Технология производства и потребительские свойства латуней обрабатываемых давлением
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО «Белорусский государственный экономический университет»
Кафедра технологий
важнейших отраслей
промышленности
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: «Технология производства и потребительские свойства латуней обрабатываемых давлением»
Исполнил студент
1 курс, ФМК, гр. ДМВ
Руководитель
Минск 2009
СОДЕРЖАНИЕ
Реферат……………………………………………………………
Введение…………………………………………………………
1. Области применения латуней обрабатываемые
давлением в сфере производства или потребления…………………………………………………
2. Классификационные признаки латуней обрабатываемые
давлением ………………………………………………………….…………………
3. Потребительские свойства латуней обрабатываемые давлением ………….….8
4. Технология производства латуней обрабатываемые
давлением и ее технико-экономическая
оценка…………………………………………………………….
5. Стандарты на латуней обрабатываемые
давлением, нормируемые показатели качества
в соответствии с требованиями нормативно-технической
документации………………………………………………
6. Контроль качества латуней обрабатываемые давлением. Требования
нормативно-технических документов на
правила приемки, хранения, испытания
и эксплуатации товара…………………………………………….......
Заключение……………………………………………………
Список литературы…………………………………
РЕФЕРАТ
Целью курсовой работы является закрепление знаний по технологии и товароведению промышленной продукции и развитие практических навыков самостоятельной работы с нормативно-технической документацией, классификаторами, справочниками, стандартами и другими литературными источниками, определяющими и регламентирующими показатели качества промышленной продукции, технологию ее производства, условия поставки, упаковки, транспортирования и хранения.
Работа содержит: 39 страниц. 7 таблиц.
ЛАТУНИ, ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА, ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА, ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА, КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА, СТАНДАРТЫ, УСЛОВИЯ ТРАНСПОТИРОВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ.
Изучена товарная продукция в виде латуней обрабатываемые давлением, которая используется для изготовления строительного, технического и бытового назначения.
Определены потребительские
Для определения нормируемых
ВВЕДЕНИЕ
Металлы находят широкое применение в современной технике благодаря как химическим, так, в особенности, и физическим их свойствам. Общность физических свойств металлов (высокая электрическая проводимость, теплопроводность, ковкость, пластичность) объясняется общностью строения их кристаллических решеток.
Латуни благодаря своим
качествам нашли широкое
Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их использование должно быть строго обоснованно.
Сплавы меди с цинком
с содержанием цинка до 50% носят
название латунь.
Латунь "60" содержит, например, 60 весовых
частей меди и 40 весовых частей цинка.
Для литья цинка под давлением применяют
сплав, содержащий около 94% цинка, 4% алюминия
и 2% меди. Это дешевые сплавы, обладают
хорошими механическими свойствами, легко
обрабатываются. Латуни благодаря своим
качествам нашли широкое применение в
машиностроении, химической промышленности,
в производстве бытовых товаров. Для придания
латуням особых свойств в них часто добавляют
алюминий, никель, кремний, марганец и
другие металлы. Из латуней изготавливают
трубы для радиаторов автомашин, трубопроводы,
патронные гильзы, памятные медали, а также
части технологических аппаратов для
получения различных веществ.
- ПРИМЕНЕНИЕ ЛАТУНЕЙ ОБРАБАТЫВАЕ
МЫЕ ДАВЛЕНИЕМ В СФЕРЕ ПРОИЗВОДСТВА ИЛИ ПОТРЕБЛЕНИЯ
Латуни благодаря своим
качествам нашли широкое
Сферы применения латуни:
Латуни обладают высокими технологическими
свойствами и применяются в производстве
различных мелких деталей, особенно там,
где требуются хорошая обрабатываемость
и формуемость. Латуни легко поддаются
пластической деформации - основное их
количество идет на изготовление катанных
полуфабрикатов - листов, полос, лент, проволоки
и разных профилей. Из латуни также изготавливают
прутки, трубы, проволоку.
Латунь идеальна для изготовления кованых элементов и форм, требующих сложных витиеватых форм, а также узких или небольших по размерам элементов. Ее использование в ковке вкупе с мастерством мастера позволяет добиваться поистине фантастических орнаментов и воплощать в жизнь любые дизайнерские задумки.
