Зэс хайлуулах галд тэсвэртэй шийдлүүд | Флэш, индукцийн, босоо зуух

Зэс хайлуулах зориулалтын галд тэсвэртэй материалын шийдлүүд: флэш, индукцийн болон босоо зуухны өндөр үзүүлэлттэй доторлогоо

Зэсийн пирометаллургийн боловсруулалт нь галд тэсвэртэй доторлогоонд өвөрмөц, эвдлэх хүчний нөлөө үзүүлдэг үндсэндээ ялгаатай гурван төрлийн зуухны хийцэд тулгуурладаг. Флэш хайлуулах зуух нарийн ширхэгтэй баяжмалыг агшин зуурын, өндөр экзотерм исэлдүүлэлтээр боловсруулдаг. Цөмгүй индукцийн зуух катодын зэс болон цэвэр хаягдал зэсийг өндөр давтамжийн цахилгаан соронзон индукцээр хайлуулдаг тул соронзон орныг нэвтрүүлэх, цахилгаан дамжуулахгүй галд тэсвэртэй материал шаарддаг. Хийн түлшээр ажилладаг босоо зуух нь хатуу зэсийг доош буух явцад нь эсрэг чиглэлд дээшлэх халуун шаталтын хийтэй харилцан үйлчлүүлэн тасралтгүй хайлуулдаг. Бид бүх зууханд нэг загварын доторлогоо санал болгохын оронд зуухны төрөл бүрийн элэгдлийн механизм, шаар-штейний химийн найрлага, дулааны горимд тохируулсан бүсчилсэн галд тэсвэртэй системийг зохион бүтээж, үйлдвэрлэдэг.

Зэсийн флэш зуухны галд тэсвэртэй материалын инженерчлэл (урвалын босоо ам, суурин зуух ба хий зайлуулах босоо ам)

Зэсийн флэш зуух нь хоорондоо холбогдсон гурван бүсээс бүрдэнэ: урвалын босоо ам, суурин зуух болон хий зайлуулах босоо ам. Бүс бүрд элэгдэл, эвдрэлийн шалтгаан эрс ялгаатай. Олон жилийн ашиглалтын хугацаанд хүрэхийн тулд зуухыг нэгэн төрлийн сав гэж үзэх бус, термодинамик болон химийн хувьд ялгаатай гурван бүс болгон авч үзэх нь чухал.

Флэш хайлуулах зуухны бүсчилсэн бүтцийн зохион байгуулалт

• Урвалын босоо ам: Баяжмал ба хүчилтөрөгчөөр баяжуулсан агаар 1400–1500°C-ээс дээш температурт агшин зуур шатна. Босоо амны дээд хэсгийн доторлогоо маш хүчтэй, хэсэгчилсэн дулааны цацрал болон хийн фазын химийн элэгдлийг тэсвэрлэдэг.
• Суурин зуух: Хайлмал дуслууд ялгарч, хүнд зэсийн штейн ($\text{Cu}_2\text{S}\text{–FeS}$) болон хөвж буй төмөр-силикат шаар ($\text{FeO–SiO}_2$) үүсдэг хэвтээ ванн. Ашиглалтын хугацааг дуусгах доторлогооны элэгдэл гол төлөв штейн ба шаарны идэвхтэй зааг дээрээс эхэлдэг.
• Хий зайлуулах босоо ам ба яндан: Тоос ихтэй, $\text{SO}_2$-оор баялаг хаягдал хийг хаягдал дулааны бойлер руу гаргана. Доторлогоо нь хатуу тоосонцрын хүчтэй элэгдэл болон хүчиллэг хийн сульфиджилтэд өртдөг.
• Штейн ба шаарны юүлэх нүхнүүд: Тогтмол юүлэлтийн үеэр эрчимтэй дулааны мөчлөг, механик саваагаар цэвэрлэх үйлдэл болон өндөр хурдтай хайлмал урсгалын элэгдэлд өртдөг.

Флэш зуухны галд тэсвэртэй материалын бүсчлэл: өндөр хромт урвалын босоо ам, магнези-хромт суурин зуухны штейний түвшин, цутгамал хольцтой хий зайлуулах босоо амыг харуулсан хөндлөн огтлол.

Дулааны ба химийн бүсээр ангилсан флэш зуухны галд тэсвэртэй материалын сонголтын матриц

Шаар-маттегийн зааг: тунгаагуурын матте шугамын зэврэлтийг хугацаанаас өмнө үүсэхээс сэргийлэх нь

Матте шугам буюу хайлсан матте файялит шаарын үетэй нийлэх чухал хэвтээ зааг нь зуухны бүх хэсгээс химийн уусалтад хамгийн их өртдөг. Зуурамтгай чанар багатай, гадаргууг сайн норгодог хайлсан зэсийн матте ($\text{Cu}_2\text{S}\text{–FeS}$) галд тэсвэртэй материалын нээлттэй сүвэрхэг бүтцэд гүн нэвтэрнэ. Ванны түвшин хэлбэлзэхтэй хавсран, энэ заагт исэлдэн-ангижрах химийн нөлөөлөл мөчлөгөөр үйлчилнэ. Энэ чухал өндрийн зурваст ил сүвэрхэг чанар багатай ($\le 14\%$) дахин холбож нэгтгэсэн, хайлуулсан магнези-хромит тоосго хэрэглэх нь зуухыг бүхэлд нь хугацаанаас өмнө зогсоохоос сэргийлнэ.

