Contribution to International Economy

  • производства меди, сплавы на основе меди
План
План 2
1. Технологический процесс производства меди, сплавы на основе меди 3
2. Источники питания электрической дуги на переменном токе и их характеристики. Режимы ручной дуговой сварки. 10
3. Расшифровать СШЧОХ, P6M5, 00X18H10T, 9XC, P10K5Ф5, 25XH3A, ZЖЩЮ-22, БРОФ6-1,5, БР05Ц5С5, ПОС30 13
Список использованной литературы 15
1. Технологический процесс производства меди, сплавы на основе меди
Металлургическое производство предназначено для переработки медьсодержащего сырья (концентрат, руда, клинкер и т.д.) и флюсов с целью получения черновой меди, содержащей драгоценные металлы и диоксида серы. В качестве теплоносителя используется антрацит. Основная масса железа, поступающего с сырьем, переходит в шлак.
Технологический процесс получения черновой меди состоит из следующих операций:
1. Подготовка медьсодержащей шихты к плавке в шахтных печах, плавильном агрегате «Победа», конвертерах;
2. Плавка сульфидных брикетов и клинкера в шахтных печах;
3. Плавка сульфидного медного концентрата в плавильном агрегате «Победа»;
4. Конвертирование черновой меди из штейна шахтных печей и богатой массы плавильного агрегата.
1. Подготовка шихты к плавке осуществляется на участке подготовки сырья и шихты. Каждый вид шихтовых материалов выгружается в определенные бункера с целью недопущения неконтролируемого смешивания материалов между собой. Из бункеров шихтовые материалы выдаются на ленточные транспортеры, затем в вагон - весы, в которых порции шихтовых материалов помимо транспортировки еще и взвешиваются.
2. На комбинате внедрена технология шахтной плавки сульфидного сырья (медных концентратов). Шахтные печи предназначены для переработки твердой медьсодержащей шихты с целью получения медного штейна и отвального шлака. Работа шахтной печи основана на принципе противотока опускающейся шихты и движущимся ей навстречу потоком дутья, обогащенного кислородом. Основной целью шахтной плавки является перевод меди и сопутствующих драгоценных металлов в расплав низших сульфидов. Штейн состоит в основном из сульфидов меди Cu2S и железа FeS, содержание которых достигает 85-90%. В состав штейна входят также сульфиды других металлов, благородные металлы и некоторое количество магнетита Fe3O4. Содержание меди в штейнах колеблется от 15 до 45%. Плотность штейнов в зависимости от содержания меди колеблется от 3,8 до 5,2 т/м3; температура плавления изменяется от 1000 до 1100оС. Важной особенностью штейна является его способность растворять редкие благородные металлы – золото, серебро, платиноиды. Штейн выпускается в ковши и передается в плавильный агрегат или конвертер.
Шахтные печи переведены на автогенный режим плавки при переработке сульфидных брикетов и оборотных материалов. Это позволило увеличить степень десульфуризации, концентрацию диоксида серы в отходящих газах, содержание меди в штейне, а также снизить выбросы диоксида углерода с отходящими газами. Отходящие газы подвергаются грубой очистке в циклонах (в теплый период времени) или термосифонах (в холодный период времени) и направляются на тонкую очистку в электрофильтрах, далее - в сернокислотный цех.
Совмещенная плавка – конвертирование на дутье обогащенным кислородом до 28–32% осуществляется в пусковой период за счет тепла штейна шахтных печей, а в дальнейшем плавка концентрата ведется в автогенном режиме за счет тепла экзотермических реакций окисления сульфидов и реакций шлакообразования. При производстве богатой массы в плавильном агрегате «Победа» существуют только две жидкие фазы: масса и шлак. Шлаковый расплав и газовая фаза удаляются из конвертора непрерывно, богатая масса выводится периодически. Степень использования агрегата под дутьем составляет до 96%, что позволяет получать стабильные технологические газы и максимально использовать тепловой КПД агрегата. Пылевынос с плавильного агрегата «Победа» составляет 1-5% от веса загружаемых материалов. Степень улавливания пыли в газоходах, циклонах, термосифонах и электрофильтрах составляет 99%.
