Способ получения сплавов на основе меди из вторичного сырья Советский патент 1993 года по МПК C22C1/06 C22B7/04 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу получения сплавов на основе меди из вторичного сырья.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Прошедший механическую разделку оборотный шлак рассеивают на ситах и отбирают фракцию концентрата размерами -7+0,5 мм (корольки металла). Затем корольки металла смешивают в соотношении 1:(0,02-0,04) с покровно-рафинирующим флюсом (ПРФ), имеющим температуру плавления на 100-150° С ниже температуры плавления корольков металла, осуществляют перемешивание смеси до получения однородной массы, которую затем брикетируют до плотности брикета 6.4-7,0 г/см3. Плавку брикетов проводят в открытой печи

без наведения на поверхности расплава по- кровно-рафинирующего флюса.

Выбор фракции корольков металла размерами -7+0,5 мм обусловлен следующими соображениями.

Как видно из данных табл.1, получаемый после механической разделки оборотного шлака концентрат имеет большой набор различных фракций, содержащих неодинаковое количество корольков металла.

Доля фракции размерами -0.5+0 мм Б концентрате не превышает 6,63%. При этом данная фракция практически не содержит корольков металла, а состоит в основном мз окислов основных м легирующих компонентов сплава, остатков отработанного флюса, частиц футеровки печи и т.д., характеризуемых небольшим насыпным весом (3,5 г/см j, вследствие чего, при попадании в шихту, эта фракция способствует увеличению массы

ы

GJ

шлака на поверхности расплава, что приводит к росту безвозвратных потерь металла в результате запутывания в шлаке корольков металла. Фракция -7+0.5 мм является наиболее представительной в концентрате. На долю ее приходится 71,4% всей массы фракций концентрата, а также 65,0% всех корольков.металла, находящихся в концен- тракте. Однако низкий насыпной вес фракции препятствует быстрому погружению корольков металла в расплав. Поэтому значительная часть корольков (55-60%) остается в шлаке.

Брикетирование указанной фракции с покроено-рафинирующим флюсом при заявляемых соотношениях обеспечивает погружение брикета на достаточную глубину, его быстрое расплавление, удаление в шлак с флюсом сопутствующих включений, что обеспечивает резкое снижение потерь ме- талла со шлаком.

Фракция размерами +7 мм имеет насыпной вес на уровне 7,5 г/см3, что позволяет получать минимальные по сравнению с другими фракциями потери металла со шла- ком, поэтому брикетирование этой фракции нецелесообразно.

Использование покровно-рафинирую- щего флюса (ПРФ) с температурой плавления на 100-150° С ниже температуры плавления металла обеспечивает улучше ние контакта корольков металла с флюсом в процессе расплавления по всей высоте брикета, за счет этого улучшаются условия смачиваемости неметаллических включений, содержащихся в брикете и окисной пленки на поверхности корольков металла. При расплавлении неметаллические включения и окисная пленка уносятся флюсом на поверхность расплава. Все это снижает поте- ри металла со шлаком.

При температуре плавления флюса ниже температуры плавления металла более, чем на 150° С флюс плавится быстро, время контакта с корольками металла уменьшается, окисная пленка удаляется не полностью, что удлиняет время расплавления брикета и ведет к увеличению потерь металла со шлаком,

При температуре плавления флюса ниже температуры плавления металла мень- ше, чем на 100° С условия смачиваемости неметаллических включений ухудшаются, часть их сохраняется в объеме брикета, что способствует образованию дополнительного количества шлака и увеличению потерь металла.

Кроме того, ПРФ обеспечивает рафинирование расплава и создает защитную пленку на поверхности расплава, препятствующую его окислению.

Введение в состав брикета ПРФ с заданной температурой плавления в соотношении 1:(0,02-0,04) позволяет получить брикет заданной плотности, растворить окисную пленку на поверхности королька металла по всему объему брикета при плавке и удалить в шлак неметаллические включения,

Уменьшение заданного соотношения (уменьшение количества флюса) ухудшает условия контакта флюсз с корольками металла, окисная пленка и неметаллические включения удаляются не полностью, увеличиваются потери металла со шлаком.

Увеличение заданного соотношения уменьшает плотность брикета, ухудшает ус ловия его глубокого погружения в расплав, что также увеличивает потери металла со шлаком.

Брикетирование указанной смеси осуществляют до плотности брикета .6,40-7,0 г/см , что обеспечивает погружение брикета на достаточную глубину. Позволяет, как сказано выше, растворить окисную пленку на поаерхности корольков и металла и удалить в шлак неметаллические включения, в результате снижаются потери металла со шлаком.

Брикетирование до плотности брикета менее 6,40 г/см приводит к неполному погружению брикета в расплав, что резко увеличивает потери металла со шлаком.

Брикетирование до плотности брикета более 7,0 г/см3 нецелесообразно, так как требует увеличения усилия прессования, повышает износ оборудования, при этом потери метала со шлаком существенно не снижаются.

Способ осуществляется следующим образом.

В шаровой мельнице измельчают ПРФ и рассевом отбирают фракцию размерами 2+1 мм, которую смешивают с предварительно отобранной после рассева концентрата фракцией размерами -7+0,5 мм. Полученную смесь перемешивают до получения однородной массы и снова просеивают на сите с размерами ячейки 0,5 мм. Надситовую фракцию напраЕляют обратно в смесь, подситовую - в хвосты. Процесс приготовления смеси и ее рассева на сите с ячейками 0,5 мм осуществляют до тех пор, пока доля отходящей в хвосты фракции не будет превышать 5%,

Полученную смесь брикетируют при давлении 325-390 Н/мм2. до плотности брикета 6,4-7,0 г/см3.

Опытные плавки медных сплавов (лату- ней) с использованием в шихте полученных брикетов проводили в индукционной печи

ИСТ-0,06. Брикеты загружали в середину на расплав. После расплавления шихты и выдержки расплава в течение 1-2 мин скачивали образовавшийся Б процессе плавки шихты шлак, отливали пробу металла на хи- маналмз. После остывания шлак езвешива- ли, загружали в шаровую- мельницу и размалывали в течение 1-1,5 часов. Затем определяли содержание металла в шлаке. Химсостав сплавов, полученную с использованием в шихте брикетов, соответствовал ГОСТ.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Пример1.К фракции корольков латуни ЛС59-1 (Тпл 900° С) размерами - 7+0,5 мм, массой 500 г добавили покровио- рафинирующий флюс(ПРФ) а количестве 15 г по соотношению 1:6,03. 8 качестве ПРФ ислользоэан флюс, содержащий 50% N32640 и 50% с температурой плавления 800° С (на 100° С ниже температуры плавления латуни ЛС59-1). Смесь перемешали, брикетирование смеем осуществляли на гидравлическом прессе при давлении прессования 325 Н/мм . Полученные брикеты размерами Дх1 30x10. мм, плотностью 6,4 г/см , средней массой 45,2 г в количестве 10 шт. загружали в расплав. Химический состав полученного сплава соответствовал ГОСТ 15527-70. Потери металла со шлаком после проплэвления брикетов составили 4,0%.

П р и м е р 2, Аналогично примеру 1 приготовили смесь корольков латуни ЛА85- 0,5 фракций -7+0,5 мм, массой 400 г и 8 г ПРФ (по соотношению 1:0,02.), содержащего 30% NaCI, 30% СаГ-2, 40% Na3AlF6}. Темпе-, ратура плавления флюса (Тпл 870° С) ниже температуры плавления металла (1020° С) на 150° С. Смесь брикетировали при давлении прессования 390 Н/мм до плотности брикета 7,0 г/см . Полученные брикеты размерами 30x8 мм, массой 39,5 г каждый в количестве 10 шт. загружали в расплав. Химический состав полученного сплава соответствовал ТУ 48-08-495-71. Потери металла со шпаком составили 3.0%.

П р и м е р 3. Аналогично примеру

1 приготовили смесь корольков латуни ЛС74-3 фракции -7+0,5 мм массой 500 г и 20 г ПРФ (при соотношении 1:0,04), содержащего 37,9% Na20 + 62,1% SlOa с температурой плавления равной 846° С (на 119° С

Н1 ,же температуры плавления металла, равной 956° С). Смесь брикетировали при давлении прессозания 370 Н/мм до плотности брикета 6,8 г/см3. Полученные брикеты по 40 г каждый в количестве 1C шт. загружали

в расплав. Химический состав полученного сплава соответствовал ГОСТ 15527-70. Потери металла со шлаком составили 3,8%

Как видно из табл.2, разработанный способ позволяет снизить потери металла

со шлаком до 4% вместо 8-10% по известному способу.

Промышленное опробование способа подтвердило полученные в лабораторных условиях результаты. Были приготовлены

(вес партии 500 кг) и проплавлены в ИЛК1.6 брикеты корольков латуни марки Л 63 размерами 65x40 мм, плотностью 7,0 г/см , массой 3,6 кг каждым. Потери металла со шлаком составили 4,0%.

Формула изобретения

Способ получения сплавов на основе меди из вторичного сырья, включающий смешивание металлсодержащего компонента с покроено-рафинирующим флюсом,

брикетирование смеси и переплав брикетов, отличающийся тем, что в качестве металлсодержащего компонента используют корольки металла фракции -7+0,5 мм, смешивание корольков металла с флюсом

осуществляют в соотношение 1:(0,02- 0,04), используют флюс с температурой плавления на 100-150° С ниже температуры плавления металла, а брикетирование смеси проводят до плотности брикета 6,47,0 г/см .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу получения сплавов на основе меди из вторичного сырья. Способ получения сплавов на основе меди из вторичного сырья включает смешивание .металлосодержащего компонента с покровно-рафинирующим флюсом, брикетирование смеси и последующий переплав брикетов. Сущность: в качестве металлосодержащего компонента используют корольки металла фракции - 7+0,5 мм, которые смешиваются в соотношении 1: (0,02-0.04) с покровно-рафинирующим флюсом, имеющим температуру плавления на 100-150° С ниже температуры плавления металла, а брикетирование смеси осуществляют до плотности брикета 6,4-7,0 г/см3. Способ позволяет снизить безвоззратные потери металла со шлаком. 2 табл.

Таблица 1 Гранулометрические и технологические характеристики концентрата

Таблица 2