Патент на изобретение №2151823
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КАТОДНАЯ МЕДЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНОГО ПРОКАТА И СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЕЕ КАЧЕСТВА
(57) Реферат: Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве катодной меди и медного проката из меди, в частности на установках непрерывного литья и прокатки. Для производства медного проката переплавкой, литьем и горячей прокаткой литой заготовки берут катодную медь, состоящую, преимущественно, из кристаллов с осью текстуры относительно направления роста осадка <111>, а также кристаллов других текстур с плотной упаковкой плоскостей атомами меди при минимальном содержании кристаллов с осью текстуры <110>. При этом контроль качества катодной меди для производства медного проката проводят по данным кристаллографического анализа с регистрацией количества кристаллов указанных текстур, проводимого известными методами, например дифракционным и/или металлографическим методами: катодную медь, содержащую преимущественное количество кристаллов с осью текстуры относительно направления роста осадка <111>, а также кристаллов других текстур с плотной упаковкой плоскостей атомами меди при минимальном содержании кристаллов с осью текстуры <110> относят к катодной меди с хорошей прокатываемостью, повышается качество медного проката, обеспечивается оперативный контроль качества катодов, 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл. Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при производстве катодной меди и медного проката из меди, в частности на установках непрерывного литья и прокатки. Известны требования Лондонской биржи металлов, стандартов ИСО 431, Великобритании BS – 6017, BS – 6926 к катодной меди марки Cu -CATH -1, ГОСТ 859 -78, /1-4/, ГОСТ 546 к меди марки МООк для производства медной катанки непрерывным литьем и прокаткой, включающие ограничение массовой доли 17 элементов, в том числе серы не более 15 г/т /5/. Прототип. Недостатком медного проката по данным стандартам является отсутствие гарантированной технологичности при горячей прокатке листовой заготовки, возможное появление горячих трещин, приводящее к снижению сортности продукции. В мировой практике отсутствует метод прогноза прокатываемости катодной меди, контроля и управления данным качеством катодов на стадии их производства. Поэтому Лондонская биржа металлов в качестве основного условия регистрации катодной меди ставит успешную проверку ее на прокатных станах 2 – 3 ведущих фирм, что является длительным и дорогим процессом. Известно также, что главной причиной образования горячих трещин является насыщение расплава меди водородом (гидрида Вюрца) с последующим выделением паров воды и образования микропор при кристаллизации меди. /6/. Содержание растворенного водорода или гидрида Вюрца в катодной меди не фиксируется современными методами газового анализа, которые определяют суммарное содержание водорода в осадке в виде твердого раствора, неотмытого электролита и включений органических веществ. Предлагаемое изобретение позволяет достичь технический результат, выраженный в повышении качества медного проката за счет снижения содержания водорода или гидрида Вюрца в катодной меди для производства медного проката и проведения оперативного контроля качества катодов. Технический результат достигается тем, что для производства медного проката переплавкой, литьем и горячей прокаткой литой заготовки берут катодную медь, состоящую, преимущественно, из кристаллов с осью текстуры относительно направления роста осадка <111>, а также кристаллов других текстур с плотной упаковкой плоскостей атомами меди при минимальном содержании кристаллов с осью текстуры <110>. При этом контроль качества катодной меди для производства медного проката проводят по данным кристаллографического анализа с регистрацией количества кристаллов указанных текстур, проводимого известными методами, например, дифракционным и/или металлографическим и/или фотометрическим методами: катодную медь, содержащую преимущественное количество кристаллов с осью текстуры относительно направления роста осадка <111>, а также кристаллов других текстур с плотной упаковкой плоскостей атомами меди при минимальном содержании кристаллов с осью текстуры <110> относят к катодной меди с хорошей прокатываемостью. Сущность изобретения состоит в использовании связи содержания растворенного в катодном осадке водорода и текстуры осадка – ориентации кристаллографических плоскостей относительно направлений роста кристаллов при электроосаждении. Данные, полученные на монокристаллах меди, свидетельствуют об электрохимический неравноценности разных кристаллографических плоскостей и значительном различии на них потенциала нулевого заряда и токов обмена электродных реакций. В частности, для электродной реакции Cu2+ + 2 e —> Cu токи обмена составляют, А/см2: для плоскости (111) – 1,14  10-3;– для плоскости (100) -1,61 10-3;– для плоскости (110) – 2,74 10-3 /7/.
Соответствующее смещение потенциалов разряда ионов меди и гидроксония и вдвое меньшая плотность упаковки атомов меди в процессе разряда ионов и кристаллизации осадка приводят к более значительному разряду и растворению водорода на плоскостях (110) по сравнению с плоскостями (111). Следовательно, степень растворения водорода в катодном осадке при электролизе и прокатываемость меди после ее переплавки без дополнительной дегазации определяется преимущественно текстурой катодного осадка. В векторной системе отсчета координат с точки зрения прокатываемости наилучшими являются текстуры с осями <111>, наихудшей – <110>. Поэтому для оценки качества катодной меди для производства медного проката наряду с данными химического анализа, а также других требований стандартов, дополнительно предлагается использовать результаты кристаллографического анализа текстуры катодной меди: катодную медь, содержащую преимущественное количество кристаллов с осями текстур <111>, а также кристаллов других текстур с плотной упаковкой плоскостей атомами при минимальном содержании кристаллов с осью текстуры <110> относят к катодной меди с хорошей прокатываемостью.
Пример. Данное изобретение проверено при промышленной переработке трех партий катодной меди одного предприятия, соответствующих требованиям ГОСТ 859 для марки МООк и международным стандартам, массой около 300 т каждая на непрерывной плавильно- прокатной установке “Саутвайер” с контролем текстуры катодной меди массовой доли серы в катодах и катанке и выхода медной катанки разных классов по данным токо-вихревого дефектомата “Ферстер”.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Испытания показали, что текстура осадка катодной меди – более существенный фактор, определяющий дефектность катанки, чем массовая доля серы. Преобладание в катодном осадке кристаллов с осью текстуры <111> в партиях 1 и 2 обеспечивает выход катанки 1-2 классов более 90% даже при массовой боле серы в катодах выше предусмотренного ГОСТ 859 для меди марки МООк, а высокое содержание кристаллов с осью текстуры <110> партии 3 не позволило получить катанку 1-2 классов при крайне низкой массовой доле серы в катодах и катанке. Полученные данные свидетельствуют о промышленной применимости, новизне и изобретательском уровне заявляемого технического решения.
Литература1. Стандарт ИСО 431 -81. Профили из рафинированной меди. 2. Стандарт Великобритании BS-6017-1981 с изм. АМД 5725. Рафинированная фасонная сортовая медь. Технические условия. 3. Стандарт Великобритании ВS-6926-1988. Медь электротехнического назначения. 4. ГОСТ 859 -78. Медь. Марки. 5. ГОСТ 546-88. Катоды медные. Технические условия. 6. М. Хансен, К.Андерко. Структуры двойных сплавов, т. II. – М., Металлургиздат, 1962, с.629. 7. Справочник по электрохимии /Под редакцией А.М.Сухотина/, Л., Химия, 1981, с.169в Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 20.04.2004
Извещение опубликовано: 10.01.2005 БИ: 01/2005
|
||||||||||||||||||||||||||