4. Основной целью конвертерного передела является переработка медного штейна и богатой массы с целью получения черновой меди путем удаления оставшегося железа и серы при продувке массы воздухом. Конвертерный передел оснащен двумя 80 тонными конвертерами.
На конвертирование подается жидкий штейн шахтной плавки с содержанием меди 15-45% и богатая масса с плавильного агрегата «Победа» с содержанием меди 64 – 72 %. Медь разливают в специально подготовленные ковши, а затем краном проводят разливку в слитки. Все медьсодержащие материалы, поступающие в медеплавильный цех, содержат определенное количество драгоценных металлов: золото и серебро. Кроме этого при конвертировании используется золотосодержащий кварцевый флюс. При производстве черновой меди драгоценные металлы аккумулируются в ней.
В цехе применяется стандартное отечественное оборудование.
Все источники выделения выбросов оборудуются герметизированными укрытиями. Все технологические газы направляются на улавливание пыли в циклонах или термосифонах, очищаются в электрофильтрах и направляются на производство серной кислоты.
Медеплавильный цех состоит из следующих производственных участков:
- подготовки сырья и шихты;
- сократительной плавки и конвертирования;
- пылегазоулавливания;
- механической и энергетической служб.
а) Медь рафинированная – металл, содержащий не менее 99,85 мас.% меди, или металл, содержащий не менее 97,5 мас.% меди, при условии, что содержание по массе любого из других элементов не превышает пределов, указанных в следующей таблице:
б) Медные сплавы – металлические сплавы, кроме нерафинированной меди, в которых медь превосходит по массе любой другой элемент при условии, что:
i) содержание по массе, по крайней мере, одного из других элементов превосходит предел, указанный в вышеприведенной таблице; или
ii) общее содержание других элементов превышает 2,5 мас.%.
в) Лигатуры – сплавы, содержащие среди других элементов более 10 мас.% меди, не пригодные для деформирования в холодном состоянии и используемые, в основном, в качестве добавок при производстве других сплавов или в качестве раскислителей, десульфураторов или для других аналогичных целей в металлургии цветных металлов.
Однако фосфид меди (фосфористая медь), содержащий более 15 мас.% фосфора, включается в товарную позицию 2848.
г) Прутки – катаные, прессованные, тянутые или кованые изделия, не свернутые в бухты и имеющие постоянное по всей длине сплошное поперечное сечение в форме кругов, овалов, прямоугольников (включая квадраты), равносторонних треугольников или правильных выпуклых многоугольников (включая "сплющенные круги" и "видоизмененные прямоугольники", две противоположные стороны которых представляют собой выпуклые дуги, а две другие – прямолинейные, равные по длине и параллельные). Изделия с прямоугольным (включая квадратное), треугольным или многоугольным поперечным сечением могут иметь углы, скругленные по всей длине изделия. Толщина таких изделий, имеющих прямоугольное (включая "видоизмененное прямоугольное") поперечное сечение, превышает 0,1 их ширины. Данный термин также относится к литым или спеченным изделиям тех же форм и размеров, подвергнутым обработке после изготовления (кроме просто обрезки кромок или удаления окалины), при условии, что они при этом не приобрели отличительных признаков, характерных для изделий других товарных позиций.
Заготовки для производства проволоки и прокатки, концы которых сведены на конус или обработаны каким-либо иным способом для облегчения их ввода в агрегат для дальнейшей обработки, например, для волочения проволоки (заготовка для проволоки) или для производства труб, относятся, однако, к необработанной меди, включаемой в товарную позицию 7403.
