СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА ИЛИ МЕТАЛЛА И МЕТАЛЛОЛОМА, ИЗ КОТОРОГО ОН ПОЛУЧЕН Российский патент 2005 года по МПК G01N27/26 

Изобретение относится к способам анализа сплавов металлов или металлов для определения соответствия сплава или металла металлолому, из которого он получен и может применяться при контроле процесса переработки металлолома, в частности при таможенной идентификации.

Известно достаточно много способов идентификации металлических сплавов, при которых чаще всего определяется процентное содержание элементов в сплаве. К таким способам можно отнести рентгенофлуоресцентный, искровой оптико-эмиссионный, атомно-абсорционный и другие. Этими же способами можно вести проверку металлов, выявляя процентное содержание имеющихся примесей в металле.

В качестве примеров способов идентификации сплавов можно привести следующие патентные документы.

В патенте РФ 2179311, дата публикации 10.02.02, МПК G 01 N 27/26, "Способ идентификации металла или сплава" используется электрохимический метод исследования материалов. Европейский патент 1355145, дата публикации 24.10.03, МПК G 01 N 27/26, "Способ анализа металла" используется искровой метод анализа. В заявке на получение патента США 2002/0017459, дата публикации 14.02.02, МПК G 01 N 27/26 также используется электрохимический метод анализа с очищением образца и проведением анализа в инертной атмосфере.

Однако неизвестны способы определения соответствия металлического сплава или металла металлолому, из которого получен этот сплав или металл.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи определения соответствия металлического сплава или металла металлолому, из которого он получен путем переработки. Достигаемый технический результат связан с возможностью определения соответствия с необходимой точностью по одному или нескольким элементам в сплаве или металле.

Заявляемый способ определения соответствия металлического сплава или металла металлолому, из которого он получен, характеризуется следующим. Сортируют металлолом по составу на группы, взвешивают каждую из групп, идентифицируют металлический сплав или металл каждой из групп металлолома и запоминают результаты взвешивания и идентификации. После переработки металлолома в сплав или металл идентифицируют полученный сплав или металл и сравнивают результаты идентификации и взвешивания металлолома с результатами идентификации полученного сплава или металла. Сравнение результатов ведут преимущественно по элементам металлического сплава или металла, потери которых при переработке меньше.

При переработке металлолома иногда возникает необходимость идентифицировать сплав или металл - из известной ли партии металлолома он получен. Предлагаемый способ направлен на то, что, не добавляя в металлолом специальных добавок, сделать так, чтобы идентификация была бы осуществлена с необходимой точностью.

Поэтому сначала сортируют металлолом по группам одного происхождения, с одинаковым элементным составом. Взвешивают каждую из групп. Идентифицируют металлический сплав или металл каждой из групп металлолома путем определения процентного содержания элементов в группах металлолома, определяют процентный состав элементов во всей партии металлолома с учетом веса всего металлолома. Данные взвешивания и определения процентного содержания элементов запоминают. Далее проводят идентификацию полученного сплава или металла путем определения процентного состава каждого из элементов в продуктах, полученных после переработки, при этом сравнение результатов ведут преимущественно по элементу или по элементам в металлическом сплаве или в металле, потери которых при переработке меньше.

Если групп металлолома несколько, то определяют процентный состав каждого элемента сплава или металла во всем металлоломе с учетом веса каждой группы металлолома. Для отдельного или для каждого элемента сплава или металла сравнивают содержание этого элемента в полученном металле и процентный состав элемента, рассчитанный по результатам измерения всех групп металлолома. Для повышения точности ведут преимущественно сравнение по элементу или по тем элементам, входящим в сплав или металл, потери которых при переработке металлолома меньше.

Заявляемый способ включает по отдельности известные операции. Однако в совокупности они придают способу ряд новых и неочевидных свойств. В частности, необходимая точность определения соответствия достигается за счет следующих операций:

- За счет сортировки металлолома на группы, взвешивания каждой группы и идентификации металлического сплава или металла каждой из групп металлолома. После запоминания результатов есть возможность определить вес каждого элемента в металлоломе, тем самым интегральный качественный и количественный состав металлолома, что повышает точность поэлементного расчета будущего металла, полученного из этого металлолома.

- Сравнение результатов ведут с учетом того, что количественный состав элемента или элементов, определенных в металлоломе, которые меньше теряются при переработке, дает более точные количественные оценки.

- Учет потерь при переработке ведется для конкретного способа переработки. Например, при переплавке металлолома известно, какие элементы в сплаве или металле выгорают больше. В других способах переработки могут происходить потери других элементов, не тех, что при переплавке. Это также повышает точность способа.

Сравнение результатов идентификации можно производить для одного или нескольких элементов в металле. Если производят по одному элементу, то точность сравнения может пострадать, зато ускоряется анализ.

Сортировку металла на группы можно производить на основе предварительного анализа, в том числе с использованием тех же методов, что и идентификации металлолома в группах по способу.

В необходимых случаях перед процессом идентификации подготавливают образец металлолома путем очистки от примесей.

Для повышения точности идентификации при сравнении результатов идентификации учитывают потери элементов металлолома при переработке.

Способ осуществляется следующим образом.