Это дешевые сплавы, обладают хорошими механическими свойствами, легко обрабатываются. Латуни благодаря своим качествам нашли широкое применение в машиностроении, химической промышленности, в производстве бытовых товаров. Для придания латуням особых свойств в них часто добавляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают трубы для радиаторов автомашин, трубопроводы, патронные гильзы, памятные медали, а также части технологических аппаратов для получения различных веществ.
- КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ ЛАТУНЕЙ ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДАВЛЕНИЕМ
По химическому составу различают латуни простые и сложные, а по структуре - однофазные и двухфазные. Простые латуни легируются одним компонентом: цинком.
Однофазные простые латуни имеют высокую пластичность; она наибольшая у латуней с 30-32% цинка (латуни Л70 , Л67). Латуни с более низким содержанием цинка (томпаки и полутомпаки) уступают латуням Л68 и Л70 в пластичности, но превосходят их в электро- и теплопроводности. Они поставляются в прокате и поковках.
Двухфазные простые латуни имеют хорошие ковкость (но главным образом при нагреве) и повышенные литейные свойства и используются не только в виде проката, но и в отливках. Пластичность их ниже чем у однофазных латуней, а прочность и износостойкость выше за счет влияния более твердых частиц второй фазы.
Прочность простых латуней
30-35 кгс/мм^2 при однофазной структуре
и 40-
45 кгс/мм^2 при двухфазной. Прочность однофазной
латуни может быть значительно повышена
холодной пластической деформацией. Эти латуни имеют достаточную
стойкость в атмосфере воды и пара (при
условии снятия напряжений, создаваемых
холодной деформацией).
Когда требуется высокая
пластичность, повышенная теплоотводность
применяют латуни с высоким содержанием
меди (Л06 и Л90). Латуни Л62,
Л60,Л59 с большим содержанием цинка обладают
более высокой прочностью, лучше обрабатываются
резанием, дешевле, но хуже сопротивляются
коррозии.
В соответствии c классификатором ТН ВЭД латуни имеют код 740321000:
Раздел XV – Недрагоценные металлы и изделия из них.
Группа 74 – Медь и изделия из неё.
Позиция 7403 – Медь рафинированная и сплавы необработанные.
Подпозиция – Сплавы медные.
Подсубпозиция 7403210000 – Сплавы на основе меди и цинка (латуни)
Согласно классификатору ОКРБ латуни подразделяют:
Секция D – Продукция, перерабатывающей промышленности.
Подсекция DJ – Основные металлы и готовые металлические изделия.
Раздел 27 – Основные металлы.
Группа 27.4 – Цветные металлы и изделия из них.
Класс 27.44 – Медь и полуфабрикаты из неё.
Категория 27.44.1 – Медь необработанная; медный штейн; цементационная медь.
Подкатегория 27.44.13 – Медь рафинированная и сплавы медные необработанные, лигатуры на основе меди.
Вид 27.44.13.500 – Сплавы медные рафинированные, необработанные.
3. ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА ЛАТУНЕЙ ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ
ДАВЛЕНИЕМ
Латуни – двойные многокомпонентные медные сплавы с основным легирующим элементом – цинком. По сравнению с медью обладает более высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Простые латуни обозначают буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов (А - алюминий, Б - бериллий, Ж - железо, К - кремний, Мц - марганец, Н - никель, О - олово, С - свинец, Ц - цинк, Ф. – фосфор) и через тире после содержания меди указывают содержание легирующих элементов в процентах. Латуни разделяют на литейные и деформируемые. Латуни, за исключением свинцовосодержащих, легко поддаются обработке давлением в холодном и горячем состоянии. Все латуни хорошо паяются твердыми и мягкими припоями.
Латуни - двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк. По сравнению с медью, латуни обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью, литейными свойствами и температурой рекристаллизации. Это наиболее дешевые медные сплавы. Латуни широко применяют в машиностроении и многих отраслях промышленности..
