1463

ванне химического состава, всплывание неметаллических частиц

и дегазация ее.

Основным преимуществом такой системы ковшей является то, что во время разливки шлаки почти не попадают в слитки,

задерживаются в ковше.

Для повышения качества стали в отдельных случаях раз- ливочные ковши после наполнения их металлом помещают в

Б последнее время на ряде заводов применяют непрерывную разливку стали. При непрерывной разливке стали получается большой выход годного металла и не требуется парка излож­ ниц. Непрерывную разливку стали производят на машинах вер­ тикального и горизонтального типа. Принципиальная схема вер­ тикальной машины приведена на рис. 12. Жидкая сталь из ковша 1 непрерывной струей поступает в промежуточное устрой­ ство 2. Из промежуточного устройства сталь направляется в кристаллизаторы 3, охлаждаемые водой. В каждый кристалли­ затор перед заливкой стали вставляется затравка, представляю­ щая собой подобие пробки из стали, которая внутри кристалли­ затора задерживает первые порции залитого металла. Залитая

Окончательное формирование слитка и затвердевание его про­ исходит при переходе его через зону вторичного охлаждения 4 водой ниже верхних роликов. Затвердевший слиток направля­ ется к тележкам резаками 6. Опускаясь вместе с тележками, слиток разрезается на заготовки мерной длины и по конвейеру через приемный стол направляется на склад.

Машина для непрерывной разливки стали горизонтального типа представляет собой два замкнутых конвейера, располо­ женных друг над другом. На конвейерах смонтированы чугунные полуформы. При движении конвейеров полуформы соединя­ ются, образуя как бы несколько форм по длине. В такую «фор­ му» сталь непрерывно заливается из ковша через промежуточное разливочное устройство. В формах сталь кристаллизуется и про­ исходит формирование слитка. Слиток из машины, проходя по ‘роликам, направляется к месту резки для получения мерных заготовок.

Строение стального слитка и его дефекты

Залитая в изложницу сталь охлаждается с различной ско­ ростью у стенок изложницы и внутри нее. У стенок изложницы скорость охлаждения стала больше, чем внутри, так как имеет­ ся большой перепад температур: 1540° С и выше (сталь) и 80— 100° С (изложницы). При соприкосновении стали с относитель­ но холодной изложницей образуется большое количество цент­ ров кристаллизации. Вокруг этих центров растут мелкие, рав­ номерные кристаллы, которые образуют наружный слой слитка.

Развитию роста кристаллов препятствует большое количест­ во образовавшихся центров кристаллизации и интенсивное ох­ лаждение стали с поверхности слитка. Вследствие образования первого слоя кристаллов объем металла уменьшается, а из­ ложница, нагреваясь, расширяется. По мере нагревания стенок

перерабатывают гидрометаллургическим способом. Из окислен­ ных руд добывают до 15% меди. Самородной меди из руд полу­ чают до 5%. Руды, содержащие самородную медь, также подвер­ гают обогащению, плавке или гидрометаллургической обработке.

Обогащение руд производят методом флотации. Флотация основана на способности некоторых тонкоизмельченных мине­ ралов, содержащих металл, смачиваться маслом (реагентами) и всплывать на поверхность водяной ванны под влиянием пу­ зырьков пропускаемого через ванну воздуха. Минералы пустой

породы такими свойствами не обладают, они осаждаются на дно ванны и таким образом отделяются от металлической составля­ ющей руды.

Для флотации руду подвергают дроблению и размолу для получения зерна размером до 0,5 мм. Флотацию производят на флотационных машинах (рис. 14), представляющих собой ван­ ны, наполненные водой с добавкой реагента, через дно которых пропускают воздух. В качестве реагентов используются масла, получаемые при перегонке нефти или пихтового масла. Части­ цы руды,'содержащие металл, покрываются тонким слоем мас­ ла и под воздействием воздуха поднимаются вверх и собираются в виде пены, представляющей собой медный концентрат. Пустая порода смачивается водой и осаждается на дно ванны; ее пе­ риодически удаляют. В концентрат переходит 85—90% меди от общего содержания ее в руде. Медные концентраты, получен­ ные флотацией, содержат от 15 до 30% меди.и больше.

Концентрат и многосернистые, богатые по содержанию мед­ ные руды подвергают обжигу. Целью обжига является удале­ ние влаги, окисление части сульфидов, т. е. снижение содержа­ ния серы до необходимых пределов.

Процесс обжига ведут в многоподовых печах шахтного типа или в кипящем слое.

