Интенсификация процесса металлизации вольфрамсодержащего рудного сырья методом порошковой металлургии

X-ray diffraction phase analysis of samples performed on a DRON-6 diffractometer has shown that the processes of CaWO4 transition to WC and W2C had the highest probability in the temperature range of 1,173–1,473 K. The end-product CaWO4, thermally treated with carbon, was represented by carbon in oxycarbide and carbide phases. The processes of tungsten reduction from its oxides through the phases of formation of tungsten carbide and oxygen compounds (higher and lower) and finally tungsten metal were shown. Basic chemical and phase transformations occurred within the temperature range of 300–1,800 K. This opens the prospect of producing tungsten as an alloying material without formation of liquid phases in a heterogeneous system and enables production of tungsten based alloying material at relatively low temperatures which significantly reduces power consumption. Qualitative and quantitative composition of charge materials for laboratory studies and industrial tests in a form of briquettes for metallization of tungsten-containing compounds in a furnace with induction heating was presented. The mechanism of phase and structural transformations occurring in reduction of tungsten from scheelite concentrates in the temperature range of 1,273–1,473 K and microanalysis of samples of chemical transformations were studied. A furnace unit with induction heating in which industrial tests were performed in stages was schematically shown.The tests have shown that a 1.3 times sample weight reduction and a 23 % specific density reduction occurred in the process of heat treatment of the samples based on scheelite concentrate.Several batches of spongy tungsten instead of standard ferrotungsten were produced and tested in smelting high speed steels. Advantages of the new technology of tungsten metallization from a scheelite concentrate and positive efficiency of using the new material in special metallurgy were shown.
Виконаний рентгеноструктурний фазовий аналіз зразків на дифрактометрі «ДРОН-6» показав, що найбільшу ймовірність в інтервалі температур 1173–1473 K мають процеси переходу CaWO4 в WC і W2С. Кінцевий продукт вуглеродотерміі CaWO4 представлений вуглецем в оксикарбідних і карбідних фазах. Показані процеси відновлення вольфраму з його оксидів через фази утворення карбідних сполук вольфраму, кисневих сполук (вищих і нижчих), і тільки потім вольфраму металевого. Основні хімічні та фазові перетворення протікають в межах температурного інтервалу 300–1800 K. Це відкриває перспективу виробництва вольфраму як легуючого матеріалу без утворення рідких фаз в гетерогенній системі та дає можливість виробляти легуючий матеріал на основі вольфраму при відносно невисоких температурах, що значно скорочує енерговитрати. Наведено якісний й кількісний склад шихтових матеріалів для лабораторних досліджень та промислових випробувань брикетів для металізації вольфрамовмісних сполук у шахтній печі з індукційним нагрівом. Досліджено механізм фазових структурних перетворень за відновлення W із шеєлітового концентрату в діапазоні температур 1273–1473 K і мікроаналіз зразків хімічних перетворень. Схематично показаний пічний агрегат із індукційним нагрівом, у якому поетапно виконані промислові випробування.Проведені випробування показали, що в процесі теплової обробки зразків на основі шеєлітового концентрату їх маса зменшується в 1,3 рази, а питома щільність знижується на 23 %.Було вироблено партії губчастого вольфраму, який було випробувано під час виплавки швидкорізальних сталей взамін стандартного феровольфраму. Показані переваги нової технології металізації W із шеєлітового концентрату та позитивна ефективність використання нового матеріалу в спеціальній металургії
Выполненный рентгеноструктурный фазовый анализ образцов на дифрактометре «ДРОН-6», показал, что наибольшую вероятность в интервале температур 1173–1473 K имеют процессы перехода CaWO4 в WC и W2С. Конечный продукт углеродотермии CaWO4 представлен углеродом в оксикарбидных и карбидных фазах. Показаны процессы восстановления вольфрама из его оксидов через фазы образования карбидных соединений вольфрама, кислородных соединений (высших и низших), и только потом вольфрама металлического. Основные химические и фазовые преобразования протекают в пределах температурного интервала 300–1800 K. Это открывает перспективу применения вольфрама как легирующего материала без образования жидких фаз в гетерогенной системе и дает возможность производить легирующий материал на основе вольфрама при относительно невысоких температурах, что значительно сокращает энергозатраты.Приведены качественный и количественный состав шихтовых материалов для лабораторных исследований и промышленных испытаний брикетов для металлизации вольфрамосодержащих соединений шахтной печи с индукционным нагревом. Исследован механизм фазовых структурных преобразований при восстановлении W с шеелитового концентрата в диапазоне температур 1273–1473 K и микроанализ образцов химических превращений. Схематично показан печной агрегат непрерывного действия с индукционным нагревом, в котором поэтапно выполнены промышленные испытания.Проведенные испытания показали, что в процессе тепловой обработки образцов на основе шеелитового концентрата их масса уменьшается в 1,3 раза, а удельная плотность снижается на 23 %.Для определения технико-экономических показателей произведены партии губчатого вольфрама, которые испытаны при выплавке быстрорежущих сталей взамен стандартного ферровольфрама. Показаны преимущества новой технологии металлизации W с шеелитового концентрата и положительная эффективность использования нового материала в специальной металлургии