Презентация на тему "Металлургия вторичного алюминия"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Металлургия вторичного алюминия

  Металлургические технологии Лекция 7

• 
  Слайд 2
  

  2000 год выпуск алюминия из отходов и лома 7,5 млн тонн (1,3 млн т – в России) Лидеры: США, Япония, Германия, Великобритания, Франция Прирост в год – 10 %

• 
  Слайд 3

  Причины, стимулирующие развитие вторичной металлургии алюминия

  Увеличение расхода Al на сооружение линий электропередачи(США, Европа, Россия) Увеличение использование вторичного сырья при производстве сплавов Увеличение доли Al деталей в транспортных средствах(дизельный двигатель, кузов => масса : срок службы)

• 
  Слайд 4
  

  Увеличение расхода Al в строительных конструкциях(окна, двери, облицовка фасадов и внутренних частей здания) Увеличение доли Al в производстве упаковочных материалов(банки, фольга) Рост производства товаров народного потребления (посуда, бытовая техника, радиоаппаратура, компьютеры)

• 
  Слайд 5
  

  Банки для напитков- стабильный, выгодный, значительный источник сырья для вторичной металлургии-изготавливаются из деформируемых сплавов состава, %:0,3 Si – 0,4 Cu – 2,0 Mg – 0,25 Zn – 0,04 Pb – 0,7Fe – 1,5 Mn – 0,1 Cr – 0,08 Ti – 0,04 Sn – 0,12 примеси – остальное AlВозврат на переработку ~ 60% (до 80%) (без России)

• 
  Слайд 6

  Потребление и возврат в виде лома Al в развитых странах (без России)

• 
  Слайд 7
  

  Термины и определения (по ГОСТ «Лом и отходы цветных металлов и сплавов» )

  Отходы производства и потребления полуфабрикатов из Al и его сплавов являются металлургическим сырьем и рассматриваются как вторичные материальные ресурсы Вторичные ресурсы – весь объем отходов, образующихся в сфере материального производства и в непроизводственной сфере. Вовлекаются в оборот непосредственно в местах их образования и через систему заготовки, поставляющую их в поизводство Потенциальные вторичные ресурсы – весь объем отходов, образующихся в сферах производства и потребления, кроме безвозвратных потерь

• 
  Слайд 8
  

  Отходы производства – остатки сырья, материалов и п/фабрикатов, образующиеся в процессе производства, которые частично или полностью утратили первоначальные потребительские качества и не соответствуют стандартам Отходы потребления – бывшая в эксплуатации готовая продукция, которая в результате физического или морального износа утратила свои потребительские качества и не используется по прямому назначению

• 
  Слайд 9
  

  Отходы производства и потребления Утилизируемые существует технология переработки Неутилизируемые отсутствует технология переработки, переработка экономически невыгодна

• 
  Слайд 10
  

  Вторичная цветная металлургия – подотрасль цветной металлургии, производящая заготовку и переработку лома и отходов цветной металлургии Лом цветных металлов – пришедшие в негодность или утерявшие эксплуатационную ценность изделия Отходы цветных металлов – отходы при производстве и неисправимый технологический брак

• 
  Слайд 11
  

  Брутто лома и отходов – общая масса лома и отходов с засоренностью Нетто лома и отходов – масса лома и отходов без засоренностью Низкокачественные лом и отходы – не соответствующие требованиям к сортам основных групп

• 
  Слайд 12
  

  Сложный лом – лом соединенных изделий или их частей из 2-х и более цветных металлов или сплавов Кусковой лом – разделанный лом цветных металлов (сплавов), изделия из них, габариты которых не превышают установленных ГОСТом Отвальные отходы – образуются при производстве, дальнейшая переработка которых экономически нецелесообразна

• 
  Слайд 13

  Классификация Al отходов и лома

  Классификация отходов – разделение по физическим, химическим свойствам и качеству Класс – объединяет отходы по физическим признакам Группа - объединяет отходы по химическим признакам Сорт - объединяет отходы по признакам качества

• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15

  По способу использования:

  Текущие отходы – образуются на предприятиях в процессе производства Оборотные – используются на предприятиях, где они образуются Отвальные – переработка существующими методами экономически нецелесообразна Безвозвратные потери – образуются при коррозии, истирании, угаре металла, чистовой механической обработке, несобранные отходы

• 
  Слайд 16

  По физическим признакам:

  Взрывоопасные отходы с взрывчатыми и легковоспламеняющимися веществами(герметически закрытые и полые предметы, заполненные льдом или влагой, а также любые отходы, не прошедшие пиротехнический контроль) Обезвреженные отходы(освобожденные от ядовитых, взрывоопасных и вредных веществ) Габаритные отходы (габариты которых соответствуют требованиям загрузки металлургических печей)

• 
  Слайд 17
  

  Легковесные отходы(с низкой объемной плотностью – фольга и др.) Кусковые отходы(получаемые при литье, прокатке, ковке, штамповке и обрезке) Стружка: а)вьюнообразная (длина витка более 100 мм) б)сыпучая (длина витка менее 100 мм) в)смешанная (низкокачественная – смесь а) и б), содержащая посторонние включения)

