Способ выплавки медно-кадмиевой лигатуры

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам выплавки сплавов и лигатур , содержащих кадмий. Цель изобретения - снижение потерь кадмия и получение лигатуры с содержанием кадмия 15-25 мас.%. Медь вводят в расплав кадмия при начальной его температуре 750°С с повышением температуры в течение 35-50 мин со скоростью 6-7°С/мин, вращая трубки со скоростью 175-250 об/мин. За счет гидродинамического эффекта обеспечивается однородное распределение компонентов в расплаве, а счет регламентации температуры и длительности введения меди снижается угар кадмия в 2-3 раза. 1 табл. Ф V)

CCNO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕОНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (g1)g С 22 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4622486/02 (22) 20.12.88 (46) 07.04.91. Вюл, Р 13 (71) Уральский политехнический институт им. С.М,Кирова и КаменскУральский завод по обработке цветных металлов (72) P.К,Иысик, 1О.П.Поручиков, Ж.В.Токарев, В.В.Давыцов, А.И.Скрыпьников,. В.Н.Руднев и С.Н.Чухланцев (53) 669.3.5.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 836178, кл. С 22 С 1/02, 1979. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ИЕДИО-КАД 1ИЕВйй

ЛИГАТУРЫ (57) Изобретение относится к метапИзобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам выплавки сплавов и лигатур, содержащих кадмнй.

В электротехнической промышленности, реактивной технике и других областях народного хозяйства применяют сплав меди с кадмием Бр-Кд-1, содержащий 0,9-1,2Х кадмия, Этот сплав на предприятиях обработки цветных металлов получают плавкой в индукционных печах путем ввода кусков чистого кадмия в расплавленную медь без использования промежуточного сплава (лигатуры), что приводит к значительному угару кадмия, стоимость которого высока и превышает стоимость меди в 10 раз.

Цель изобретения — снижение потерь кадмия и получение лигатуры медь„„Я0„„164О189 .

2 лургии цветных металлов, в частности к способам выплавки сплавов и лигатур, содержащих кадмий, Цель изобретения — снижение потерь кадмия и получен" е лигатуры с содержанием кадмия 15-25 мас. Г1едь вводят в расплав кадмия при начальной его темпео ратуре 750 С с повышением температуры в течение 35-50 мин со скоростью о

6-7 С/мин, вращая трубки со скоростью 175 — 250 n6/мин. 3а счет гидродинамического эффекта обеспечивается однородное распределение компонентов в расплаве, а à счет регламентации температуры и длительности введения меди с нижа ется угар кад па я в 2-3 р аза. 1 та бл. кадмий с содержа ни ем кад ася 1 525 мас. 7.

Расплавляют кадмий и расплав пав ,гревают до температуры, составляющей

0,978-0,991 от температуры его кипения, затем повышают температуру расплава в течение 35-50 мпн со скоростью 6-7 С/мин с одновременным введением меди в расплав в виде трубок, которым придают вращательное движение со скоростью 175-250 об/ а и.

Основной причиной значительного угара кадмия при введении в расплав .меди является высокая упругость его паров и низкая температура кипения (7670(; для чистого кадьп я) .

Для приготовления лигатуры определена температура сплавления двух компонентов (меди и кадиия), которая выше температуры ликвидуса, но! 640189 ниже температуры кипения лигатуры эаданпого состава.

Узкий температурный интервал спланления для состава с 15-25 мас.Ж кадмия накладывает ограничения на процесс ведения плавки и требует строгой регламентации процессов кипения и растворения KoMIl(.íåíòîâ.

Кроме того, важным параметром при выплавке является температурнонременной режим, который определяется скоростью растворения компонентов при одновременном повышений температуры. Наиболее благоприятные условия flpll этом имеют место, если темп подвода вещества для взаимодействия (меди) и отвода реагентов взаимодействующих фаз максимальный.

3ro требование осуществляют на практике путем непрерывной подачи в расплав медных трубок, которые перемещают по оси тигля перпендикулярно поверхности расплава.