Медно-цинковые сплавы, легированные одним или несколькими элементами, называют специальными латунями. Наименование таких латуней дается по легирующим элементам, например, латунь, содержащую свинец, называют свинцовой. Простые латуни маркируют буквой Л, за которой пишут содержание меди в %. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание вводимых элементов в процентах. В зависимости от способа обработки латуни подразделяют на деформируемые и литейные. Последние могут изготовляться из вторичного сырья (вторичные литейные латуни). Из деформируемых латуней изготовляют листы, ленты, полосы, прутки, трубы, проволоку и поковки; из литейных — фасонные отливки. Основные легирующие элементы в специальных латунях — алюминий, железо, кремний, марганец, мышьяк, никель, олово, свинец. Алюминий, а также никель и олово повышают прочность, коррозионную стойкость латуни на воздухе, в морской атмосфере и морской воде, а также улучшает антифрикционные свойства. Железо измельчает зерно, повышает температуру рекристаллизации и твердость латуни. Кремний повышает прочность, коррозионную стойкость, антифрикционные свойства, а марганец — жаростойкость латуни. Мышьяк предохраняет латунь от обесцинкования в агрессивных пресных водах при комнатной и повышенных температурах. Добавки никеля, мышьяка и железа к алюминиевым латуням повышают их стойкость к щелочам и разбавленным кислотам. Свинец, практически не растворимый в медной основе, располагается в виде дисперсных частиц в объеме зерен и по их границам. Свинец—своеобразная смазка, уменьшающая износ инструмента при обработке резанием латуни. Мелкая, легко отделяющаяся стружка, образующаяся при механической обработке, позволяет получать поверхность обрабатываемых изделий с параметрами низкой шероховатости.
Латуни, за исключением свинцовосодержащих, легко поддаются обработке давлением в горячем и холодном состоянии. Все они хорошо паяются твердыми и мягкими припоями и легче свариваются, чем медь. Следует иметь в виду, что латуни, содержащие более 15% цинка в холоднодеформированном состоянии, в том числе и после обработки резанием, склонны к самопроизвольному коррозионному растрескиванию при хранении, особенно во влажной атмосфере, содержащей сернистые газы или аммиак. Для предохранения от растрескивания латунные полуфабрикаты и изделия подвергают низкотемпературному отжигу (250—300° С), при котором уменьшаются остаточные напряжения, но не снижается их прочность. Латуни, за исключением марки ЛАНКМц 75-2-2,5-0,5-0,5, упрочняют деформационным наклепом. Латунь последней марки —единственный дисперсионно-твердеющий сплав, упрочняемый в результате закалки и старения.
Латунь обладает следующими свойствами:
- хорошая обрабатываемость давлением в горячем и холодном состояниях;
- высокие механические свойства;
- красивый цвет;
- сравнительная дешевизна;
- коррозионная стойкость латуней в атмосферных условиях средняя между стойкостью элементов, образующих сплав, т.е. цинка и меди;
- электропроводность и теплопроводность латуни ниже, чем меди.
Однофазные простые латуни имеют высокую пластичность; она наибольшая у латуней с 30-32% цинка (латуни Л70 , Л67). Латуни с более низким содержанием цинка (томпаки и полутомпаки) уступают латуням Л68 и Л70 в пластичности, но превосходят их в электро- и теплопроводности. Они поставляются в прокате и поковках.
Двухфазные простые латуни имеют хорошие ковкость (но главным образом при нагреве) и повышенные литейные свойства и используются не только в виде проката, но и в отливках. Пластичность их ниже чем у однофазных латуней, а прочность и износостойкость выше за счет влияния более твердых частиц второй фазы.
Прочность простых латуней
30-35 кгс/мм^2 при однофазной структуре
и 40-
45 кгс/мм^2 при двухфазной. Прочность однофазной
латуни может быть значительно повышена
холодной пластической деформацией. Эти латуни имеют достаточную
стойкость в атмосфере воды и пара (при
условии снятия напряжений, создаваемых
холодной деформацией).
Когда требуется высокая
пластичность, повышенная теплоотводность
применяют латуни с высоким содержанием
меди (Л06 и Л90). Латуни Л62,
Л60,Л59 с большим содержанием цинка обладают
более высокой прочностью, лучше обрабатываются
резанием, дешевле, но хуже сопротивляются
коррозии.
