Азотированные ферросплавы

Вернуться к списку

Быстрый переход:

Основная информация

Название :
Азотированные ферросплавы
Организация-исполнитель :
✓ Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук
Автор предложения:
Олег Львов
Основное технологическое направление :
Новые конструкционные материалы, методы обработки и производства
Дата публикации:
26.08.2024
Видимость :
Да
Аннотация:
В разработке представлен новый подход к синтезу нитридов, заключающийся в использовании более дешевого, доступного, неочищенного сырья, каким являются ферросплавы, и создании условий осуществления процесса, обеспечивающих выход нитридов более 96 %. Производство ферросплавов в настоящее время одно из самых многотоннажных. При дроблении ферросплавов, особенно ферросилиция, который с силу своих химических свойств подвержен самостоятельному рассыпанию, образуется тонкодисперсная фракция (циклонная пыль), которую невозможно использовать по прямому назначению в металлургии без дополнительной технологической переработки (переплав, брикетирование). Этот тонкодисперсный порошок представляет собой  перспективное сырье для получения нитридсодержащих материалов методом СВС.

Решаемые проблемы и области применения

Решаемые проблемы :
Азотированный хром, феррохром используется преимущественно для легирования высокохромистых нержавеющих сталей. Азотированный марганец, феррованадий – при выплавке низколегированных высокопрочных сталей. Азотированный ферросилиций используется для легирования электротехнических и других марок сталей, содержащих кремний. Также в производстве сварочных и наплавочных электродов; в производстве пленочных нагревателей; для получения защитных и износостойких покрытий; изготовление катализаторов и др.
Актуальность проблемы:
К настоящему времени накоплена обширная база научно-исследовательских и технологических разработок по СВС различных типов материалов. Сравнительный анализ технологических и экономических параметров различных методов показал, что производство, к примеру, СВС – нитрида алюминия обходится вдвое дешевле, чем при использовании термического метода, и в четыре раза дешевле, чем при использовании плазмохимических технологий. Однако, несмотря на все преимущества этого метода, примеров действительно промышленного освоения СВС-технологии сегодня очень мало. Причина этого в необходимости использования в качестве сырья дорогих, а зачастую пожаро- и взрывоопасных исходных материалов - тонкодисперсных порошков металлов и неметаллов. При этом одно из главных экономических достоинств СВС-технологии – отсутствие энергозатрат - обычно полностью нивелируется дороговизной исходных реагентов.
Области применения:
Металлургия и горнодобывающая промышленность

Технология

Описание технологии и ее ценность :
В отличие от традиционных способов получения нитридов метод СВС дает возможность осуществить синтез без затрат энергии, что делает ее экономически эффективной и экологически безопасной для современных производств. Традиционная СВС-технология синтеза предполагает использование элементных порошков. Технология значительно упрощается, а себестоимость полученных нитридов снижается, если использовать для ее изготовления сырье, не подвергнутое глубокой химической очистке, например железосодержащие сплавы – ферросплавы.
Научная база :
Авторы данной разработки является представителями школы СВС, созданный в Томском научном центре проф. д.т.н. Ю. М. Максимовым. На протяжении многих лет авторы разработки успешно проводят исследования в области высокотемпературных процессов синтеза неорганических материалов, фазовых и структурных превращений. Научные знания, полученные при выполнении ранее поддержанных проектов РФФИ, РНФ будут использованы для создания композиционных материалов с использованием сплавов в качестве реагентов.
Конкурентные технологии :
Азотированные ферросплавы получают в печах обработкой азотом либо жидких, либо твердых ферросплавов. При азотировании в твердом состоянии получают сплавы с высоким содержанием азота, но с низкой плотностью. При азотировании жидких сплавов удается достигнуть высокой плотности продукта, но при этом он имеет неудовлетворительно низкое содержание азота. Кроме того, производство азотированных ферросплавов является одним из энергоемких в металлургии.
Инновационность технологии, конкурентные преимущества :
уть разработки сводится к тому, что исходные ферросплавы измельчают и загружают в реактор СВС, который заполняют азотом. После инициирования синтеза азот поступает в зону реакции из объема реактора путем фильтрации через пористую засыпку за счет перепада давления. СВС- технология позволяет исключить заметное потребление энергии – ее расход составляет всего 0,1кВт*ч на тонну. Кроме того, сплавы , получаемые по СВС- технологии содержат азот в 1,5-3 раза больше чем аналоги.
Потенциал импортозамещения :

Текущее состояние

Стадия готовности :
TRL 5. Экспериментальный образец в реальном масштабе
Описание текущего состояния :
Получены экспериментальные образцы
Интеллектуальная собственность :
Название документа -
Номер -

Команда проекта

Численность проектной команды :
4
Структура и компетенции команды :
-

Предложение инвестору / партнеру

Необходимые ресурсы для реализации проекта :
-
Дорожная карта развития проекта :
2025
Оговариваются с промышленным партнером
Контактная информация