д) Профили – катаные, прессованные, тянутые, кованые или формованные изделия, свернутые или не свернутые в бухты и имеющие постоянное по всей длине сплошное поперечное сечение и не соответствующие определениям прутков, проволоки, плит, листов, полос или лент, фольги, труб или трубок. Данный термин также относится к литым или спеченным изделиям той же формы, подвергнутым обработке после изготовления (кроме просто обрезки кромок или удаления окалины), при условии, что они при этом не приобрели отличительных признаков, характерных для изделий других товарных позиций.
е) Проволока – катаные, прессованные или тянутые изделия в бухтах и имеющие постоянное по всей длине сплошное поперечное сечение в форме кругов, овалов, прямоугольников (включая квадраты), равносторонних треугольников или правильных выпуклых многоугольников (включая "сплющенные круги" и "видоизмененные прямоугольники", две противоположные стороны которых представляют собой выпуклые дуги, а две другие стороны – прямолинейные, равные по длине и параллельные). Изделия с прямоугольным (включая квадратное), треугольным или многоугольным поперечным сечением могут иметь углы, скругленные по всей длине изделия. Толщина таких изделий, имеющих прямоугольное (включая "видоизмененное прямоугольное") поперечное сечение, превышает 0,1 их ширины.
Однако в товарной позиции 7414 термин "проволока" означает только изделия, свернутые или не свернутые в бухты, и с любой формой поперечного сечения, размер которого не превышает 6 мм.
ж) Плиты, листы, полосы или ленты и фольга – плоские изделия (кроме необработанных изделий, включаемых в товарную позицию 7403), свернутые или не свернутые в рулоны и имеющие сплошное прямоугольное (кроме квадратного) поперечное сечение, со скругленными или нескругленными углами (включая "видоизмененные прямоугольники", две противоположные стороны которых представляют собой выпуклые дуги, а две другие – прямолинейные, равные по длине и параллельные), с постоянной толщиной, имеющие:
– прямоугольную (включая квадратную) форму с толщиной, не превышающей 0,1 ширины;
– форму, отличную от прямоугольной или квадратной, любого размера при условии, что они при этом не приобрели отличительных признаков, характерных для изделий, включаемых в другие товарные позиции.
В товарные позиции 7409 и 7410 включаются, inter alia, плиты, листы, полосы или ленты и фольга, имеющие рельефную поверхность (например, борозды, выступы, клетки, ромбы), а также изделия, перфорированные, гофрированные, полированные или имеющие покрытие, при условии, что при этом они не приобрели отличительных признаков, характерных для изделий других товарных позиций.
з) Трубы и трубки – полые изделия, свернутые или не свернутые в бухты и имеющие постоянное поперечное сечение только с одной замкнутой полостью по всей длине изделия в форме кругов, овалов, прямоугольников (включая квадраты), равносторонних треугольников или правильных выпуклых многоугольников и имеющие постоянную толщину стенки. Изделия с поперечным сечением в форме прямоугольника (включая квадрат), равностороннего треугольника или правильного выпуклого многоугольника со скругленными углами по всей их длине также должны относиться к трубам и трубкам при условии, что их внутреннее и наружное поперечные сечения концентричны и имеют одну и ту же форму и ориентацию. Трубы и трубки, имеющие вышеуказанные поперечные сечения, могут быть полированы, иметь покрытие, изогнуты, снабжены резьбой, просверлены, сужены, расширены, сведены на конус или иметь на концах фланцы, манжеты или кольца.
Примечание к субпозициям:
1. Употребляемые в данной группе термины имеют следующие значения:
a) Сплавы на основе меди и цинка (латуни) – сплавы меди и цинка, содержащие или не содержащие другие элементы. Если другие элементы присутствуют, то:
– цинк по массе должен превышать каждый из этих других элементов;
– при наличии никеля его содержание не должно превышать 5 мас.% (см. медно-никелево-цинковые сплавы (нейзильберы)); и
– при наличии олова его содержание не должно превышать 3 мас.% (см. медно-оловянные сплавы (бронзы)).
