PL87504B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rafinacji bra¬ zów cynowych, cynowo-fosforowych, cynowo-cyn- kowych, cynowo-olowiowych oraz cynowo-cynko- wo-olowiowych od zanieczyszczen niemetalicznych jak rozpuszczone w nich gazy lub zwiazki metali z tlenem i siarka.Wytwarzane w piecach plomiennych lub elek_ trycznych brazy zawierajace jako skladniki stopo¬ we cyne, cynk i olów, szczególnie przy uzyciu do wsadu zlomu i odpadów, posiadaja znaczne ilosci zanieczyszczen niemetalicznych, które w gotowym stopie wystepuja w postaci zwiazków chemicznych, jak tlenki i siarczki lub jako rozpuszczone w me¬ talu gazy, takie jak wodór, dwutlenek siarki i in¬ ne. Obecnosc zanieczyszczen niemetalicznych powo¬ duje powazne obnizenie wlasnosci brazów, co w rezultacie odbija sie na jakosci gotowych wyrobów* Obecnie stosowane sposoby wytwarzania brazów, zawierajacych jako skladniki stopowe cyne, cynk i olów przy uzyciu do wsadu zlomów, opieraja sie na przetapianiu wsadu pod srodkami zabezpie¬ czajacymi przed przedostawaniem sie do kapieli za¬ nieczyszczen niemetalicznych. Takimi srodkami sa wegiel drzewny lub stluczka szklana.Wada tego sposobu wytwarzania jest to, ze pod¬ czas procesu nie nastepuje usuwanie zanieczyszczen niemetalicznych, co przy stosowaniu zlomu we wsa¬ dzie, który moze zawierac duze ilosci wilgoci, sma¬ rów, tlenków .i innych zanieczyszczen, otrzymane stopy nie moga posiadac wysokich wlasnosci. Pod¬ czas produkcji brazów ze wsadów zlomowych do rafinacji od zanieczyszczen niemetalicznych uzywa sie topników ekstrakcyjnych o skladzie 20—60% boraksu (Na2BO7vl0 H20), 20-r-60% weglanu sodu, -5-40% piasku oraz 5H-20 fluorytu. Topniki te za¬ pewniaja usuniecie zanieczyszczen niemetalicznych, Wystepujacych w postaci zwiazków chemicznych je¬ dynie w przypadku wsadu o niewielkim stopniu utlenienia. Dla brazów wytwarzanych przy uzyciu zlomów pokrycia te nie sa w pelni skuteczne, a ich stosowanie wymaga powaznego przedluzenia czasu trwania wytopu. Dodatkowa wada rafinacji za po¬ moca topników jest to, ze sposób ten nie zapewnia usuwania gazów z roztopionego metalu. Proces oczyszczania topionych brazów z zawartych w nich gazów prowadzony jest obecnie przez przedmuchi¬ wanie kapieli gazami obojetnymi, na przyklad azo¬ tem lub dwutlenkiem wegla. Przedmuchiwanie ga¬ zami obojetnymi zapewnia jedynie usuniecie gazów rozpuszczonych w kapieli, ale nie powoduje sku¬ tecznej rafinacji od zanieczyszczen niemetalicznych, wystepujacych w postaci zwiazków chemicznych.Wada przedmuchiwania kapieli gazami obojetnymi jest takze to, ze istnieje mozliwosc wystepowania w nich tlenu, co — powodujac dodatkowe utlenia¬ nie stopu — wplywa na obnizenie jego jakosci.Oczyszczanie gazów obojetnych z tlenu w warun¬ kach przemyslowych jest trudne do wykonania, ze wzgledu na brak odpowiednich rozwiazan technicz- 87 50487 504 3 nych na skale produkcyjna i ekonomicznie uzasa¬ dnione. Podczas wytwarzania brazów zawieraja¬ cych jako skladniki stopowe cyne, cynk lub olów glównie ze wsadów zlomowych w piecach plomien¬ nych i elektrycznych duzych pojemnosci stosowanie przedstawionych sposobów rafinacji od zanieczysz¬ czen niemetalicznych nie jest w pelni skuteczne, ze wzgledu na ich znaczne zawartosci we wsadzie.Celem niniejszego wynalazku jest rafinacja od zanieczyszczen niemetalicznych brazów zawieraja¬ cych cyne, cynk i olów, produkowanych przy udzia¬ le zlomu dla zapewnienia wysokich wlasnosci tych stopów a zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu prowadzenia procesil technologicznego do realizacji tego celu.Zgodnie z wytyczonym zadaniem zagadnienie to zostalo rozwiazane wedlug wynalazku w ten spo¬ sób, ze zanieczyszczenia niemetaliczne z kapieli brazów zawierajacych cyne, cynk i olów wytwa¬ rzanej przy udziale zlomów i odpadów w piecach plomiennych lub elektrycznych duzych pojemnosci, usuwane sa przez pokrycie cieklego stopu topni¬ kiem o skladzie 25-5-55% weglanu sodu, 2-5-6% sa¬ dzy aktywowanej, 4-i-10% chlorku sodu, 15-5-25% weglanu baru, 15-5-25% boraksu oraz 10-5-25% flu¬ orytu w