• 
  Слайд 18

  Отходы потребления по источникам образования делятся на группы:

  Лом промышленный, транспортный, сельскохозяйственный (машины, оборудование, детали, изделия) Лом военный (самолетный, корабельный, ракетный и др). Лом бытовой

• 
  Слайд 19
  

  Термины и определения (по ГОСТ «Лом и отходы цветных металлов и сплавов» )

  Опробование лома и отходов – отбор и подготовка пробы для определения засоренности, металлургического выхода и химического состава лома и отходов Приделки – детали из других материалов, металлов, сплавов, отличающиеся по химическому составу от Al лома, с которым они соединены механическими конструкционными элементами (болтами, гайками, шпильками и др.)

• 
  Слайд 20
  

  Первичная обработка – сортировка, разделка, пиротехнический контроль, приведение лома и отходов к соответствующим массе и размерам Сортировка – разделение лома и отходов на классы, группы, сорта, марки сплавов

• 
  Слайд 21
  

  Разделка – освобождение основного металла от засоренности, приведение к массе и размерам, удобным для дальнейшей переработки. Подготовительный – сплав, полученный при переплавке низкокачественного лома и отходов и предназначенный для подшихтовки при производстве стандартных сплавов

• 
  Слайд 22

  Подготовка к плавке стружки

  Доля стружки во вторичной металлургии – 40% Перед плавкой определяют: содержание влаги, масла, засора, содержание основного металла (поставщикам сырья оплачивается только стоимость металла) Содержание Al в стружке – 73-90% Потери на угар – 5 % Содержание масла – 3-20% Содержание влаги – 5-20% Содержание Fe(механическая примесь) – 3-10%

• 
  Слайд 23
  

  Нежелательно: Присутствие железа(коррозия при хранении, при плавке растворяется в Al, переходит в сплав) Повышенное содержание пыли и грязи(препятствуют слиянию капель Al, он переходит в шлак, необходимость ввода повышенного количества флюса) Смешивание стружки от сплавов с разным химическим составом(трудно получить сплав по ГОСТ без корректировки химического состава)

• 
  Слайд 24
  

  стружка вьюнообразная сыпучая Пакетирование Дробление Грохочение неметаллические примеси в отвал Сушка Fe в черную металлургию Грохочение хвосты Сортировка неметаллические примеси отвал Отделение Fe магнитной сепарацией мелкий лом, обрезь Плавка

• 
  Слайд 25

  Подготовка к плавке стружки

  Дробление (молотковые дробилки, разрывные устройства СДА-7) Сушка при Т = 400-450 оС (центрифугирование, «Интал»)

• 
  Слайд 26

  Подготовка к плавке съемов

  Съемы – бесформенные глыбы пористого металла, образующиеся при застывании оксидной пленки, удаляемой с поверхности металла перед разливкой На переплавку поступают съемы: - кусковые (богатые) – 45-80% свободного неокисленного металла – сильно окисляются на воздухе, превращаются в порошок - порошковатые (бедные) – 10-20% металла в виде корольков

• 
  Слайд 27
  

  Съемы старые сыпучие Дробление Грохочение Пылевидная фракция Магнитная сепарация Fe – в черную металлургию Съемы свежие кусковые в отвал на плавку

• 
  Слайд 28

  Подготовка к плавке обрези

  Обрезь листовых профилей, труб, прутков, проволоки – 20 % от общей массы перерабатываемого Al и сплавов Листовая обрезь содержит ~10 % засора Плакированная (покрытая слоем чистого Al) обрезь более коррозионноустойчива Обрезь необходимо пакетировать на месте образования

• 
  Слайд 29

  Подготовка к плавке фольги

  Фольга – холоднокатаная лента из чистого Al толщиной 0,003-0,2 мм – ценное металлургическое сырье (выход до 98%) Назначение – упаковочный материал, конденсаторные ленты, экранирование радио- и электронных приборов, термо- и гидроизоляция в строительстве

• 
  Слайд 30
  

  Поступает на переработку: 1. Брак в рулонах или спутанном состоянии 2. Брак изделий 1,2 – сразу на плавку 3. В виде лома (старая упаковка крашеная, гладкая, тисненая) 3 – на пакетирование 4. Кашированная (наклеенная для упрочнения на бумагу, кожу, картон, целлофан) – дробление, обжиг, пакетирование

• 
  Слайд 31

  Подготовка к плавке отходовкабельной продукции

  Кабель бронированный (в Pb, Al оболочке) Кабель небронированный (в резиновой, полимернойоболочке) Проводники тока (в резиновой, полимерной, бумажнойоболочке с примесью битума, смолы)

• 
  Слайд 32
  

  Удаление изоляционной оболочки (разделка, обжиг) Дробление Магнитная сепарация Криогенный метод (при обработки охлаждающими реагентами изоляция, черные металлы, Zn и его сплавы становятся хрупкими. Cu и Al остаются пластичными)

