Флюс для рафінування брухту латуней від домішки кремнію

Корисна модель відноситься до області кольорової металургії, зокрема до флюсів для рафінування сплавів на основі міді, а саме латуней від домішки кремнію. Фахівцям відомо, що при виробництві латуней із вторинної сировини, виникає потреба зниження вмісту кремнію в розплаві, зумовлена тим що в латунях марок Л63, ЛС 59-1, CuZn39Pb3, CuZn40Pb2, кремній є домішкою, нестабільний процентний вміст якої не дозволяє одержати сталі задані механічні властивості за умов використання традиційних режимів відпалу. Особливо актуальною ця проблема є для переробки брухту гільзи, виготовленої з кременистої латуні ЛК 75-0,5 (вміст кремнію 0,5% ваг.). Таким чином, прийнятний вміст кремнію у одержуваних латунях, з огляду на їх подальше використання, не повинен перевищувати 0,01% ваг. З рівня техніки [Ю.П. Купряков Производство тяжёлых цветных металлов из лома и отходов. - Харків; «Основа», 1992г.], відоме використання оксиду кремнію SiO2 як флюсу для рафінування мідних сплавів. Недоліком вказаного флюсу є неможливість його використання для рафінування латуней від домішки кремнію. Задачею запропонованої корисної моделі є створення флюсу для рафінування латуней від домішки кремнію з підвищеною окислювальною здатністю, швидкістю рафінування та селективністю. Поставлена задача вирішується шляхом створення трьохкомпонентного флюсу, що відповідно до корисної моделі складається із мідної окалини (Cu2O) - 32-48,5% ваг., соди кальцинованої (Na2CO3) - 32-40% ваг. та кислоти борної (Н3ВО3) - решта. Перераховані ознаки складають суть корисної моделі і забезпечують досягнення технічного результату прискорення, за допомогою використання запропонованого флюсу, формування шлаку з підвищеним вмістом кремнію за порівняно низьких енергетичних витрат у процесі рафінування латуней. Причинно-наслідковий зв'язок суттєвих ознак корисної моделі та технічного результату полягає в тому, що запропонований кількісний та якісний склад компонентів флюсу забезпечує прискорене відшлаковуванні оксиду кремнію виконуючи одночасно окислюючи та шлакоутворюючі функції. При цьому в процесі плавки кальцинована сода розпадається на окис натрію Na2O та вуглекислий газ, що звіюється. Окис натрію взаємодіє з оксидом кремнію і утворює силіциди та силікати переводячи їх у шлак. Борна кислота при розплавлюванні розпадається на борний ангідрид (В2О2) що у реакції з окисом кремнію утворює борати та борні скла. При цьому окис натрію і борний ангідрид значно знижують температуру плавлення шлаку, переводячи його у рідкий стан, чим забезпечують введення окису міді чи цинку в розплав латуні. Окис міді окислює основні компоненти латуні, при цьому утворюється значний вміст окису у розплаві, що надалі відновлюється кремнієм переводячи останній у окисел SiO2. При введенні процес окислювання кремнію проходить напряму. Запропонований кількісний склад флюсу та його пропорційна кількість по відношенню до кількості розплаву і час витримки дозволяють здійснювати процес рафінування з високою ефективністю за умов порівняно низьких витрат. При цьому експериментальним шляхом встановлено, що ефективним вмістом окису міді (Cu2O) у флюсі є діапазон 32-48,5% ваг. При кількості (Cu2O) у флюсі менше ніж 32% ваг. процес рафінування різко уповільнюється, а при кількості вище 48,5% ваг. цей компонент перестає істотно впливати на процес рафінування. Для кальцинованої соди діапазон вмісту у флюсі становить 32-40% ваг. При кількості цього компоненту нижче 32% ваг, відбувається загусання шлаків, що призводить до гальмування процесу рафінування, а при вмісті кальцинованої соди вище 40% ваг., цей компонент перестає істотно впливати на процес рафінування. Широкий діапазон вмісту борної кислоти у флюсі, що складає решту його маси пояснюється її незначним впливом на процес рафінування з огляду на те, що вказана складова використовується як допоміжна, головним чином для збільшення тягучості флюсу шляхом зниження температури його плавлення. У процесі рафінування використовують флюс наступного складу: мідна окалина (Cu2O) у кількості - 32-48,5% ваг., сода кальцинована (Na2CO3) – 32-40% ваг., борна кислота (Н3ВО3) - решта. Усі компоненти флюсу використовують в вигляді порошку, зберігають окремо в герметичному упакуванні і змішують безпосередньо перед застосуванням. Лабораторним шляхом контролюють вологість кожного з компонентів флюсу, що не повинна перевищувати 1%. До відбивної печі на чисте дзеркало металу завантажують шихту, після розплавлення шихти до неї вводять свіжеприготований флюс для рафінування із розрахунку 100кг. на 1т. латуней. Здійснюють витримку розплаву протягом 30-60 хвилин, перемішують його і зливають з поверхні шлак. Надалі відбирають пробу розплаву на хімічний аналіз. За необхідності, залежно від глибини очистки розплаву від домішки, процес рафінування повторюють. Після закінчення процесу рафінування здійснюють розлив очищеного від домішок розплаву, наприклад, до виливниць для подальшого одержання зливків. Кількісне співвідношення компонентів флюсу підібрано експериментальним шляхом. Ефективність запропонованого способу ілюструє таблиця з характеристиками проведених експериментальних плавок латуні марки ЛК 75-0,5 (вміст кремнію 0,5% ваг.) із використанням запропонованих складів флюсу. Таблиця Найменування компонентів Мідна окалина (Cu2O) Сода кальцинована (Nа2СО3) Кислота борна (Н3ВО3) Залишковий вміст кремнію, % ваг. Склад 1 27 50 23 0,13 Склад 2 32 40 28 0,01 Вміст компонентів у ваг. % Склад Склад Склад Склад 3 4 5 6 48 55 35 37 32 35 25 50 19,5 10 40 13 0,01 0,03 0,16 0,18 Склад 7 30 12 58 0,27 Таким чином, застосовуючи запропонований спосіб, досягають значень кінцевого вмісту домішки кремнію у латунях менше ніж 0,01% ваг., що відповідає вимогам прийнятих нормативів з вмісту кремнію в латунях.