б) Сплавы на основе меди и олова (бронзы) – сплавы меди и олова, содержащие или не содержащие другие элементы. При наличии других элементов содержание по массе олова превосходит содержание по массе каждого из этих элементов, за исключением того случая, когда при содержании олова 3 мас.% или более содержание по массе цинка может превосходить содержание по массе олова, но оно должно составлять менее 10 мас.%.
в) Сплавы на основе меди, никеля и цинка (нейзильберы) – сплавы меди, никеля и цинка, содержащие или не содержащие другие элементы. Содержание никеля при этом составляет 5 мас.% или более (см. медно-цинковые сплавы (латуни)).
г) Сплавы на основе меди и никеля – сплавы меди и никеля, содержащие или не содержащие другие элементы, но в любом случае с содержанием не более 1 мас.% цинка. При наличии других элементов содержание по массе никеля превосходит содержание по массе каждого из этих элементов.
2. Источники питания электрической дуги на переменном токе и их характеристики. Режимы ручной дуговой сварки.
Дуговая сварка изделий большой толщины в щелевую разделку получила название дуговой сварки неподвижным плавящимся электродом (ДС НПЭ). Горизонтальная схема способа ДС НПЭ представлена на рис. 1. Такая схема сварки обладает высокой производительностью (0,5—1,2 см/с) и позволяет за один проход сваривать изделие толщиной до 45 мм.
На используемом пластинчатом электроде имеется диэлектрическое покрытие, которое занимает определенный объем и выгорает в процессе сварки. Поэтому для заполнения всего сварного шва металлом пластинчатый электрод должен быть выше, чем толщина свариваемого изделия. Превышение dB электрода над частями изделия из геометрических соображений может быть рассчитано соотношением
Величина превышения может достигать 15—20 мм, а источник питания для сварки должен обладать характеристиками, обеспечивающими возможность оплавления всего пластинчатого электрода.
Известно, что выбор вида характеристики источника для любого процесса сварки определяется условиями энергетической устойчивости дуги. Наиважнейшим для выбора вида характеристики параметром оказывается статическая ВАХ разряда. Получить экспериментальные данные о ВАХ характеристике процесса ДС НПЭ в условиях сварки оказалось трудно выполнимой задачей, так как дуга не является пространственно устойчивой и длина дуги постоянно изменяется. Поэтому выбор вида характеристики источника на начальном этапе проводился экспериментально.
Использование источников с традиционно известными характеристиками показало следующее:
жесткие по напряжению характеристики источника оказались непригодными для сварки по горизонтальной схеме изделий большой толщины, так как с использованием таких характеристик удалось получить качественные сварные соединения для толщин до 10 мм;
крутопадающие (штыковые) характеристики или жесткие по току оказались полностью непригодны, так как не обеспечивали энергетическую устойчивость процесса. Как правило, сварка на таких характеристиках заканчивалась коротким замыканием электрода и частей изделия вблизи корня шва;
полого падающие характеристики источника оказались пригодными для качественной сварки по горизонтальной схеме изделий толщиной до 15 мм, на повышенных сварочных токах — до 20 мм, но при этом отмечалось повышенное разбрызгивание, связанные с ним плохое формирование сварочного валика и подрезы, вызванные нехваткой металла.
Для этого была выполнена скоростная киносъемка процесса. Оказалось, что при сварке движение дуги по фронту плавления электрода носит практически непрерывный периодический характер и отличается значительной неравномерностью. Дуга, существуя между торцом пластинчатого электрода и распределенной сварочной ванной (рис. 3), в процессе сварки перемещается вдоль торца пластинчатого электрода снизу вверх и обратно, постепенно оплавляет весь электрод и выполняет сварку.
На основании экспериментальных и модельных данных было сделано предположение, что упорядоченное периодическое движение дуги должно отражаться на форме оплавления пластинчатого электрода и влиять на процессы, происходящие в сварочной ванне.
Если рассмотреть, к примеру, полого падающую характеристику источника, то изменение длины дуги в системе источник—дуга будет приводить к изменению положения рабочей точки на ВАХ источника, при этом изменяются ток дуги и мощность плавления пластинчатого электрода.