ilosci 0,5-5-3% wagowych wsadu z równo¬ czesnym przedmuchiwaniem kapieli gazem oboje.Przyklad zgodnie z przedmiotem wynalazku wsad zlomowy do produkcji brazu cynowego o skladzie zgodnym z obowiazujacymi normami przetapia sie pod topnikiem, zawierajacym 25-5-55% weglanu so¬ du (Na2Co3), 15-5-25% weglanu baru (BaC03), 15-5- -5-25% boraksu (Na2B407 • 10 H20), 2-5-6% sadzy ak¬ tywowanej, 4-5-10% chlorku sodu i 10-5-25% fluory¬ tu (CaF2) w ilosci 0,5-5-3% wagowych wsadu. Po stopieniu wsadu i wymieszaniu kapieli w tempera¬ turze okolo 1150°C pobiera sie próbki, celem usta- 'enia ilosci zanieczyszczen niemetalicznych a na¬ stepnie po uplynnieniu zuzla przez wprowadzenie nowej porcji topnika przystepuje sie do ich usuwa, nia. Przy zawartosci gazów ocenianej z próby po¬ rowatosci stopu, wynoszacej powyzej 1% oraz ilosci tlenków ocenionej sumarycznie na {kwyzej 1% masy wsadu, usuwa sie przez przedmuchanie ka¬ pieli azotem przez okres 5-5-20 min. Po zakonczeniu przedmuchiwania i odczekaniu przez okres 5-5-15 min. dokonuje sie usuniecia reszty zanieczyszczen niemetalicznych przez wprowadzenie porcjami na dno kapieli szesciochloroetanu (C2C16) w ilosci 0,02-5-1,5%, przy czym ze wzgledu na zachowanie bezpiecznych warunków pracy jednorazowa porcja nie powinna przekraczac 0,03% masy wsadu. Wy¬ konane sposobem wedlug wynalazku brazy posia¬ daja nastepujace wlasnosci mechaniczne: Nazwa stopu braz cynowy CuSnlO \ braz cynowo-fosforowy CuSnPlO braz cynowo-cynkowo-olowio¬ wy CuSn4Zn7Pb6 Wytrzymalosc na irozciaganie Rm ilO MN/m Przetop pod topni¬ kiem bo- raks-we- gflan sodu- -piasek 23,7 22,5 18,6 Sposób topienia wedlug wynalazku ,1 26,0 28,6 Wydluzenie wzgledne A5% Przetop pod topni¬ kiem bo- raks-we- glan sodu- -piasek 3,3 3,4 6,9 Sposób topienia wedlug wynalazku ,3 ,8 ,0 Uzysk procesu % Przetop pod topni¬ kiem bo- raks-we- glan sodu- -piasek 92,3 95,3 94,8 Sposób topienia wedlug wynalazku 97,1 97,4 96,7 tnym w czasie 5-5-20 min., a nastepnie przez wpro¬ wadzenie na dno kapieli szesciochloroetanu (C2C16) w ilosci 0,02-5-1,5% wagowych wsadu. Zgodnie z wynalazkiem zastosowanie topnika z równoczesnym przedmuchiwaniem kapieli azotem w pierwszej fa¬ zie usuwania zanieczyszczen niemetalicznych umo¬ zliwia czesciowa rafinacje stopu od tlenków i ga¬ zów oraz zapobiega ponownej penetracji gazów do roztopionego metalu. Wprowadzenie szesciochloro¬ etanu (C2CI6) do kapieli powoduje jego rozklad oraz reagowanie chloru z pozostalymi zanieczyszczenia¬ mi niemetalicznymi, przy czym wegiel pochodzacy z rozkladu szesciochloroetanu dziala jako kataliza¬ tor. Stosowanie szesciochloroetanu powoduje zarów¬ no rafinacje od zanieczyszczen niemetalicznych, wystepujacych w postaci gazów jak i zwiazków chemicznych oraz umozliwia wprowadzenie chloru w scisle okreslonych, niewielkich ilosciach, co stwa¬ rza bezpieczne warunki pracy. 50 55 65 Jak wynika z przedstawionych przykladowo da¬ nych, sposób rafinacji od zanieczyszczen niemeta¬ licznych brazów zawierajacych cyne, cynk i olów, umozliwia znaczne podwyzszenie wlasnosci tych stopów oraz zwiekszenie uzysku podczas procesu wytwarzania brazów w porównaniu z dotychczas znanymi sposobami produkcji. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób rafinacji brazów zawierajacych cyne, cynk i olów od zanieczyszczen niemetalicznych takich jak rozpuszczone w nich gazy lub zwiazki metali z tlenem i siarka, znamienny tym, ze zanieczyszcze¬ nia niemetaliczne usuwa sie przez pokrycie kapieli topnikiem o skladzie 25-5-55% weglanu sodu, 15-5- -5-25% weglanu baru, 15-5-25% boraksu, 2-5-6% sa¬ dzy aktywowanej, 4-5-10% chlorku sodu i 10-5-25% fluorytu, stanowiacych lacznie 0,5-5-3% masy wsa-87 504 5 <5 du, a nastepnie resztki zanieczyszczen niemetalicz¬ nych usuwa sie przez wprowadzenie na dno kapieli szesciochloroetanu C2CI6 w ilosci 0,02-^-1,5% masy wsadu — przy czym w przypadku gdy w roztopio¬ nym brazie zawartosc gazów oceniana z próby po¬ rowatosci stopu wynosi powyzej 1% kapiel jest przedmuchiwana azotem zanim zostanie wprowa¬ dzony na dno kapieli szesciochloroetan. PL