Пути повышения эффективности производства медных гранул медеплавильного цеха ОАО "Уралэлектромедь"
Дипломная работа - Экономика
Другие дипломы по предмету Экономика
сплав меди входят металлический кремний до массовой доли 0,07 - 0,10%, что необходимо для получения частиц гранулированной меди с развитой поверхностью.
Металлический кремний (отсев производства кремния) представляет собой твердые частицы серого цвета, крупностью менее 5 мм. Химический состав металлического кремния: Si - не менее 96%;
Fe - не более 1,5%;
AI - не более 1,5%;
Ca - не более 1,5%.
Расплавленную медь полученную при расплавлении медного сырья (катоды, анодный скрап, лом и др.) нагревают в печи до температуры 12500С, так как при более низкой температуре металлический кремний (далее по тексту кремний) растворяется медленно.
Чтобы ввести требуемое количество кремния в расплав меди, его предварительно глубоко раскисляют (в исходном расплаве меди содержится 0,3 - 0,4% кислорода).
Раскисление меди. Раскисление (восстановление) меди проводят в две стадии. Сначала в расплав погружают дразнилку "дерево", затем на поверхность расплава забрасывают кремний. Раскисление меди в этой последовательности позволяет снизить расход металлического кремния и объем образующих шлаков.
Восстановление оксида меди при дразнении расплава осуществляется продуктами пиролиза и древесины по реакциям:
Cu2O + C2H4 = 8Cu + CO + H2O + H2 + CO22O + CO = 2Cu + CO22O + H2 = 2Cu + H2O
3Cu2O + 2C = 6Cu + CO + CO2
Часть образующихся летучих горючих компонентов сгорает над поверхностью ванны за счет подсасываемого воздуха. Дразнение ведут до массовой доли кислорода в расплаве 0,05-0,08%.
После второй стадии раскисления меди отсевом кремния массовая доля кислорода составляет менее 0,01%, что обеспечивается реакцией.
2Cu2O + Si = 4Cu + SiO2
Реакция протекает вправо весьма полно из-за значительно большого сродства кремния к кислороду, чем меди.
Растворение кремния в глубоко раскисленной меди при последующей обработке ее второй порцией металлического кремния происходит достаточно полно и быстро из-за отсутствия диффузионных затруднений, обусловленных при большом содержании кислорода образования слоя оксида кремния на частицах металлического кремния. Последним объясняется необходимость последовательной обработки расплава двумя порциями металлического кремния (для глубокого раскисления и растворения). В противном случае неизбежно увеличивается расход металлического кремния.
Грануляция расправленной меди, содержащей кремний.
Кремний, введенный в расплав меди в небольшом количестве (до 0,1%), существенно изменяет физико-химические свойства:
снижает теплопроводность на 30 - 40%;
увеличивает интервал кристаллизации до 50-600С;
уменьшает поверхность натяжения.
В основном, изменением этих свойств расплава объясняется безопасное ведение процесса грануляции (без "хлопков") и получения конечных частиц меди с развитой поверхностью в виде пластин и пластинчатых сростков неправильной формы, а также увеличение их габаритных размеров.
Отсутствие "хлопков" при сливе в воду кремнийсодержащей меди обусловлено замедлением отъема тепла от расплава и рассредоточением выделяющейся теплоты кристаллизации во времени. Медь, не содержащая кремний, при сливе в воду небольшими струями охлаждает до температуры кристаллизации на расстоянии от поверхности воды 300-350 мм. Теплота кристаллизации, выделяющаяся в короткий интервал времени, практически полностью отнимается водой, в результате имеет место локальное парообразование, что является причиной "хлопков". При сливе больших масс расплава "чисто2 меди кристаллизация сдвигается на глубину 0,5 - 0,8 м., что вызывает более сильные "хлопки", в том числе за счет частичного разложения воды.
Кремнесодержащий расплав меди, слитый в воду, сохраняет жидкотекучесть при погружении в воду на глубину в 2-3 раза большую, чем "чистая" медь. Это позволяет целенаправленно воздействовать на расплав под слоем воды для формирования конечных гранул.
Механизм грануляции кремнесодержащей меди можно представить следующим образом. Струя расправа, слитая в воду (среду с меньшей плотностью), распадается на крупные "пряди" и капли, чему способствует пониженная величина поверхностного натяжения. "Пряди" и капли, частично охлаждаясь, достигают в расплавленном состоянии подводный воздушно-водный поток, который их и деформируют. Деформирование и кристаллизация происходят одновременно: затвердевание отдельных участков расправленных частиц, растекание и сдавливание на других участках. Выделяемая теплота кристаллизации поглощается сами расплавом, а не только отводится водой, что способствует поэтапному затвердеванию частиц.
При сливе расплава с большой производительностью в нагретой воде, деформированные частицы могут утолщаться после воздействия подводного потока. Это исключается интенсификацией отъема тепла от частиц за счет создания второго нижнего воздушно-водного потока, который также участвует в деформировании частиц при повышенной производительности по сливаемой меди.
Производство гранулированной меди состоит из следующих операций:
загрузка шихты в печь;
плавление шихты и нагрев расплава;
раскисление и съем первичного "бедного" шлака;
раскисление (глубокое) и съем вторичного "богатого" шлака";
насыщение расплава кремнием и съем вторичного "богатого" шлака;
разлив металла в зумпф.
Загрузка шихты в печь и подплавление шихты.
. До начала загрузки печи, за 10-20 минут до конца разлива, плавильщик 5 разряда в присутствии мастера ежеплав?/p>