При подготовке металлолома к идентификации его, при необходимости, очищают от примесей и сортируют на группы одного состава. Сортировка производится или с помощью предварительного анализа состава, или с учетом происхождения металлолома, если известно, что состав одинаковый и это точно известно заранее.

Производят идентификацию каждой группы металлолома с помощью одного из известных методов с помощью приборов. Идентификация заключается в определении процентного содержания элементов в группах металлолома с необходимой точностью. Могут использоваться дуговой, искровой оптико-эмиссионный анализатор, рентгенофлуоресцентный и другие типы анализаторов. В частности может использоваться рентгенофлуоресцентный прибор Прим-1 РМ. Определяют вес каждой из групп металлолома, одинаковых по составу.

Далее определяют процентный состав элементов во всей партии металлолома. Рассчитывают вес каждого из элементов во всей партии путем суммирования веса элементов в каждой группе металлолома и определения процентного состава каждого из элементов во всей партии металлолома с учетом веса всего металлолома. Данные идентификации, взвешивания и, если это необходимо, расчетов запоминают.

Идентификацию переработанного сплава или металла производят также путем определения процентного содержания элементов в продуктах, полученных после переработки. Переработка металлолома чаще всего заключается в переплавке. Могут использоваться и другие методы переработки, например электрохимический метод. Полученные продукты переработки металлолома - это плоский и фигурный прокат, трубы, слябы, слитки, катодные листы и другие возможные продукты переработки.

Идентификацию полученного сплава или металла для повышения точности желательно проводить тем же методом и прибором, что производилась идентификация металлолома. Далее осуществляют сравнение результатов идентификации. Сравнение производят для всех элементов сплава или металла или для отдельных элементов (в том числе отдельного элемента). Сравнение по всем элементам позволяет точнее выносить решение, но точность может понизиться, так как разные элементы выгорают по-разному. Играет роль и количество элемента в сплаве. Если это количество мало и точность прибора лежит в этих же пределах, то для сравнения по этому элементу необходимо подбирать методы, обеспечивающие необходимую точность.

Когда речь идет об определении соответствия не сплавов, а металлов, то речь идет об идентификации примесей в металле металлолома и в полученном путем переработки металле. В этом случае также сравнение ведут по элементам, потери которых при переработке меньше. Так как любой металл, даже так называемый "чистый" металл содержит примеси, то данный способ также применим только в качестве методов идентификации необходимо выбирать такие, которые позволяют достичь необходимой точности.

Кроме того, играет роль способ переработки. Так как переработка ведется известными методами, то для каждого метода (способа переработки) чаще всего известны потери элементов при переработке. Если эти потери неизвестны, то они устанавливаются в процессе пробной переработки. Известность потерь элементов в сплаве и металле при переработке металлолома повышает точность использования способа.

Если сравнение производят для отдельных элементов, то желательно выбирать элементы, которые в наименьшей мере теряются при переработке. Например, при переплавке сплавов и металлов меньше всего потерь таких элементов, как никель, кобальт, молибден, ниобий, титан. Кроме того, в малой степени выгорает медь и олово. С другой стороны, в большей степени выгорает хром. Для каждого метода переработки известны процентные потери элементов.

Поэтому сравнение результатов для металлолома и сплава при переплавке ведется, например, преимущественно по никелю или кобальту, если и хром, а также другие элементы присутствуют в сплаве.

Введение численных коэффициентов, учитывающих потери элементов при переработке, позволяет повысить точность и достоверность результатов сравнения. Операции сравнения могут вестись с помощью расчетной программы, разработанной для ЭВМ в соответствии с данным изобретением, которая учитывает для конкретного способа переработки величину потерь тех или иных элементов.

Использование: для определения соответствия сплавов или металлов металлолому, из которого они получены. Сущность изобретения: способ идентификации металлического сплава или металла и металлолома, из которого он получен, предусматривает сортировку металлолома по составу на группы, взвешивание каждой группы, определение процентного содержания элементов в группах металлолома, определение процентного состава элементов во всей партии металлолома, переработку металлолома. После переработки металлолома проводят идентификацию полученного сплава или металла и металлолома путем определения процентного состава каждого из элементов в продуктах, полученных после переработки, и сравнения результатов с данными процентного состава элементов во всей партии металлолома. При этом сравнение результатов ведут по элементу или по элементам в металлическом сплаве или в металле, потери которых при переработке меньше. Сортировку металлолома на группы могут производить на основе предварительного анализа. При сравнении результатов учитывают потери элемента при переработке. Техническим результатом изобретения является разработка способа идентификации металлического сплава или металла металлолому, из которого получен этот сплав или металл. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ идентификации металлического сплава или металла и металлолома, из которого он получен, характеризующийся тем, что сортируют металлолом по составу на группы, взвешивают каждую из групп, определяют процентное содержание элементов в группах металлолома, определяют процентный состав элементов во всей партии металлолома с учетом веса всего металлолома, данные запоминают, металлолом перерабатывают, а после переработки проводят идентификацию полученного сплава или металла и металлолома путем определения процентного состава каждого из элементов в продуктах, полученных после переработки, и сравнения результатов с данными процентного состава элементов во всей партии металлолома, при этом сравнение результатов ведут по элементу или по элементам в металлическом сплаве или в металле, потери которых при переработке меньше.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сортировку металлолома на группы производят на основе предварительного анализа.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при сравнении результатов учитывают потери элемента при переработке.