• 
  Слайд 33

  Основные операции подготовки вторичного сырья

  Разделка машинного и моторного лома (вручную автогеном, бензорезами, гильотинными или аллигаторными ножницами, огневой резкой) Дробление – измельчение и разрушение механических связей между Al и не Al элементами Пакетирование – уплотнение некомпактного сырья в пакеты определенной массы, габаритов и плотности

• 
  Слайд 34
  

  Сортировка сырья: - по внешнему виду - по физическим свойствам - по химическим свойствам - в тяжелых жидкостях - рентгенометрическим методом - магнитной сепарацией

• 
  Слайд 35

  Продукция вторичной металлургии алюминия

  Литейные сплавы Деформируемые сплавы Сплавы-раскислители Алюминиевые лигатуры

• 
  Слайд 36

  Алюминиевые сплавы

  Литейные сплавы Al-Si, Al-Cu, Al-Mg характеризуются: Жидкотекучестью Формозапоминаемостью Хорошими механическими, антикоррозионными, жаропрочными свойствами Безграничной комбинацией легирующих элементов

• 
  Слайд 37

  Литейные сплавы

• 
  Слайд 38
  

  Литейные сплавы 1-2 групп (двойные сплавы Al-Siс небольшими добавками Mg) отличаются: высокой коррозионной стойкостью,хорошими литейными свойствами,склонностью к газонасыщению (пористости отливок),низкой жаропрочностью.Механическая прочность повышается термической обработкой.

• 
  Слайд 39

  Литейные сплавы

  Силумины с медью (АК5М, АК5М2, АК4М4, АЛ10В, АЛ14В и др.): Уступают по литейным свойствам, герметичности и коррозионной стойкости Превосходят по прочности, жаропрочности и обрабатываемости резанием

• 
  Слайд 40
  

  Силумины с никелем (АК12ММгН, АК12М2МгН, АК21М2,5Н2,5): эвтектические и заэвтектические силумины отличаются повышенной жаропрочностью и низким коэффициентом термического расширения

• 
  Слайд 41

  Алюминиевые сплавы

  Деформируемые сплавы делятся на: Неупрочняемые термообработкой (технический алюминий, сплавы Al-Mg, Al-Mn) Упрочняемые термообработкой (дуралюмины Al-Cu-Mg, ковочные сплавы Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu, Al-Zn-Mg-Cu)

• 
  Слайд 42

  Деформируемые сплавы из вторсырья

• 
  Слайд 43

  Деформируемые сплавы

  Механические свойства сплавов повышают введением добавок Mn, Ti, Cr, Si, Be Основные характеристики: - хорошая деформируемость в горячем и холодном состоянии - пластичность - свариваемость

• 
  Слайд 44
  

  Дуралюмины: Низколегированные (Д18, В65) Среднелегированные (Д1, Д3П) Высоколегированные (Д6, Д16, Д19, ВД17) С повышением легирования прочность сплава растет, удлинение падает.

• 
  Слайд 45

  Сплавы-раскислители

  Назначение – производство стали, металлургия Cr, V, Co и др. Отличаются повышенным содержанием примесей Себестоимость производства высока, производство на предприятиях втормета убыточно Марки сплавов АВ97 (Al-97%, примеси – 3%), АВ92, АВ91, АВ88, АВ86

• 
  Слайд 46

  Алюминиевые лигатуры

  Лигатура – сплав с более высоким содержанием легирующего элемента Лигатуры: Al-Cu, Al-Ni, Al-Si, Al-Ti, Al-Cr, Al-Mn Температуры плавления лигатур намного ниже температур плавления легирующих элементов

• 
  Слайд 47

  Плавка вторичного сырья

  Печи: пламенные отражательные, шахтные, короткобарабанные вращающиеся, электрические (индукционные, канальные, тигельные) При выборе печи значение имеет: емкость печи величина КПД печи (производительность) стоимость источников энергии размеры ущерба окружающей среде

• 
  Слайд 48
  

  Свойства расплавов: Испарение компонентов сплавов при плавке (Mg, Zn) – не допускать перегрев расплава, интенсивного перемешивания, длительного пребывания металла в печи Окисление алюминиевых сплавов - повышают окисляемость Li, Mg, Zn, Na, мало влияют Pb, Sn, Cu, Mn, Si) Взаимодействие сплавов с газами (пары воды, H2, O2, F, CO, CO2, N2, Cl2) и футеровкой печей(шамотом)

• 
  Слайд 49

  Рафинирование алюминиевых сплавов

  От твердых включений и газов: Отстаиванием Обработка вакуумом Обработка ультразвуком Созданием инертной атмосферы над расплавов Продувкой расплава газами Электрофлюсовым рафинированием Фильтрацией

• 
  Слайд 50
  

  От металлических примесей: Mg, Zn – выдержка расплава при высокой температуре и перемешивании, продувка азотом, хлором, порошком AlCl3, криолитом, дистилляцией Fe – ликвационным способом Fe, Si – применение растворителей (Mg, Zn, Hg, Pb)