Многоподовые печи (рис. 15) работают по принципу проти­ вотока. Сверху загружают концентрат или руду, снизу подают

ауТ ся о Г ш Ж ^ " н \едГ п '0° ^ Г ” ИЗбЫТ0К “ Р"’ °бРа-

ты. ОбжигТпип1!,аЗЫ Улавливают для производства серной кислоной на ри с^б ^ КИПЯ,ЩеМ СЛ°е производят по схеме, приведенпортером / в п и т а ю т Т Т 3 измельченную руду подают транс-

перемешивается ~ « 1 \?И подаче воздуха порошкообразная руда

ются от пыли и направляются для получения серной кислоты. Температура в камере поддерживается в пределах 600—700° С; при таком режиме в процессе обжига получают окисленное же­ лезо, часть окисленной меди, сульфиды меди и других металлов. Концентраты руды после обогащения и обжига поступают на плавку для получения штейна.

Получение меди переплавом

Получение штейна

Плавку концентратов и руд для получения медного штейна ведут в шахтных или пламенных печах.

Шахтная печь (рис. 17) имеет прямоугольную форму высотой от 1 0 до 11 м, шириной 1,3—1,4 мм. Высота шахты от фурм за­ грузочной площадки 4,5—6 , 0 м. Шахта печи охлаждается водой.

Загрузку шихты, состоящей из руды или концентрата и кок­

са, производят сверху, а воздух для горения топлива через фур­ мы подают в горн печи.

Пламенная печь для плавки медных руд или концентратов (рис. 18) в настоящее время является основным плавильным агрегатом для получения штейна. Пламенные печи имеют длину 28 29, ширину 6,5—9,0 м; площадь пода печей находится в пределах от 170 до 240 м2. Основное преимущество пламенных печей по сравнению с шахтными печами состоит в том, что в них можно использовать низкосортное пылевидное топливо, а так­ же жидкое и газообразное т о п л и в о с высоким содержанием серы.

Во время плавки в печах развиваются температуры порядка 1500—1600° С, а для того чтобы сернистое железо полностью не окислялось, поддерживают слабо окислительную атмосферу. В печи при этих условиях протекают следующие основные реак­ ции (температура 900° С):

Образовавшаяся чистая медь, находясь в расплаве, вступает в соединение с сернистым железом:

FeS 4- Си -> CuS 4 - Fe, Cu20 4 - FeS Cu2S 4 - FeO.

Закись железа соединяется с кремнеземом по реакции 2FeO-j-Si0 2 = 2 Fe0 • ЭЮг и переходит в шлак. В результате протекания этих реакций образуется в жидком виде штейн, со­ держащий 20—50% Си, 20—40% Fe и 22—25% S. Температура

плавления штейна около 1000° С и плотность около 5. Пустая порода руд переходит в шлак, который, имея меньшую плот­ ность по сравнению со штейном, всплывает на поверхность и лег­ ко отделяется от штейна. Полученный медный штейн в жидком виде используется для получения черновой меди.

Получение черновой меди

Полученный штейн перерабатывают на черновую медь в конвертерах. На наших заводах применяют конвертеры гори­ зонтального типа (рис. 19). Перед заливкой штейна через гор­ ловину в конвертер последний поворачивают на такой угол, чтобы не залить фурмы. Затем на залитый штейн загружают кварцевый флюс, необходимый для ошлакования FeO. После загрузки кварцевого флюса подают дутье под давлением 0 ,8 — 1,2 ат и поворачивают конвертер в нормальное положение. Плав­ ку в конвертере ведут в два периода. В первый период серни­ стое железо, содержащееся в штейне, окисляется, образуя закись железа и сернистый ангидрид по реакции

FeS + 3 / 2 0 2 FeO + S02 + Q.

Сернистый ангидрид улетучивается, а закись железа реа­ гирует с кремнеземом флюса по реакции

2 FeO -{- Si02 —>■2 FeO • Si02 -f- Qi*

Эти реакции протекают с выделением тепла, поэтому темпера­ тура расплава не понижается, а повышается.

первого периода конвертер поворачивают и шлак сливают. Пос­ ле того как шлак слит, опять включают дутье, поворачивают конвертер в нормальное положение и производят второй период продувки./

В этот период в конвертере протекает окисление сульфидов меди по реакции

Cu2S -j- 3/ 2 0 2 —>Cu20 -J- S02 -f- Qo.

Окисленная медь в свою очередь взаимодействует с полусернистой медью

2 Cu20 + Cu2S 6 Си + S02 — Q3

и образуется чистая медь. Последняя реакция протекает с по­ глощением тепла, но так как в конвертере имеется некоторый запас тепла от первого периода, при подаче воздуха в заданных пределах эта реакция протекает нормально.