Таблица 3.1
Латуни
Марка |
Химический состав |
Назначение | ||||
Cu |
Al |
Pb |
Sn |
другие | ||
Простые латуни | ||||||
Пластичные (однофазные), деформируемые в холодном и горячем состоянии |
||||||
Л96 (томпак) |
95,0–97,0 |
― |
― |
― |
― |
Трубки радиаторные, листы, ленты. |
Л80 (полутомпак) |
79,0–81,0 |
― |
― |
― |
― |
Трубки, лента, проволока. |
Л68 |
67,0–70,0 |
― |
― |
― |
― |
Листы, ленты для глубокой вытяжки. |
Меньшей пластичности (двухфазные), деформируемые в горячем состоянии и литейные. |
||||||
ЛС59–1 |
57,0–60,0 |
― |
0,8–1,9 |
― |
― |
Листы, трубы, литье; хорошая обрабатываемость резанием. |
Сложные латуни | ||||||
Обрабатываемые давлением (однофазные) |
||||||
ЛА 77–2 |
76,0–79,0 |
1,7–2,5 |
― |
― |
― |
Трубы в морском и общем машиностроении |
ЛО70–1 |
69,9–71,0 |
― |
― |
1–1,5 |
― |
Трубы подгревателей |
Литейные (двухфазные) по ГОСТ 17711–72 |
||||||
ЛА 67–2,5 |
66–68 |
2–3 |
<=1,0 |
― |
― |
Отливки в морском и общем машиностроении |
Сложные латуни повышенной прочности и стойкости против коррозии | ||||||
ЛАН 59–3–2 |
57,0–60,0 |
2,5–3,5 |
― |
― |
2–3 Ni |
Трубы, тяжело нагруженные детали в моторо- и судостроении |
ЛАЖ 60–1–1 |
58,0–61,0 |
0,75–1,5 |
<=0,4 |
― |
0,8–1,5 Fe | |
Литейные (двухфазные) по ГОСТ 17711–72 |
||||||
ЛМцЖ 55–3–1 |
53–58 |
― |
<=0,5 |
1,3–4,5 |
0,5–1,5 Fe4–3 Mn |
Массивное литье в судосроении. |
ЛмцОС 58–2–2–2 |
57–60 |
― |
0,5–2,5 |
1,5–2,5 |
1,5–2,5 Mn |
Шестерни, зубчатые колеса |
4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛАТУНЕЙ ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДАВЛЕНИЕМ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
СЫРЬЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ
Для получения меди применяют медные руды, а также отходы меди и ее сплавов. В рудах содержится 1-6% меди.
В рудах медь обычно находится в виде сернистых соединений (медный колчедан или халькопирит CuFeS2, халькозин Cu2S, ковелин CuS), оксидов (куприт Cu2O, тенорит CuO) или гидрокарбонатов (малахит CuCO3 × Cu(OH2), азурит 2CuCO3 × Cu(OH)2).
Пустая порода состоит из пирита FeS, кварца SiO2, карбонатов магния и кальция (MgCO3 и CaCO3), а также из различных силикатов, содержащих Al2O3, CaO, MgO и оксиды железа.
В рудах иногда содержится значительное количество других металлов: цинк, олово, никель, золото, серебро, кремний и другие.
Руда делится на сульфидные, окисленные и смешанные. Сульфидные руды бывают обычно первичного происхождения, а окисленные руды образовались в результате окисления металлов сульфидных руд.
В небольших количествах
ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕДИ.
Известны два способа извлечения меди из руд и концентратов: гидрометаллургический и пирометаллургический.
Первый из них не нашел широкого применения. Его используют при переработке бедных окисленных и самородных руд. Этот способ в отличии от пирометаллургического не позволяет извлечь попутно с медью драгоценные металлы.
Второй способ пригоден для переработки всех руд и особенно эффективен в том случае, когда руды подвергаются обогащению.
Основу этого процесса составляет плавка, при которой расплавленная масса разделяется на два жидких слоя: штейн-сплав сульфидов и шлак-сплав окислов. В плавку поступают либо медная руда, либо обожженные концентраты медных руд. Обжиг концентратов осуществляется с целью снижения содержания серы до оптимальных значений.
Жидкий штейн продувают в конвертерах воздухом для окисления сернистого железа, перевода железа в шлак и выделения черновой меди.
Черновую медь далее подвергают рафинированию – очистке от примесей.
Подготовка руд к плавке.
Большинство медных руд обогащают способом флотации. В результате получают медный концентрат, содержащий 8-35% Cu, 40-50% S, 30-35% Fe и пустую породу, главным образом составляющими которой являются SiO2, Al2O3 и CaO.
Концентраты обычно обжигают в окислительной среде с тем, чтобы удалить около 50% серы и получить обожженный концентрат с содержанием серы, необходимым для получения при плавке достаточно богатого штейна.
Обжиг обеспечивает хорошее смешение всех компонентов шихты и нагрев ее до 550-600 0С и, в конечном итоге, снижение расхода топлива в отражательной печи в два раза. Однако при переплавке обожженной шихты несколько возрастают потери меди в шлаке и унос пыли. Поэтому обычно богатые медные концентраты (25-35% Cu) плавят без обжига, а бедные (8-25% Cu) подвергают обжигу.
Температура обжига концентратов применяют многоподовые печи с механическим перегреванием. Такие печи работают непрерывно.
Выплавка медного штейна
Медный штейн, состоящий в основном из сульфидов меди и железа (Cu2S+FeS=80-90%) и других сульфидов, а также окислов железа, кремния, алюминия и кальция, выплавляют в печах различного типа.
Комплексные руды, содержащие золото, серебро, селен и теллур, целесообразно обогащать так, чтобы в концентрат была переведена не только медь, но и эти металлы. Концентрат переплавляют в штейн в отражательных или электрических печах.
Сернистые, чисто медные руды целесообразно перерабатывать в шахтных печах.
При высоком содержании серы в рудах целесообразно применять так называемый процесс медно-серной плавки в шахтной печи с улавливанием газов и извлечением из них элементарной серы.
В печь загружают медную руду, известняк, кокс и оборотные продукты. Загрузку ведут отдельными порциями сырых материалов и кокса.
В верхних горизонтах шахты создается восстановительная среда, а в нижней части печи – окислительная. Нижние слои шихты плавятся, и она постепенно опускается вниз навстречу потоку горячих газов. Температура у фурм достигается 1500 0С на верху печи она равна примерно 450 0С.
Столь высокая температура отходящих газов необходима для того, чтобы обеспечить возможность из очистки от пыли до начала конденсации паров серы.
В нижней части печи, главным образом у фурм, протекают следующие основные процессы:
а) Сжигание углерода кокса
C + O2 = CO2
б) Сжигание серы сернистого железа
2FeS + 3O2 = 2 FeO + 2SO2
в) Образование силиката железа
2 FeO + SiO2 = (FeO)2 × SiO2
Газы, содержащие CO2, SO2, избыток кислорода и азот, проходят вверх через столб шихты. На этом пути газов происходит теплообмен между шихтой и ними, а также взаимодействие CO2 с углеродом шихты. При высоких температурах CO2 и SO2 восстанавливаются углеродом кокса и при этом образуется окись углерода, сероуглерод и сероокись углерода:
CO2 + C = 2CO
2SO2 + 5C = 4CO + CS2
SO2 + 2C = COS + CO
В верхних горизонтах печи пирит разлагается по реакции:
FeS2 = Fe + S2
При температуре около 1000 0С плавятся наиболее легкоплавкие эвтектики из FeS и Cu2S, в результате чего образуется пористая масса.
В порах этой массы расплавленный поток сульфидов встречается с восходящим потоком горячих газов и при этом протекают химические реакции, важнейшие из которых указаны ниже:
а) образование сульфида меди из закиси меди
2Cu2O + 2FeS + SiO2 = (FeO)2 × SiO2 + 2Cu2S;
б) образование силикатов из окислов железа
3Fe2O3 + FeS + 3,5SiO2 = 3,5(2FeO × SiO2) + SO2;
3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO × SiO2) + SO2;
в) разложение CaCO3 и образование силиката извести
CaCO3 + SiO2 = CaO × SiO2 + CO2;
г) восстановление сернистого газа до элементарной серы
SO2 + C = CO2 + ½ S2
В результате плавки получаются штейн, содержащий 8-15% Cu, шлак состоящий в основном из силикатов железа и извести, колошниковый газ, содержащий S2, COS, H2S, и CO2. Из газа сначала осажают пыль, затем из него извлекают серу (до 80% S)
Чтобы повысить содержание меди в штейне, его подвергают сократительной плавке. Плавку осуществляют в таких же шахтных печах. Штейн загружают кусками размером 30-100 мм вместе с кварцевым флюсом, известняком и коксом. Расход кокса составляет 7-8% от массы шихты. В результате получают обогащенный медью штейн (25-40% Cu) и шлак (0,4-0,8% Cu).
