Мідь і сплави на її основі набули широкого поширення в сучасному машинобудуванні, особливо в таких галузях як енергетика, електроніка, аерокосмічна, кріогенна та атомна техніка.
Використання чистої міді в сфері промисловості обумовлено її високими показниками тепло- і електропровідності. Істотно погіршує експлуатаційні властивості міді наявність в її складі домішок, навіть в мінімальній кількості. Наявність шкідливих домішок навіть в невеликих кількостях істотно погіршує комплекс експлуатаційних властивостей міді. Кисень є основною шкідливою домішкою, а ефективним розкислювачем міді є вуглець.
Відомий спосіб рафінування відходів міді за рахунок послідовного введення рафінуючих флюсів з подальшим видаленням утворюються шлаків. Флюс містить від 25 до 52 вагових відсотків оксиду міді, хімічно пов'язаного з фосфорвмісними сполуками. Основну частину флюсу вводять в шихту на стадії завантаження мідного брухту в тигель печі, і ще 10 - 20% - під дзеркало розплаву після розплавлення близько половини завантаженої шихти.
Рафінування таким способом здійснюється недостатньо якісно. Мідь і сплави на її основі рафінують в процесі індукційної плавки за рахунок рівномірного введення рафінуючих флюсів на основі поліметафосфатов лужних металів з додаванням оксидів міді і подальшого видалення утворюються шлаків. Однак в ході здійснення процесу відбувається відновлення шкідливих домішок із залишків не видалені шлаку і їх зворотна дифузія в розплав.
Існує спосіб виплавки високоякісних марок міді, при якому в якості розкислювача використовується вуглець (деревне вугілля, сажа і т.п.). Подрібнений вуглецевий матеріал завантажується в графітовий тигель печі разом з шихтою. Розкислення відбувається в процесі вакуумної індукційної плавки за рахунок взаємодії розплаву з подрібненим вуглецем і поверхнею тигля.
Ефективність процесу розкислення при цьому залежить від вихідного вмісту кисню в шихті. Стійкість графітового тигля недостатня. Використовуваний порошок графіту всмоктується в вакуумну систему і забруднює масло в вакуумних насосах.
Розроблено також спосіб рафінування розплаву відходів міді в процесі індукційної плавки тигля, при якому на дно тигля встановлюється шайба, виготовлена з щільного графіту і має певну кількість вільно розташованих отворів, поверх якої завантажується шихта. Отвори в рафінуючі графітової шайбі значно (в 2-3 рази) збільшують її реакційну поверхню. Мідь, в рідкому стані в міру розплавлення проходить крізь отвори в шайбі, активно раскисляют і накопичується в нижній частині тигля. Графітова шайба, обігріваючи дзеркало розплаву, в процесі плавлення спливає на поверхню рідкої міді. Це дозволяє забезпечити затвердіння литої заготовки, і виведення усадочних дефектів в його верхню частину, після відключення індуктора. Шайба може використовуватися багаторазово - при виконанні порядку 30-60 плавок. За рахунок того, що шайба виконана з щільного графіту, виключається забруднення вакуумної системи, в порівнянні з раскислением за допомогою подрібненого вуглецевого матеріалу.
Рафінування розплаву міді від кисню за допомогою розробленого способу може виконуватися як в вакуумних, так і у відкритих індукційних печах. Природньо, у другому випадку ефективність рафінування буде набагато меншою. Даний спосіб також був використаний для рафінування розплаву при отриманні високоякісних мідних заготовок методом безперервного лиття.
19/09/2020