Тогда в процессе движения электрической дуги по каналу форма оплавления пластинчатого электрода будет близка по виду к форме вольтамперной характеристики источника в пределах диапазона сканирования дуги по характеристике источника. Как оказалось, это явление имеет место на практике.

На рис, а представлены форма оплавления при полого падающей характеристике источника и полого падающая характеристика источника; на рис. 5, б — форма оплавления пластинчатого электрода при комбинированной характеристике источника. При средних и больших напряжениях на дуге характеристика жесткая по току или штыковая, при малых напряжениях на дуге — полого падающая или жесткая по напряжению. При этом, если на реальной характеристике источника изменять местоположение перехода штыкового участка в падающий, то на форме оплавления электрода будет также меняться высота излома.
На рис., в представлены форма оплавления пластинчатого электрода при жесткой характеристике источника и жесткая характеристика источника. Следует отметить, что такая форма оплавления электрода была получена при переходе с полого падающей характеристики источника на жесткую. Получить устойчивый процесс сварки на изделиях большой толщины (больше 10 мм) непосредственно на жестких характеристиках — практически неосуществимая задача из-за потери устойчивости горения дуги и ее обрыва.
3. Расшифровать СШЧОХ, P6M5, 00X18H10T, 9XC, P10K5Ф5, 25XH3A, ZЖЩЮ-22, БРОФ6-1,5, БР05Ц5С5, ПОС30
Буквы и цифры в обозначении марок означают: цифра - среднее содержание углерода в десятых долях процента, Х- легированная хромом, В - легированная вольфрамом, Г - легированная марганцем. Количество хрома, вольфрама, марганца в стали определяется ГОСТом.
Р6М5 – сталь р6м5 полоса
00Х18Н10Т - Стали мартенситного класса 0ЗХ18Н10Т
9ХС – Инструментальная легированная сталь ( в том числе штамповая)
Изготовляется согласно ГОСТ 5950-2000.
Стали 9ХС и ХВГ взаимозаменяемы. Сталь 9ХС является заменителем марки 65Г.
Назначение: применяются для изготовления режущего инструмента (метчики, сверла, плашки, развертки, фрезы, протяжки), а также штампового инструмента более ответственного назначения, чем из углеродистых инструментальных сталей.
Свариваемость: инструментальная легированная сталь не применяется для сварных конструкций.
25ХН3А – Сталь инструментальная
При маркировке бронзы отдельные индексы обозначают: Бр – бронза, буквы, указывающие перечень легирующих элементов в нисходящем порядке их содержания, и цифры, соответствующих их усредненному количеству в процентах. Сплавы на основе олова и свинца с добавкой меди называют баббитами. Они имеют значительную стоимость, поэтому их чаще всего заменяют алюминиевыми сплавами.
БР05ОФ6-1,5 – Деформируемые бронзы: БрОФ6,5-0,4 – пружины, барометрические коробки, мембраны, антифрикционные детали.
БР05Ц5С5 – в основном втулки и прутки
ПОС30 –Припой (пруток и проволока). ПОС30 свинцовый
Список использованной литературы
1. Зуев И. В., Трофимов А. Д., Бушма В. О. Дуговая сварка неподвижным плавящимся электродом: Тр. МЭИ. Прогрессивные методы обработки и контроля материалов. 1993. № 679. С. 4—14.
2. Браткова О. Н. Источники питания сварочной дуги. — М.: Высш. шк., 1982. — 182 с.
3. Дуговая сварка неподвижным плавящимся электродом/ Бушма В. О.//Сварочное производство. 1998. № 9. С. 24—28.
4. Брон О. Б., Сушков Л. К. Потоки плазмы в электрической дуге выключающих аппаратов. — Л.: Энергия, 1975. — 213 с.
5. Патент 2069613 России МПК 6 В 23 К 9/173, 9/06. Способ дуговой сварки и источник питания для его осуществления/В. О. Бушма; Опубл. 27.11.96; Вып. 33.


Другие работы по теме: