Особенности выплавки и переработки медных сплавов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
й латуни. Если состав предыдущей плавки резко отличается от состава последующей, то в этом случае "болото" расшихтовывают. Иногда печь промывают подготовительным сплавом. В первую очередь в печь загружают стружку вместе iлюсом. Марганец или кремний вводят в расплавленную ванну металла и после их полного усвоения загружают очередную порцию шихты. Съем шлака производят при выключенной электропечи. Перед разливом латуни разогревают до температуры 1000-1080С. Готовый сплав направляют в электромиксер или на разливочный конвейер. Миксеры используют при литье сплавов в кристаллизаторы машин непрерывного или полунепрерывного действия.
При выплавке латуней в индукционных печах извлечение металлов в готовую продукцию составляет 92,9 - 95,3%, в оборотные материалы переходит 3,0-4,7%; расход электроэнергии изменяется в пределах315-370 кВт-ч/т сплава, суточная производительность печей равна 36-50 т. Шлаки от выплавки латуней из вторичного сырья содержат (в виде сплава и окислов), %: 15-30 Си, 30 - 50 Zn, 0,5-1,0 Pb, 2-13 Si02, 1,5-6,0 Na20, 0,5-3,5 Fe. Их выход в зависимости от характера и состава перерабатываемого сырья изменяется от 3 до 5% от массы шихты. При выплавке свинцовистых латуней шлаки получаются "полусухими", и содержание в них металлической фазы достигает 35-40%.
Исследования, выполненные в Уральском политехническом институте (УПИ), показали, что наиболее рациональна отдельная переработка шлаков от выплавки вторичных бронз и латуней электротермическим способом. Электроплавка шлаков (после предварительного выделения крупных корольков сплава) с добавкой 5 - 6% коксика и 8-10% извести от их массы позволяет получать отвальные шлаки с содержанием 0,3-0,4% Си, 2,0-3,5% Zn. При этом в сплав, пригодный для получения бронз или латуней, извлекают 93-95% Си; 80% РЬ; 85-90% Sn и 8-10% Zn. В возгоны переходит 82 - 86% всего цинка.
3.4 Рафинирование бронз и латуней
Рафинирование медных сплавов проводят iелью снижения содержания растворимых газов (водорода, кислорода) и удаления взвешенных неметаллических включений и примесей {железа, серы, алюминия, кремния, марганца и др.).
Большинство вредных примесей в медных сплавах удаляют путем продувки расплава воздухом, паром или подачи медной окалины. Образующаяся или поступившая с окалиной закись меди окисляет металлы-примеси и серу:
Cu20 + Afe-"2Cu - | - МеО-2Cu20 + Cu2S->-6Cu + S02.
Окислительное рафинирование проводят при температуре 1100-1160С. Расход твердых окислителей составляет 0,5-1,0% от массы расплава. Для ускорения процесса рафинирования окислители вмешивают в расплав. Продувка жидкого сплава воздухом и паром приводит к интенсивному окислению и возгонке цинка, в меньшей степени олова, поэтому этот метод рафинирования применим к бронзам, в которых содержание цинка не превышает 3%.
Для восстановления растворенной в медных сплавах закиси меди используют раскислители: фоiор, литий, бор, кальций и др. Но наиболее широко применимым раскислителем является фоiор, вводимый в виде фоiористой меди {8-15% Р). Процесс основан на образовании пятиокиси фоiора, возгоняющейся при 359С:
Cu20 + 2P-vP205 + 10Cu.
Для медных сплавов применяют и комбинированное раскисление. Так, в случае оловянистых бронз большую часть кислорода удаляют фоiором, а остатки кислорода - за iет присадки лития. При этом получают металл с мелкозернистой структурой и повышенными механическими свойствами. Для повышения эффективности п упрощения использования лития как раскислителя целесообразно использовать литиевые патроны - герметичные цилиндры из меди, наполненные литием (5 - 100 г), литиевые патроны вводят в готовый для разливки металл, затем сплав перемешивают, отстаивают в течение 2-3 мин и разливают.
Раскисление фоiором расплавленных латуней практически нецелесообразно, так как цинк медноцинкового сплава имеет высокое сродство к кислороду.
Другой важный источник водорода - углеводороды, присутствующие в восстановительной атмоiере пламенных нечем. Заметная диссоциация метана начинается с (500С, при 800С диссоциирует около 40% метана.
Для сокращения газонасыщенности металла водородом в плавильные печи должна поступать сухая шихта, процесс плавки следует вести при слабоокислительной или нейтральной атмоiере.
- зернистый фильтр; 2 - графитовая втулка; 3 - кристаллизатор
Дегазация медных сплавов в основном сводится к удалению из расплава водорода, так как из общего количества растворенных газов на его долю приходится 95-98%. Для дегазации сплавов на медной основе применяют продувку расплава инертными газами: азотом, аргоном. Установка для дегазации медных сплавов состоит из ковша для жидкого металла, вакуумной камеры и системы подачи азота или аргона. В днище ковша установлены пористые втулки, через которые вдувают инертный газ под давлением 200-300 к11а. Втулки (пористые элементы) изготавливают из огнеупорной массы, в состав которой могут входить графит, корунд, карборунд и глина. Продувка инертным газом в течение 6-10 мин позволяет снизить в 2-4 раза содержание водорода в сплаве.
Следует иметь в виду, что продувка вызывает дополнительные потерн цинка и свинца. Поэтому этот способ дегазации медных сплавов на нашел широкого распространения.
Простым и эффективным методом рафинирования сплавов от неметаллических включений является фильтрация. В качестве зернистых фильтров можно использовать дробленые алунд, магнезит, плавленые фториды кальция и магния. Толщина фильтрующего слоя сос?/p>