24.08.2019
Площадочный вибратор является приспособлением, аналогичным электродвигателю, применяемое в роли источника эффективных колебаний....


24.08.2019
На сегодняшний день во всём мире наблюдается максимально экономное использование энергоресурсов, а владельцы недвижимого...


24.08.2019
В процессе обустройства ванной комнаты приходится выбирать большое количество важнейших компонентов, начиная от ванных и унитаза,...


23.08.2019
На сегодняшний день циркониевые коронки считаются уникальной разработкой в сфере протезирования зубов, её пользуются стоматологи...


23.08.2019
Эксплуатационный период любого строения, сохранность всего имущества и создание в нём оптимального микроклимат определяется, в...


23.08.2019
Дабы постройка выглядела массивной и напоминала строения минувших веков, нередко мастера выполняют отделку с помощью руст. Это...


Переработка и использование магниевого лома

17.07.2019

За последние годы произошло расширение сферы применения магниевых сплавов в отечественной промышленности. С увеличением магния возрастает и количество возвратного лома, представляющего собой детали из магниевых сплавов, выработавшие свой ресурс, и отходы, возникающие при обработке изделий и полуфабрикатов.

Переработка магниевого лома заключается в следующем. Лом первого сорта, соответствующий по составу стандартному магниевому сплаву (так называемая прямая шихта), расплавляется в тигельных печах сопротивления и разливается в чушки. Основная часть лома, содержащая приделки из различных цветных и черных металлов, переплавляется в соляной печи и затем подшихтовывается к жидкому магнию-сырцу при приготовлении стандартных сплавов.

В настоящее время в промышленности применяются сплавы двух систем: Mg—Al—Zn—Mn и Mg—Zn—Zr, причем содержание цинка в сплавах этих систем различное и составляет соответственно 0,3—0,8 и 4,0—6,0%,

Статистическая обработка результатов анализов поступающего лома показала, что среднее содержание цинка в 1965 и 1975 гг. составило соответственно 0,9—1,0 и 2,95%. Это привело к трудностям переработки лома поскольку продукцией магниевого завода являются только сплавы с низким содержанием цинка. Высокоцинковистые же сплавы готовят на литейных заводах из шихты: Мг90, лигатуры Mg—Zr и Zn.

Содержание нашей работы заключалось в изучении фактического состава поступающего на магниевый завод лома и выборе наиболее рациональных путей его переработки. Были изучены результаты нескольких сотен анализов магниевого лома. Пробы отбирали от жидкого сплава из тиглей шахтных печей емкостью 1,5 т после расплавления лома в соляной печи, извлечения из печи сплава вакуум-ковшом и слива его в тигель при 700—720° С. В пробах определяли содержание легирующих компонентов (Al, Zn, Mn) и примесей (Cu и Si). В отдельных пробах определяли также содержание Zr, Ce, Nd, La и Be, поскольку эти компоненты за последние годы все чаще входят в состав сплавов.

Результаты обработки данных, приведенные в таблице, свидетельствуют о следующем. Содержание Al колеблется в широких пределах (от 3 до 9% и более), при этом следует отметить, что в 4-ю группу (более 9%) включены и плавки, содержащие 20% Al, что можно объяснить случайным попаданием в переплавку изделий из алюминиевых сплавов. Максимум доли плавок с конкретным содержанием цинка смещается в сторону наибольшего содержаний в сплавах при этом в группах с 3—5% цинка находится около 60% переплавленного лома. Содержание марганца в переплаве не может превысить 0,5%, что объясняется малой растворимостью его при температуре переплава лома и образованием интерметаллических соединений.

Содержание меди и кремния в переплаве лома достаточно велико. Причина попадания меди в лом — наличие бронзовых и латунных приделок в переплавляемых изделиях, кремния — наличие в ломе изделий из алюминиево-кремниевых сплавов.

Кроме того, насыщение жидкого магниевого переплава алюминием и кремнием может происходить за счет их перехода в сплав в результате обменных реакций с материалом футеровки.

Содержание железа в большинстве проб не превышает 0,005%, что объясняется наличием кремния, снижающего растворимость железа в магнии, и образованием интерметаллических соединений железа с различными компонентами сплава, осаждающихся на дно аппарата.

Для выяснения содержания Zr в переплаве было отобрано 10 проб. Содержание циркония в них колебалось в пределах 0,003—0,036 вес. %.

В таблице показана та часть переплавленного лома, которая соответствует стандартным магниевым сплавам (выше утолщенной линии). Из таблицы видно, что в зависимости от содержания Al, Zn, Mn, Cu и Si в сплаве без расшихтовки можно использовать не более 89.2; 98; 100,0; 62,2; 66,5% плавок соответственно. Очевидно, что самое неблагоприятное положение с использованием сплава, содержащего высокое содержание цинка. Кроме того, после переплава в каждой плавке, как правило, содержится повышенное содержание не одного, а нескольких компонентов, что затрудняет ее расшихтовку.