Температура плавления переплавки концентратов, как уже упоминалось, применяют отражательные и электрические печи. Иногда обжиговые печи располагают непосредственно над площадкой отражательных печей с тем, чтобы не охлаждать обожженные концентраты и использовать их тепло.
По мере нагревания шихты в печи протекают следующие реакции восстановления окиси меди и высших оксидов железа:
6CuO + FeS = 3Cu2O + SO2 + FeO;
FeS + 3Fe3O4 + 5SiO2 = 5(2FeO × SiO2) + SO2
В результате реакции образующейся закиси меди Cu2O с FeS получается Cu2S:
Cu2O + FeS = Cu2S + FeO
Сульфиды меди и железа, сплавляясь между собой, образуют первичный штейн, а расплавленные силикаты железа, стекая по поверхности откосов, растворяют другие оксиды и образуют шлак.
Благородные металлы (золото и серебро) плохо растворяются в шлаке и практически почти полностью переходят в штейн.
Штейн отражательной плавки на 80-90% (по массе) состоит из сульфидов меди и железа. Штейн содержит, %: 15-55 меди; 15-50 железа; 20-30 серы; 0,5-1,5 SiO2; 0,5-3,0 Al2O3; 0.5-2.0 (CaO + MgO); около 2% Zn и небольшое количество золота и серебра. Шлак состоит в основном из SiO2, FeO, CaO, Al2O3 и содержит 0,1-0,5 % меди. Извлечение меди и благородных металлов в штейн достигает 96-99 %.
Конвертирование медного штейна
В 1866 г. русский инженер Г. С. Семенников предложил применить конвертер типа бессемеровского для продувки штейна. Продувка штейна снизу воздухом обеспечила получение лишь полусернистой меди (около 79% меди) – так называемого белого штейна. Дальнейшая продувка приводила к затвердеванию меди. В 1880 г. русский инженер предложил конвертер для продувки штейна с боковым дутьем, что и позволило получить черновую медь в конвертерах.
Конвертер делают длиной 6-10, с наружным диаметром 3-4 м. Производительность за одну операцию составляет 80-100 т. Футеруют конвертер магнезитовым кирпичом. Заливку расплавленного штейна и слив продуктов осуществляют через горловину конвертера, расположенной в средней части его корпуса. Через ту же горловину удаляют газы. Фурмы для вдувания воздуха расположены по образующей поверхности конвертера. Число фурм обычно составляет 46-52, а диаметр фурмы – 50мм. Расход воздуха достигает 800 м2/мин. В конвертер заливают штейн и подают кварцевый флюс, содержащий 70-80% SiO2, и обычно некоторое количество золота. Его подают во время плавки, пользуясь пневматической загрузкой через круглое отверстие в торцевой стенке конвертеров, или же загружают через горловину конвертера.
Процесс можно разделить на два периода. Первый период (окисление сульфида железа с получением белого штейна) длится около 6-024 часов в зависимости от содержания меди в штейне. Загрузку кварцевого флюса начинают с начала продувки. По мере накопления шлака его частично удаляют и заливают в конвертер новую порцию исходного штейна, поддерживая определенный уровень штейна в конвертере.
В первом периоде протекают следующие реакции окисления сульфидов:
2FeS + 3O2 = 2FeO + 2SO2 + 930360 Дж
2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2 + 765600 Дж
Пока существует FeS, закись меди не устойчива и превращается в сульфид:
Cu2O + FeS = Cu2S + FeO
Закись железа шлакуется
добавляемым в конвертер
2FeO + SiO2 = (FeO) × SiO2
При недостатке SiO2 закись железа окисляется до магнетита:
6FeO + O2 = 2Fe3O4, который переходит в шлак.