Опробование драгоценных металлов в пирометаллургических
Условия обеспечения представительности результатов апробирования расплавов и литых полуфабрикатов. В производствах любых видов продукции из драгоценных металлов и их сплавов стадии приготовления и литья расплавов этих металлов и сплавов являются исходными в формировании химического состава, однородности и всех других показателей качества не только плавленолитых, но и всех последующих полуфабрикатов и изделий. Поэтому к процессам опробования и особенно производства на данных стадиях предъявляются особо высокие требования.
Выбору методов, разработке и исполнению технологических процессов производств, при которых обеспечивается получение высококачественных расплавов и литых полуфабрикатов, а также представительность отбираемых от них проб, посвящены специализированные труды [2, 3], которыми и надлежит руководствоваться, разрабатывая или осуществляя те или иные процессы этих производств.
В данной работе рассматриваются и отмечаются лишь основные положения и условия, на которые следует в первую очередь обращать внимание при подготовке к опробованию и опробовании расплавов и литых полуфабрикатов, чтобы обеспечить представительность отбираемых от них проб на содержание драгоценных металлов. К этим положениям и условиям относятся:
1) правильность выбора и подготовки к применению всех материалов и оборудования, участвующих в процессах приготовления и литья расплавов;
2) составление и расчет шихт с обязательным учетом при этом неравномерности входящих в них компонентов при плавке и литье;
3) плавка и литье расплавов методами, обеспечивающими получение расплавов и слитков, однородных по составу компонентов и примесей и свободных от других металлургических дефектов.
При подготовке к плавке необходимо проверить достоверность химического состава и степень чистоты шихтовых и вспомогательных материалов, компактность и габаритность составляющих шихты, степень ее освежения, пропорции составления из материалов различного происхождения, а также точность расчета по выходу годного продукта, содержанию компонентов и примесей с учетом неравномерности их угара.
Рекомендуемые, оптимальные для приготовления расплавов драгоценных металлов и сплавов составы шихт по содержанию составляющих в зависимости от назначения шихты и содержания в расплавах и отливках примесей даны в табл. 2.
При плавке следует наблюдать за порядком загрузки частей шихт в плавильный агрегат и за температурноскоростным режимом приготовления сплава. Именно в конце плавки, после раскисления и перед разливкой, необходимо довести температуру перегрева расплава до 140—200 град, тщательно его механически перемешать и отобрать от него головную огненно-жидкую пробу, наиболее вероятно отвечающую истинному содержанию драгоценных металлов в расплаве. При этом обязательно тщательное механическое перемешивание расплава перед отбором пробы (и перед разливкой), так как даже при плавке в самых совершенных плавильно-литейных агрегатах — индукционных печах без магнитопровода, только под действием конвекционных потоков и электрического поля не достигается тщательное перемешивание расплавов и приведение их к однородному состоянию по составу компонентов и примесей. На это особо обращено внимание в работах [2,3] и показано, что если возлагать надежды лишь на эти факторы, то разнородность расплавов и отливаемых из них слитков по составу компонентов и примесей неизбежна и может достигать во всех трех направлениях весьма существенных величин. Например, для сплава ЗлСрМ 583-80, изготовляемого из первичных металлов, неоднородность его состава в прокатанных полосах даже в пределах одной полосы длиной всего 500 мм достигает в этом случае 40 проб по золоту и 5 проб по серебру.
Причиной такой неоднородности является то, что под действием только конвекционных и индукционных потоков расплавы движутся в плавильном пространстве концентричными, плохо смешивающимися слоями. При обеспечении же необходимого перемешивания перед литьем (а также в процессе литья, если имеется существенное различие в плотностях входящих в сплав компонентов) и применении низкоскоростного литья можно получать слитки сплавов с любым содержанием драгоценных металлов практически однородными в любом направлении по объему и по массе, даже если они имеют ограниченную растворимость одного компонента в другом (Ag—Сu, Аu—Ag—Сu, Аu—Ni, Аu—Pt, Ag—Pt и др.).
Поэтому очень важно после взятия огненно-жидкой пробы для получения слитков высокого качества обеспечить температурно-скоростной режим заполнения изложниц расплавом, соответствующий температурно-скоростному режиму его кристаллизации. Иначе говоря, литье слитков должно быть основано на принципах направленной кристаллизации в изложницы либо в бездонные кристаллизаторы с повышенной высокой охлаждающей способностью, которые позволяют резко сократить объем зон кристаллизации и, следовательно, практически устранить ликвационные явления и неоднородность сплавов по составу.
Температурно-скоростные режимы литья „ основных драгоценных металлов и сплавов, отвечающие условиям принципа направлений кристаллизации и обеспечивающие получение слитков без металлургических дефектов.
Верхние пределы приведенных толщин кристаллизации слитков, учитывающие все их размеры, т. е. толщину (диаметр), ширину и высоту (длину) и одновременно поверхность теплоотвода, а также верхние пределы приведенных коэффициентов скоростей литья, которые обеспечивают соблюдение принципов направленной кристаллизации и получения слитков высокого качества, можно теоретически определить по формулам В. П. Андронова.
Как показали исследования автора, это условие обеспечивается при конечной температуре прокалки огнеупора не ниже температуры расплава, с которым он соприкасается. Иначе неизбежно выделение остаточных летучих составляющих в расплав и его газонасыщение, причем применительно к пробоотборникам на стадии полной готовности к апробированию и розливу в производственные слитки или иные полуфабрикаты. В равной степени это относится и к металлическим приспособлениям, и оборудованию, соприкасающемуся с расплавами, например изложницам-пробнидам, изложницам и кристаллизаторам для отливки производственных слитков и т. п. Более того, прокаленные даже самым тщательным образом пробоотборные и другие огнеупорные приспособления подвержены повторному влаго- и газонасыщению из окружающей среды, если их температура не выше температуры окружающей среды. Поэтому после прокалки все огнеупорные приспособления необходимо хранить до момента использования при температуре хотя бы на 10—20° С выше температуры окружающей среды, а если для такого хранения нет условий, перед применением их следует повторно прокалить. Чтобы не захолаживать расплавы, пробоотборники надо вводить в них в нагретом до их температур состоянии. Пробоотборники должны соответствовать: по емкости — объемам огненно-жидких проб и емкостям плавильных тиглей, для чего рекомендуется пользоваться данными.
Читайте далее:, Опробование драгоценных металлов в пластически деформированных материалах....