Нами были также рассмотрены и намечены следующие пути переработки и использования сплавов, полученных в результате переплава лома и отходов,

1. Сортировка и раздельная переплавка лома и отходов по системам Mg—Al—Zn—Mn и Mg—Zn—Zr.

2. Использование высокоцинковистого переплава для производства протекторных сплавов технической чистоты с содержанием 2—4% Zn.

3. Очистка сплавов от Cu, Si и Zn.

4. Разработка новых сплавов с повышенным содержанием Zn, Cu и Si для конструкционных целей.

5. Использование вторичных сплавов для десульфурации или модифицирования чугуна.

6. Использование вторичных сплавов при производстве Al-сплавов и Zn-сплавов, содержащих в своем составе магний в качестве легирующего компонента.

Вопрос сбыта сплавов, приготовленных на основе лома и отходов, привел к необходимости начать работы по всем указанным направлениям, кроме первого. Оказалось, что возможность сортировки и раздельной переплавки лома исключена, поскольку поступающие брикеты, доля которых достаточно велика, состоят из стружки различных сплавов.

Выполненные ранее исследования позволяют сказать, что выпуск протекторов из сплава системы Mg—Al—Zn—Mn с содержанием цинка до 4% является наиболее реальным путем применения переплава лома. Вопрос замены сплавов высокой чистоты на сплавы технической чистоты не требует новых технических решений, поэтому сплавы MЛ16, МЛ4, МПУ, использующиеся для протекторов, стали готовить из магния-сырца с под-шихтовкой переплава лома.

Проведенные работы по очистке переплава лома от Si, Cu и Zn с помощью низших хлоридов титана показали возможность очистки переплава от кремния (степень очистки 70—90%) и в какой-то степени от меди. Однако очистка от цинка данным способом оказалась невозможной, поэтому проведенные работы не помогли решить общей задачи перевода сплавов в группу кондиционных.

Выполненные в последние годы работы свидетельствуют о том, что медь из вредной примеси в магниевых сплавах может стать легирующим компонентом, повышая прочностные характеристики сплава. Поэтому совместно с Всесоюзным институтом авиационных материалов и Пермским политехническим институтом были разработаны новые чушковые магниевые сплавы, в состав легирующих компонентов которых вошли медь и кремний. Испытания данного сплава в заводских условиях для литья под давлением дали положительные результаты. Однако процесс создания, опробования и внедрения нового сплава очень длителен, что не позволяет возлагать большие надежды на это направление для решения ближайших задач.

Магний за последние годы достаточно широко начал применяться для десульфурации чугуна. Вероятно, в данном случае роль алюминия и цинка, содержащихся во вторичном сплаве, будет нейтральной, поэтому опробование сплава, на наш взгляд, очень перспективно, при этом следует учитывать, что в черной металлургии развиваются два самостоятельных направления с использованием чушкового и гранулированного магния.

Выли приготовлены и отправлены на испытания чушковые вторичные Гмагниевые сплавы с повышенным содержанием алюминия, цинка, меди и кремния для десульфурации чугуна. Содержание цинка и алюминия в трех опытных партиях составило соответственно, %: Zn — 3,7; 4,7; 5,7; Al — 6,0; 11,0, 17,0. Содержание меди и кремния 0,07 и 0,13%. Испытания показали возможность использования для десульфурации чугуна чушкового вторичного магниевого сплава с содержанием цинка до 6% и алюминия до 12,0%.

Шестое направление также может стать реальным при использовании вторичного магниевого сплава для легирования вторичных алюминиевых и цинковых сплавов. При производстве алюминиево-магниевых сплавов, как показывают расчеты, при замене первичного магния на вторичный сплав максимально возможное повышение содержания примесей составит: в алюминиевых сплавах, содержащих до 10% магния (AЛ27, АЛ22, AЛ8), Zn — 0,5%, Cu и Si — 0,03%; в сплавах, содержащих до 3% магния (АМг2, АМг3), Zn — 0,15%, Cu и Si — 0,009%.

Таким образом, происшедшее в последние годы изменение в структуре потребления магниевых сплавов привело к возникновению некондиционных высокоцинковистых отходов, сбыт которых в виде переплава затруднен. Из рассмотренных путей переработки магниевых лома и отходов наиболее перспективными и близкими для осуществления являются применение вторичных сплавов для десульфурации чугуна, производства протекторных сплавов технической чистоты и создания новых сплавов для конструкционных полей с повышенным содержанием цинка, меди и кремния.


Другие новости по теме:

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна