próbatesteket 4—5%, 1,2 fajsúlyú szulfidlúg oldattal kötöttük, majd infravöröségekkel szárítottuk. Az 1000 C°-os alumíniumfürdőbe helyezett próbatest hőmérsékletét Ni—NiCr termoelemmel mértük. A termoelemet a próbatestbe központosan úgy helyeztük, hogy a hegesztés helye a próbatest aljától 5 mm magasságban legyen. A próbatest hőmérsékletét félpercenként olvastuk le. Mértük a próbatest felmelegedését, a gyújtásidőt, és a főreakció megkezdődésének hőmérsékletét. A vasoxid-fajták hatását külön-klön nem vizsgáltuk, a különböző összetételű keverékekhez minden esetben fermioxidot adagoltunk. A kereskedelemből beszerzett alumíniumport szitálással négy csoportba osztottuk. 50% Al-ot és 50% Fe-ot tartalmazó ötvözetet is porítottunk. Ezt 0,02 mm belső névleges, oldalméretű szöveten átszitáltuk és az áthullott részt használtuk fel. Az egyes csoportokba tartozó porok minőségét és szemcseméretét a 3. táblázatban foglaltuk 3. táblázat A1 por (Also—Fe 50) szemcsecsoportok össze. A mikroszkópi vizsgálatok szerint az 1., 2. és 3. csoportok szemcséi tömben cseppalakúak, a 4., 5. csoport szemcséi pedig gömbszerűek. Az 1., 2. és 3. csoportba sorolt cseppalakú port félgömb és a félgömb átmérőjével azonos magasságú kúp kombinációjának felfogva számították ki a közelítő fajlagos felületet, míg a 4. és 5. csoportot alkotó finom porokat gömbnek feltételezve állapítottuk meg e közepes átmérők alapján a fajlagos felületet. A kapott eredményeket a 4. táblázatban ismertetjük. 4. táblázat Az egyes csoportokba sorolt porok közepes szemcseátmérője és fajlagos felülete A kísérletekhez készített próbatestek Fe203 : 2 A1 sztöchiometriai arányát 1 : 1-től 1 : 10-ig változtatták (5. táblázat). 5. táblázat A ferrioxid és az A1 por sztöchiometriai és súlyszázalékos aránya Vasoxidfajta 1 kg oxigént tartalmazó vasoxid súlya, (kg) 1 kg oxigént tartalmazó vasoxid vastartalma, (kg) 1 kg oxigént tartalmazó vasoxidfajta redukálásához szükséges melegmennyiség (kcal/kg 02) FeO___ 4,49 3,49 + 39 964 Fe304 . . 3,62 2,62 + 41 688 Fe203 .. 3,33 2,33 + 40 763 1. Laboratóriumi vizsgálatok Csoportszám Minőség Szemcsenagyság, (mm) 1. A1 por .............. 0,1 —0,086 2. A1 por .............. 0,086—0,06 3. A1 por .............. 0,06 —0,04 4. A1 por .............. 0,02 alatt 5. Alto Fe50 .... 0,02 alatt Csoportszám Közepes szemcseátmérő, (cm) Fajlagos felület cm2/g 1. 0,0093 258 2. 0,0073 328 3. 0,005 480 4. 0,001 2400 5. 0,001 2400 Sztöchiometriai 10 g Fe203-ra jutó A1 tartalma arány alumínium súlya, (g) (súly %) 1 1 1 3,38 25,3 2 6,75 40,4 1 3 10,13 50,2 1 4 13,52 57,3 1 5 16,90 62,8 1 6 20,28 67,0 1 7 23,66 70,3 1 8 27,04 73,0 1 9 30,38 75,2 1 10 33,80 77,0