Тигельгүй индукцийн хайлуулах зуухны галд тэсвэртэй материал (тигель ба ороомгийн хамгаалалт)

Тигельгүй индукцийн хайлуулах үед металлын цэнэгт шууд хүчтэй цахилгаан соронзон хуйларсан гүйдэл үүсгэдэг. Галд тэсвэртэй тигель нь хайлсан зэсийг 1150–1250°C-т барихын зэрэгцээ цахилгаан соронзон орны сулралаас болон ороомогт цахилгаан нум үүсэхээс сэргийлэхийн тулд цахилгаан дамжуулдаггүй, соронзон орныг саадгүй нэвтрүүлдэг байх ёстой.

Өндөр цэвэршилттэй синтержүүлсэн цахиурын нягтруулах масс яагаад салбарын стандарт болсон бэ

Өндөр цэвэршилттэй кварцлаг цахиурын ($\text{SiO}_2 \ge 98.5\%$) хуурай нягтруулах хольц нь тигельгүй зэс хайлуулах индукцийн зуухны жишиг галд тэсвэртэй материал юм. Нарийн ширхэгийн хэмжээтэй микрокристалл кварц болон хяналттай хэмжээгээр нэмсэн борын хүчил / борын оксидын ($\text{B}_2\text{O}_3$) синтержүүлэх идэвхжүүлэгчээр найруулсан энэ материал аажмаар үүсэх гурван давхар бүс бий болгоно: бүрэн синтержсэн, норгодоггүй керамик халуун тал; хагас синтержсэн шилжилтийн бүс; мөн дулааны тэлэлтийг зөөлрүүлж, ан цав тархахаас сэргийлдэг гялтгануур тусгаарлагчийн эсрэг байрлах синтержээгүй мөхлөгт нунтаг дэвсгэр.

Олон давхаргат индукцийн зуухны доторлогооны бүтэц: ороомгийн тусгаарлагчаас ажлын үе хүртэл

• Тигелийн цул ажлын үе: Хайлсан зэсийн ваннд шууд хүрэлцэх, нягт чичиргээгээр нягтруулсан цахиурын масс.
• Хүнд даацын тигелийн ёроол: Хайлмалын гидростатик даралт болон ёроолын хутгалтаас үүсэх элэгдлийг тэсвэрлэх, илүү зузаан нягтруулсан цахиурын ёроол.
• Ороомгийн чигжээс ба тусгаарлагч хаалт: Зэс хоолойг хамгаалах уян флогопит гялтгануур хуудас, керамик ширхэгт хөнжил болон галд тэсвэртэй ороомгийн цемент.
• Усаар хөргөдөг индукцийн ороомог: Өндөр гүйдлийн хувьсах гүйдэл дамжуулдаг, цахилгаан дамжуулах чанар өндөртэй шахмал зэс ороомог.
• Цутгах ирмэг ба хошуу: Металлыг давтан цутгах мөчлөгт зориулсан элэгдэлд тэсвэртэй, ширхэглэг хөнгөн цагааны исэл-шпинелийн цутгамал доторлогоо.
• Дээд цагираг ба цэнэглэх цагираг: Механик аргаар цэнэглэх үед хаягдал материал, катодын цохилтыг тэсвэрлэх, ган ширхэгээр хүчитгэсэн өндөр бат бэх цутгамал доторлогоо.

Индукцийн тигелийн схем: синтержүүлсэн цахиурын нягтруулсан ажлын доторлогоо, гялтгануурын ороомгийн бүрээс, хүчитгэсэн дээд цагираг.

Тасралтгүй зэс хайлуулах зуухны доторлогоо солих мөчлөг ба ашиглалтын хугацааны удирдлага

Хэсэгчилсэн тоосгон доторлогоог сонгомлоор солих шаардлагатай зуухнаас ялгаатай нь индукцийн тигелийг хуулж, доторх ган хэв ашиглан шинээр нэгэн цул болгон нягтруулж доторлоно. Ашиглалтын хугацаа нь хайлмалын температурыг хянах, шаарыг цэвэр байлгах (хаягдал эсвэл цэвэр электролитийн катод ашиглах), мөн анхны синтержүүлэн шатаах хуваарийг мөрдөхөөс хамаарна. Цахиурын ширхэгийн хэмжээг стандартчилж, чийгнээс хамгаалсан савлагаа хэрэглэх нь засварын хугацааг найдвартай, нэг хайлуулалтын тоог таамаглах боломжтой болгоно.