Прп вращении пучка трубок, погруженных в расплав, последний двигается в тангенциальном направлении за счет трения с трубкой и одновременно существует его постоянный вертикальный (осевой) поток, и, как следствие этого, насосный эффект по направлению к дну тигля.

Пример. В графитовый тигель индукционной печи загружают металлический кадмий. Общий вес плавки составляет 100 кг. Засыпают флюс в количестве 1-2% от веса шихты. Производят нагрев до 750 С, что составляо ет 0,978 температуры кипения кадмия (76 7 С) . Затем начинают вводить медь в виде пучка трубок диаметром

20 мм перпендикулярно поверхности расплава. При этом пучок трубок вращается со скоростью 250100 об/мин.

Подъем температуры расплава осуо ществляют со скоростью 6-7 С/мин. Температура сплава контролируют хромель-алюмелевой термопарой погружения с открьггым спаем, соединенной с потенциометром КСП-4.

Угар кадмия в процессе приготовления лигатур и распределение его по объему определяют путем проведения химического анализа проб в конце плавки, которые отбирают в верхней и нижней частях тигля.

Результаты проведения опытных плавок приведены в таблице.

При приготовлении. лигатуры медь +

+ 15-25 мас,7 кадмия при подъеме температуры расплава от 750ОС со скоростью 6-7 С/мин и числе оборотов пусо ка трубок 250-100 об/мин в течение

35-50 мин обеспечивается равномерное распределение кадмия по всему объему расплава с минимальным угаром.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет, не увеличивая потерь при плавке лигатур, а по сравнению с базовым уменьшить таковые, сократить цикл плавки более, чем в 3 раза, Кроме того, известным способом лигатуры медь + 15-25 мас.% кадмия не выплавляют.

15

25

Способ выплавки медно-кадмиевой лигатуры, включающий загрузку шихты в тигель, ее нагрев и расплавление, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь кадмия и обеспечения получения лигатуры с содержанием кадмия 15-25 мас.7, предварительно расплавляют кадмий и расплав нагревают до температуры, составляющей 0,978-0 991 температуры его кипения, затем повышают температуру расплава в течение 35-50 мин со скоростью 6-7 град/мин с одновременным введением меди в расплав в виду пучка, при этом пучок трубок при погружении вращают с частотой 175-250 об/мин.

40

Фор мул а изобретения

1640189

Скорость п одъема

Распределение ха:гния по обьему слит ка, X.

Ир од опвив т ел ь н о с т ь

Угар кадмия, X

Способ выпилили

Скорость врапения медных трубок, об/мни выл ерв ки, мин

-.емператуо ры, С/мин

20-25

720-740

Известный

Предлагаемый; лигатчра медь+

+ 30 млс. X

0,2-0 ° 3

10-12

60-65 кадмия йигатура медь +

+ 25 мас.X кадка)я

Базовый

Ф о

11ачальная температура рлсплаьл кадмия до начала введения меди составляет 750 С, что соответствует

0,978 температуры кипения. ев

Без учета подготовительных и заключительных операций.

Составитель В.Бадовский

Техред М.Дидык Корректор С.ЧеРни

Редактор И.Дербак.

Заказ 998 Тираж 402 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303$, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãoðoä, ул. Гагарина,101

Температура выдерякн, ОС кадмия 870-840 лигатура медь +

+ 15 млс,X

870-840

870-840

870-840

870-840

870-840 лигатура медь +

4 20 мас.X кадмия 870-840

8 70-840

870-840

8 70-840

8 70-840

8 70-8 4 О

870-840

870-840

8 70-840

8 70-840

650-700

10-12

10-12

10-12

10-1 2

10-12

10-12

10-12

10-12 ! 0-12

10-12

10-12

10-1 2

10-12

10-12

10-12

6

6,5

7

6,5

7

6,5

Общая прод оп в)грел ь%/Ь ность процесса, мин

53

49

38

44

41

38

34

39

37

34

39

90-180

250

250

250

0>! 2

0,12

О, 15

О, 14

0> 14

О, 09

0,09

О ° 1

0,1

О ° 1

0,07

0,05

0 ° 06

0,06

0,07

0,5-1,0

II

13

18

19

22

I5

19

17

22

21

28