расчет шихты. Лекция 10 расчет шихты. Методика. Примеры
 Скачать 43 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ № 10 РАСЧЕТ ШИХТЫ. МЕТОДИКА. ПРИМЕРЫ. В производстве слитков драгоценных металлов и сплавов, а также при приготовлении расплавов для получения отливок ювелирных изделий встречаются следующие варианты составления и расчета шихт: шихты только из металлов (только свежих, свежих и возвратных, или только из возвратных); шихты из металлов и сплавов, металлов и лигатур, а также металлов и сплавов вместе с лигатурами; шихты только из сплавов или только из сплавов и лигатур. Количество свежих первичных металлов и лигатур в шихте ограничивают минимумом, необходимым для получения сплава хорошего качества. Содержание первичных металлов в шихте, как правило, составляет 30…50 % от массы всей шихты. В ювелирном деле используют вариант расчета, который включает и чистые металлы, и лигатуры, и сплавы. Для расчета общего потребного количества шихты Мш при приготовлении расплава для ювелирных отливок пользуются формулой (1).  (1), где Мм.б. - масса модельного блока; ρм.с. – плотность модельного состава; ρспл. – плотность приготовляемого сплава; Мл.в. – масса литниковой воронки. Масса литниковой воронки принимается для всех серебряных и палладиевых сплавов, а также для золотых сплавов 375 пробы – 30 г, для золотых сплавов 500 и 585 пробы – 35 г, для золотых сплавов 750 пробы и выше, а также для всех платиновых сплавов - 40 г. При расчете количества основного драгоценного металла в ювелирном сплаве учитывают пробу получаемого сплава. Расчет в ювелирном деле, как правило, ведут на увеличенную пробу. Для золотых сплавов пробу сплава увеличивают на 1,5…2,0 пробы, для серебряных, палладиевых и платиновых – на 2,0…2,5 пробы. Это связано с тем, что серебряные сплавы в большей степени склонны к окислению, а палладиевые и платиновые готовят в вакууме, где эти металлы в большей степени подвержены испарению. Таким образом, расчет количества как основы сплава, так и каждого элемента Мэ в составе шихты ведут по формуле (2).  (2),где Кэ – содержание элемента в готовом сплаве, %; Уэ – величина угара элемента, %. Чтобы рассчитать необходимую массу компонента шихты Мк пользуются формулой (3).  (3),где Кэ.к. – содержание элемента в шихтовом компоненте, %. Для наглядности результаты расчета шихты представляются в таблице. Таблица 1 – Результаты расчета шихты
Рассмотрим три примера решения задач по расчету шихты. Задача 1. Имеется 150 г мерных слитков золота. Исходя из такого количества, сколько граммов сплава золота 750 пробы можно получить? Ход решения. Расчет шихты для золотого сплава ведем на 752 пробу (см. объяснение выше). Для расчета массы компонента шихты, получаемого из мерных слитков золота, воспользуемся формулой (3). Массу элемента найдем исходя из того, что мерные слитки золота содержат не менее 99,99 % золота. Таким образом, подставляя значения в формулу, получим:  , гМассу шихты, массы шихтовых компонентов, массу литых заготовок и готовых ювелирных изделий измеряют с точностью до Δm = 0,01 г, следовательно, ответ задачи: из 150 г мерных слитков золота можно получить Мспл = 199,45 г сплава 750 пробы. Задача 2. Имеется 150 г лома золотого сплава 500 пробы. Сколько потребуется золотого сплава 750 пробы для получения сплава золота 585 пробы? Ход решения. Расчет шихты для золотого сплава ведем на 587 пробу (см. объяснение выше). Для расчета массы компонента шихты, получаемого из лома золотого сплава 500 пробы и золотого сплава 750 пробы, воспользуемся формулой (3), а также составим систему из двух уравнений.  В первом уравнении складываем компоненты шихты, получая общую массу шихты. Во втором уравнении ведем расчет по массе золота в компонентах шихты и всей шихты в целом. В процессе решения задачи последовательно заполняем таблицу для расчета шихты для сплава золота 585 пробы. Из условия задачи можем внести следующие данные: содержание элементов в шихтовых компонентах, массу лома золотого сплава и массу элементов в ломе золотого сплава. Содержание элементов в ломе золотого сплава 500 пробы составляет: золото – 50,0 %, легирующие элементы – 50,0 %, в золотом сплаве 750 пробы – золото – 75,0 %, легирующие элементы – 75,0 %. Масса лома золотого сплава – 150,00 г. Массы элементов в ломе золотого сплава составляют: золото – 75,00 г и легирующие элементы – 75,00 г. Решая систему из двух уравнений, находим, что потребуется 80,06 г золотого сплава 750 пробы, а общая масса шихты составит 230,06 г. После чего заполняем все незаполненные ячейки таблицы. Результаты расчета шихты для сплава золота 585 пробы приведены в таблице 2. Таблица 2 – Результаты расчета шихты для сплава золота 585 пробы
Задача 3. Рассчитать массу шихты и массы шихтовых компонентов для сплава марки ЗлСрМ 585-80, если известно, что масса восковой елочки равна 32 г, плотность модельного состава 0,92 г/см3. В литейном дворе имеются следующие шихтовые компоненты: 1 – отходы собственного производства – сплав золота марки ЗлСрМ 375-100; 2 – лигатура (необходимо выбрать) а) 70 % Ag и 30 % Cu б) 50 % Ag и 50 % Cu в) 30 % Ag и 70 % Cu 3 – мерные слитки золота 999°. Ход решения. Расчет шихты для золотого сплава ведем на 587 пробу (объяснение выше). Для расчета массы шихты, воспользуемся формулой (1).  Мш = 495,52 г В процессе решения задачи последовательно заполняем таблицу расчета шихты для сплава марки ЗлСрМ 585-80. Из условия задачи можем внести содержание элементов в шихтовых компонентах. Содержание элементов в отходах собственного производства составляет: золото – 37,5 %, серебро – 10,0 %, медь – 52,5 %. Отдельной колонки для содержания примесей не делаем, учитываем примеси в ячейках для меди. Также вносим содержание элементов шихты в составе сплава марки ЗлСрМ 585-80. Расчетное содержание золота в сплаве составляет 58,7 %, серебра – 8,0 %, меди 33,3 %. Рассчитав массу необходимого количества шихты, можем внести массу шихты и сумму масс элементов в шихтовых компонентах. Результаты расчета шихты на данном этапе работы выглядит так, как представлено в таблице 3. Таблица 3 – Промежуточные результаты расчета шихты для сплава марки ЗлСрМ 585-80
На втором этапе расчета составим три системы уравнений, при этом каждая будет состоять из трех уравнений. Такой подход необходим, т.к. в задании необходимо выбрать наиболее подходящую лигатуру, обеспечивающую получение сплава заданного состава и позволяющую использовать не менее 50 % и не более 70 % вторичных шихтовых материалов (см. требования к составу шихты в лекции). Первое уравнение каждой системы учитывает сумму масс компонентов шихты и общую массу шихты. Во втором уравнении ведем расчет по массе золота в компонентах шихты и всей шихты в целом; в третьем – по массе серебра. Как видно, системы уравнений отличаются лишь содержанием серебра в лигатуре, что указано в каждом третьем уравнении.    Решая каждую систему получаем: для первой системы – масса отходов собственного производства составляет М375 = 306,97 г, масса лигатуры – Млиг = 12,78 г, масса мерных слитков золота – М999 = 175,77 г. для второй системы – масса отходов собственного производства составляет М375 = 294,95 г, масса лигатуры – Млиг = 20,29 г, масса мерных слитков золота – М999 = 180,28 г. для третьей системы – масса отходов собственного производства составляет М375 = 248,56 г, масса лигатуры – Млиг = 49,28 г, масса мерных слитков золота – М999 = 197,68 г. Как видно из расчета с любой из предложенных лигатур, а также исходя из имеющихся шихтовых материалов, можно составить шихту заданного химического состава. Отрицательных значений не получено. Следующим этапом будет проверка на соответствие содержания вторичных шихтовых материалов в составе шихты. Так, при использовании лигатуры, содержащей 70 % серебра, необходимо добавить М375 = 306,97 г отходов собственного производства, что составляет примерно с = 62 % от общей массы шихты. При использовании лигатуры, содержащей 50 % серебра, необходимо добавить М375 = 294,95 г отходов собственного производства, что составляет примерно с = 59,5 % от общей массы шихты. При использовании лигатуры, содержащей 30 % серебра, необходимо добавить М375 = 248,56 г отходов собственного производства, что составляет примерно с = 50,1 % от общей массы шихты. Таким образом, подтверждаем, что со всеми данными в задании шихтовыми компонентами можно составить шихту для получения сплава марки ЗлСрМ 585-80. Заполним таблицы расчета шихты для каждого состава. Результаты расчета приведены в таблицах 4, 5 и 6. Таблица 4 – Промежуточные результаты расчета шихты для сплава марки ЗлСрМ 585-80 с использование лигатуры, содержащей 70 % Ag и 30 % Cu
Таблица 5 – Промежуточные результаты расчета шихты для сплава марки ЗлСрМ 585-80 с использование лигатуры, содержащей 50 % Ag и 50 % Cu
Таблица 6 – Промежуточные результаты расчета шихты для сплава марки ЗлСрМ 585-80 с использование лигатуры, содержащей 30 % Ag и 70 % Cu
Важно! При решении заданий придется много округлять получаемые значения. При заполнении ячеек таблицы проверяйте суммы получаемых значений, как в столбцах, так и в строках. Для того, чтобы все результаты сошлись округлять значения придется как в большую, так и в меньшую сторону. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||