Спосіб плавки міді та її сплавів

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для плавки меди, латуни, бронзы. Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ плавки медных сплавов [1], основанный на том, что в хорошо разогретую печь загружают медь и после ее расплавления и подогрева до температуры 1150°-1170° раскисляют фосфористой медью в количестве 0,3% от массы меди. Затем добавляют цинк, свинец и олово, расплавляют их и нагревают сплав до заданной температуры. При выдаче сплава из печи его дополнительно раскисляют фосфористой медью для освобождения сплава от окислов и неоднородных частиц. Недостатками известного способа являются загазованность полученного сплава, наличие внутренних и. наружных ужимин, внутренних раковин и свищей из-за присутствия неоднородных и нерастворимых частиц, затраты времени на полное расплавление шихты для введения раскислителя. Изобретение направлено на создание способа плавки меди и ее сплавов, который путем введения в процессе плавки более активного раскислителя в расплав и путем изменения последовательности введения раскислителя и компонентов шихты в расплав обеспечивал бы уменьшение количества инородных включений и пор в годном металле, а также сокращение времени плавки до 1-1,5 час. Для решения указанной задачи в способе, включающем расплавление шихты, содержащей легкоплавкие материалы, и ввод раскислителя, согласно изобретению, после появления зеркала расплава в расплав вводят металлический марганец в качестве раскислителя. При плавке сплавов одновременно вводят остальные шихтовые материалы, плавку ведут до полного расплавления шихты, при этом легкоплавкие материалы вводят после полного расплавления шихты. Благодаря тому, что марганец легко окисляется, на поверхности расплава сразу образуется оксидная пленка, которая выполняет роль флюса и препятствует насыщению расплава газами при перегреве. После введения марганца в расплав начинается взаимодействие его с расплавом, в результате чего происходит перемешивание расплава и находящиеся в нем инородные включения выносятся на поверхность. При наличии большого количества шлака перед внесением возврата шлак необходимо удалить, чтобы не занести его в чистый металл. Предложенный способ плавки меди не требует применения покрывных флюсов, дегазации инертными газами, за счет более длительного перемешивания расплава при взаимодействии марганца с расплавом повышается однородность структуры и уменьшается количество инородных включений, отсутствуют наружные и внутренние ужимины, раковины, свищи. Время плавки сокращается в среднем на 20% благодаря введению раскислителя в начале плавки, при появлении зеркала расплава. Экспериментально установлено, что для различных марок меди, т.е. в зависимости от количества примесей в них, необходимо вводить различное количество металлического марганца. В таблице приведены оптимальные значения количества металлического марганца (в граммах), необходимого для раскисления 100 кг меди соответствующей марки. Пример 1. Плавка латуни типа ЛЦ 16-24. В качестве шихто вых материалов использованы отходы производства латуни состава: медь - 60 кг, дробленый кремний размером 10-15 мм - 3 кг, цинк - 12 кг, возврат -75 кг. В печь загрузили 1/3 возврата (25 кг) и 60 кг меди. При появлении зеркала расплава, т.е. после расплавления примерно 1/3 части шихты, ввели в качестве раскислителя дробленый металлический марганец размером 10-15 мм - 300 г, т.е. 0,2% от массы шихтовы х материалов, и одновременно кремний -3 кг. После расплавления основной массы шихты ввели остальной возврат - 50 кг. Перед внесением возврата шлак удалили, чтобы не занести его в чистый металл. После расплавления возврата при температуре расплава не более 1000°С ввели цинк - 12 кг и довели температуру до 1100°С. Источник подогрева расплава отключили удалили шлаки со стенок печи и зеркала расплава и произвели разливку сплава по назначению. Время плавки составило 1,5 часа. Исследование микроструктуры на нетравленом металлографическом шлифе показало количество инородных включений и пор - менее 1 %. Размеры одиночных включений и пор - до 20mкмм . Пример 2. Плавка меди. В печь загрузили 100 кг меди М0. После появления зеркала расплава в печь ввели дробленый металлический марганец размером не более 10-15 мм. Для плавки меди марки М0 ввели 80 г марганца. Расплавили и подогрели расплав до температуры 1150 -1200°С. После отключения источника подогрева очистили шлаки со стенок печи и зеркала расплава. Расплав подогрели до температуры разливки. Время плавки - 1 час. Исследование микроструктуры показало, что количество инородных включений и пор менее 0,03 %. Размеры одиночных включений и пор - 12mкмм . Пример 3. Плавка бронзы ОЦС. В качестве шихтово го материала использовали медь - 80 кг, олово - 3 кг, цинк -12 кг, свинец - 5 кг. После появления зеркала расплава в печь ввели дробленый металлический марганец размером не более 10-15 мм в количестве 0,2% от веса шихты - 200 г. После полного расплавления меди и нагрева до температуры 1150°С отключили источник подогрева, удалили со стенок печи и зеркала расплава шлаки. При температуре расплава не выше 1000°С ввели легирующие добавки: свинец, олово, цинк. Расплав перегрели до температуры 1150°С. Источник подогрева отключили, собрали шлаки и нагрели расплав до температуры, необходимой для отливки корпуса крана, т.е. до температуры 1200°С. Время плавки - 1 час 20 мин. На металлографическом шлифе инородных включений - менее 0,04. Размеры одиночных включений и пор - до 14mкмм .