Разработка и внедрение технологии получения качественных медных полуфабрикатов с использованием в шихте низкосортного сырья

• Автор: Сластионов, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 125 с. : ил

Содержание
Введение

I. Современное состояние технологии получения качественных медных

полуфабрикатов.

1.1. Применение низкосортного сырья для приготовления

медных расплавов.

1.2. Способы рафинирования медных расплавов.

1.2.1. Рафинирование медных расплавов от растворимых примесей

1.2.2. Рафинирование медных расплавов от нерастворимых примесей

1.3. Недостатки известных способов рафинирования медных расплавов от растворенных и нерастворенных примесей.

1.4. Постановка задач исследования

П. Методики исследования
2.1. Объект исследования
2.2. Технология выплавки образцов, исследование микроструктуры
2.3. Методика определения жидкотекучести сплавов
2.4. Методика определение плотности образцов
2.5. Методика определение проводимости образцов.
2.6. Методика определения суммарной площади
неметаллических включений.
2.7. Методика определение погрешности проводимых измерений
III. Экспериментальные исследования процесса фильтрации
медных расплавов
3.1. Исследование особенностей напорного течения расплавов
через волокнистые фильтрующие материалы.
3.2. Исследования процесса фильтрации, через волокнистые материалы из кремнеземной сетки
3.3. Исследование влияния процесса фильтрации на
химический состав и микроструктуру меди типа М3.
3.4. Исследование влияния процесса фильтрации
на свойства меди марки М3.
IV. Разработка окислительного рафинирования
медных расплавов
4.1. Выбор соединений для окислительного рафинирования
медных расплавов
4.2. Разработка технологии окислительного рафинирования
медных сплавов
4.2.1. Окислительное рафинирование меди от алюминия.
4.2.2. Окислительное рафинирование меди от кремния
4.2.3. Окислительное рафинирование меди от железа.
4.2.2 Окислительное рафинирование меди от свинца
V. Комплексное рафинирование медных расплавов
от металлических примесей и неметаллических включений.
5.1. Комплексное рафинирование медных расплавов от примеси алюминия.
5.2. Комплексное рафинирование медных расплавов от примеси кремния
5.3. Комплексное рафинирование медных расплавов от примеси
5.4. Комплексное рафинирование медных расплавов от примеси свинца
Выводы.
VI. Опытнопромышленное внедрение способа
рафинирования медных расплавов.
Выводы.
Общие выводы.
Список литературы


Разработка технологии приготовления качественных медных расплавов с использованием в шихте отходов и ломов является основной задачей настоящей работы. Диссертация выполнена в соответствии с перспективным планом научно-исследовательских работ по теме “Изыскания в области разработки прогрессивных технологических процессов и новых материалов для нужд машиностроения”. В целях экономии чистых металлов предприятия цветной металлургии привлекают в производство все большее количество вторичного сырья - ломов, гильз, стружки - иногда до 0% металлозавалки. Получаемые медные заготовки часто идут непосредственно на обработку давлением. При выплавке в расплав с шихтой вносятся неметаллические включения в виде оксидов, карбидов, нитридов и других соединении как экзогенного, так и эндогенного характера. Это приводит к возрастанию брака по поверхностным и внутренним дефектам. В соответствии с ГОСТом 9- (табл. Причем регламентируется содержание меди (не менее), вредных металлических примесей и кислорода. Содержание неметаллических включений не регламентируется [1]. Таблица 1. В связи с использованием в шихте низкосортного сырья особое внимание необходимо уделять подготовке низкосортных шихтовых материалов к плавке. Подготовка, как правило, включает магнитную сепарацию, сушку всех видов поступающих отходов и пакетирование негабаритных отходов. Причем, согласно последним исследованиям [2], стружку медных сплавов не рекомендуется подвергал, брикетированию, с доведением плотности брикетов до 5 - 7 единиц, как это делалось ранее [3], а переплавлять ее россыпью, предварительно освободив ее от масла и влаги путем прокалки в специальных печах, в атмосфере воздуха или кислорода (например, в камерных печах проходного типа. При этом установлено, что стружку необходимо плавить в активно перемешиваемой жидкой ванне, в печах емкостью до 2т, загружая и замешивая ее порциями по - 0 кг в расплав. Аналогичные выводы были сделаны в работе [4] по переплаву алюминиевой стружки. В процессе расплавления и перегрева расплава происходит окисление и испарение металлов. Поэтому всегда следует сводить к минимуму пребывание металлов в плавильной печи при максимальном уменьшении площади зеркала жидкой ванны сплава. Одним из путей реализации этих условий при выплавке медных сплавов является замена индукционных канальных печей старой конструкции на индукционные канальные печи с однонаправленным движением металла, что позволяет повысить производительность печи и, следовательно, сократить величину безвозвратных потерь металлов за счет снижения угара [2]. В связи с использованием в составе шихты низкосортного сырья стало невозможным получение сплавов, отвечающих стандартам, например ГОСТу 9- - химический состав меди, без дополнительного рафинирования расплавов. Анализ качества сплавов на предприятие ОАО “Кольчугцветмет” свидетельствует, что брак по химическому составу в сплавах, выплавленных из вторичного сырья, возникает в результате не соответствия их составов ГОСТам но примесным элементам, таким как А1, Бь Ре, РЬ. М3 в индукционной канальной печи ИЛК-1,6 с использованием в шихте вторичного сырья в количестве -0% наблюдается рост брака по химическому составу до 1,5-5,6%; рост брака по поверхностным и внутренним дефектам до 5,2-,3%, по сравнению со сплавами, выплавленными из первичных металлов или с использованием вторичного сырья до % (табл. Таблица 1. Взаимодействие меди с примесями (алюминием, кремнием, железом и свинцом) при сплавлении характеризуется диаграммами состояния, представленными на рис. Алюминий, кремний и железо растворяются в твердой меди. Рис. Для удаления регламентированных и нерегламентированных металлических примесей и неметаллических включений применяют различные способы рафинирования расплавов (шлаковое рафинирование, фильтрование, продувка расплава газами и т. Наиболее полное протекание процессов рафинирования наблюдается в случае получения сплавов дуплекс-процессом, который используют при непрерывном и полунепрерывном литье. Использование миксеров позволяет решить технологические проблемы, связанные с комплексным применением различных способов рафинирования.