Хийгээр ажилладаг босоо голт зуухны галд тэсвэртэй шийдлүүд (хайлах бүс ба шатаагчийн хошууны блок)

Хийгээр ажилладаг зэсийн босоо голт зууханд зэс катод, утсан бэлдэц болон цэвэр хаягдлыг тасралтгүй хайлуулж, SCR болон Contirod зэрэг тасралтгүй цутгамал савааны шугамыг тэжээнэ. Хатуу түүхий эд босоо цилиндр баганаар доошлохын зэрэгцээ шатсан хий эсрэг чиглэлд дээшилж, өндрийн дагуух огцом температурын болон элэгдлийн градиент үүсгэнэ.

Босоо голын дагуух дулааны градиентын тархалт ба механик элэгдэл

• Дээд цэнэглэх гол: Дунд зэргийн температур (300–600°C), доош бууж буй зэс катодын багцаас үүсэх тасралтгүй хүчтэй цохилт, элэгдэлтэй.
• Голын нарийссан хэсэг ба урьдчилан халаах бүс: Дулааны хурдацтай өсөлт (600–1050°C); өндөр бүтцийн бат бэх, дулааны ховхролд тэсвэртэй байх шаардлагатай.
• Доод хайлах бүс: Шууд дөлний үйлчлэл, эрчимтэй дулааны урсгал болон шингэн зэсийн хальсны үрэлт.
• Шатаагчийн хошууны блок: 1350°C хүртэлх орон нутгийн хэт халалтыг хангадаг, өндөр хурдтай байгалийн хийн шаталтын суваг.
• Зуухны ёроолын сав ба хайлмалын суваг: Хайлмал зэсийг тасралтгүй барих хэсэг; металл залгаас руу нэвчихээс сэргийлэхийн тулд металл нэвчүүлдэггүй галд тэсвэртэй материал шаардлагатай.

Босоо зуухны галд тэсвэртэй материалын бүтэц: шихээ оруулах өндөр хөнгөнцагаантай бүс, цахиурын карбид (SiC) фурмууд, хром-корундын ёроол.

Босоо зуухны бүсчилсэн галд тэсвэртэй материалын матриц: өндөр хөнгөнцагаантай материал, SiC ба хром-корунд

Галд тэсвэртэй материалын инженерийн санал боловсруулахад шаардлагатай техникийн ажиллагааны үзүүлэлтүүд

Хайлуулах үйлдвэрийн оролтын өгөгдлийн шалгах жагсаалт

Зуухны ажиллагаа ба тэжээлийн оролтууд:

Чанар ба шатаалтын үзлэгийн шалгах цэгүүд:

• Зуухны төрөл ба ажиллагааны горим: Флэш хайлуулах зуух (Outokumpu/Inco), голгүй индукцийн тигель зуух (багтаамж тонноор/давтамж) эсвэл хийгээр ажилладаг босоо зуух (хайлуулах хурд т/цаг).
• Түүхий эдийн химийн найрлага ба цэвэршилт: Сульфидын баяжмалын шинжилгээ ($\text{Cu}, \text{Fe}, \text{S}, \text{SiO}_2$), штейний зэргийн зорилтот үзүүлэлт ($\% \text{Cu}$) эсвэл хаягдал металлын хольц.
• Элэгдэл ихтэй бүсийн бүртгэл: Одоогийн ашиглалтын кампанит ажлын хугацаа сараар/хайлуулалтын тоогоор, эвдрэлийн тодорхой механизм (штейний шугамын элэгдэл, ороомгийн цахилгаан нум эсвэл фурмын үйрэл).
• Зуухны CAD их биеийн профиль: Усаар хөргөх бүрхүүлийн хүрэм, шингэн юүлэх нүхний төв шугам болон тоосгоны тэлэлтийн завсрын шалгуурыг харуулсан хэмжээсийн зураг.

Техник, худалдан авалтын түгээмэл асуултууд: Зэс хайлуулах галд тэсвэртэй материал

Металлурги ба хайлуулах үйлдвэрийн галд тэсвэртэй материалын холбогдох шийдлүүд

• Тасралтгүй цутгалтын зэс хэвний хоолой (CuAg & CuCrZr) — Цахилгаан дамжуулалт өндөртэй зэс хэвний хоолой болон хавтан.
• Тасралтгүй цутгах машины (CCM) сэлбэгийн төв — Бэлдэц, блюм болон хавтан цутгах шугамд зориулсан элэгдлийн сэлбэгийн иж бүрэн шийдэл.
• Гангийн шанаганы галд тэсвэртэй доторлогооны шийдэл — Бүсчилсэн MgO-C доторлогоо, ёроолын блок болон үлээлгийн бөглөө.
• Гангийн үйлдвэрийн галд тэсвэртэй материалын иж бүрэн шийдэл — Пирометаллургийн боловсруулалтын сав тоноглолд зориулсан галд тэсвэртэй материалын цогц инженерчлэл.