Стеклоплавильные сосуды

Таблица 2.

        

      Жаропрочность однофазных платиновых сплавов в ряде случаев оказывается  недостаточной для обеспечения  требуемой эксплуатационной стойкости  изготавливаемых из них изделий. Возможность использования жаропрочных  материалов на основе платины с введенными в них дисперсными тугоплавкими неметаллическими частицами – дисперсноупрочненных композиционных материалов - открыла  новые перспективы в повышении  эксплуатационной стойкости и создании новых конструкций и технологических  процессов выработки волокон  из термопластичных материалов. Важно, что рассмотренные принципы легирования  платиновых сплавов справедливы, с  некоторыми поправками, и для материалов с дисперсным упрочнением.

     Проведенные исследования показали, что тройные  сплавы платины с родием и палладием, содержащие 10 % родия и до 1 % палладия, имеют характеристики жаропрочности  и стеклостойкости, практически не уступающие стандартному сплаву ПлРд10, поэтому использование подобных сплавов в элементах СПА вполне обоснованно и экономически оправданно.

3. Вредные примеси и инородные  включения

 

Вредные примеси  и инородные включения – одна из причин снижения жаропрочности и  разрушения платиновых сплавов при  высоких температурах

     Как уже отмечалось выше, для нормальной эксплуатации СПА важен правильный выбор легирующих элементов. Однако, серьезное влияние на высокотемпературные  свойства платиновых сплавов оказывают  содержащиеся в них примесные  элементы. Вредные примеси и инородные  включения - одна из причин падения  жаропрочности и разрушения платиновых сплавов при высоких температурах и, как следствие, снижение эффективности  использования платиновых металлов.

     Влияние примесей на жаропрочность платиновых сплавов зависит от природы примесных  элементов, от характера их взаимодействия с основными и легирующими  элементами, концентрации и распределения  их в объеме металла.

     По  характеру взаимодействия с основой  все примесные элементы можно  условно разделить на две группы. В первую группу входят Fe, Ni, Cu, Co и др., которые образуют с платиновыми металлами твердые растворы. Во вторую группу можно отнести Ag, Si, Pb, Sn, Sb, Bi, P, S, Se, Te, As, Ba, Zn, Al, и др., которые образуют с металлами платиновой группы легкоплавкие или хрупкие составляющие и потому являются наиболее вредными примесями.

     В условиях промышленного производства в платиновых сплавах контролируется содержание 15 - 18 примесей. Содержание примесных элементов не превышает, как правило, тысячные доли процента. Исключение составляют такие примеси, как железо и медь, содержание которых  может достигать сотых долей  процента. Это обусловлено загрязнением сплавов в процессе обработки  и эксплуатации. Однако, несмотря на малые содержания примесных элементов, в отдельных случаях концентрация рассматриваемых примесей в платиновых сплавах оказывается достаточной  для снижения их жаропрочности и  разрушения в условиях эксплуатации при высоких температурах. Более  того, действие отдельных  примесей может усиливаться в присутствии  других примесей, т.к. в сплавах имеет  место взаимодействие не только примесей с основными легирующими компонентами сплава, но и самих примесных элементов  между собой.

     Установить  влияние на характеристики жаропрочности  каждого примесного элемента в отдельности  весьма трудно. Однако с практической точки зрения очень важно иметь  представление о суммарном влиянии  всех содержащихся примесей на сопротивление  ползучести и разрушению того или  иного платинового сплава.

4. Влияние стекольных расплавов  на ползучесть  и  разрушение платинородиевых  сплавов.

 

     Рассмотрим  влияние стекольных расплавов на ползучесть  и разрушение платинородиевых  сплавов.

     На  рисунке представлены кривые ползучести образцов из сплава платины с 7 % родия  при 1200, 1300 и 1400 °С и начальном напряжении 5 МПа в воздушной среде и расплаве бесщелочного стекла, содержащего SiO₂ - 54,15 %; Al₂O₃ – 14,86 %; CaO – 18,06 %;  MgO – 4,8 %; B₂O₃ – 8 %;  щелочей – до 1 %.

     Из  представленных данных видно, что скорости ползучести образцов на воздухе и  в расплаве бесщелочного стекла практически  одинаковы. Этот факт очень важен, так  как он показывает, что платинородиевый  сплав является относительно инертным по отношению к бесщелочному стеклу, которое не может явиться причиной  разрушения аппаратов из-за коррозии. Аналогичные результаты получены для  сплавов платины с 10 и 15 % родия. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Как указывалось выше, платинородиевые  сплавы практически инертны к  компонентам расплавов оксидов  с высокой теплотой образования  оксидов (Al, Si, Mg, Ca и др). При этом экспериментально установлено, что содержащиеся в  расплавах железо, свинец, мышьяк, сурьма и др., образующие относительно малостойкие  оксиды, могут накапливаться в  составе платинородиевого сплава в  процессе эксплуатации.

     В последнее время, на заводах, производящих стеклянные шарики, в качестве осветляющего элемента стали использовать взамен оксида мышьяка соединения сурьмы. В процессе стекловарения эти  элементы должны полностью выводиться из состава стекла. Однако, повышенное содержание сурьмы и мышьяка в  сплавах, поступающих на переработку  после эксплуатации, говорит об обратном: в процессе эксплуатации указанные  элементы накапливаются в сплаве и снижают его эксплуатационную стойкость.

     При этом, если мышьяк, благодаря низкой температуре кипения (631 ºС), достаточно легко выводится из состава сплава при рафинирующей индукционной плавке, то пирометаллургическая очистка сплава, содержащего сурьму, имеющую температуру  кипения – 1587 ºС, практически невозможна.

     Вредные оксиды, в особенности оксиды железа, ускоряют разрушение изделий из платинородиевых  сплавов, находясь не только в расплаве стекла, но и в футеровке. Как правило, результатом химического взаимодействия вредных элементов  с материалом СПА являются характерные сквозные отверстия кратерообразной формы. Размеры отверстий на внешней  поверхности  стенки бывают, обычно, больше, чем с внутренней стороны, контактирующей с расплавом стекла.

5. КРАТКИЙ АНАЛИЗ МИРОВОГО РЫНКА  ПЛАТИНЫ

 

Добыча  платины по странам  мира

Ежегодно в  мире добывается более 180 тонн платины. В 2009 году добыча платины в мире снизилась  на 5% до 187,7 тонн. Крупнейшим продуцентом  данного вида сырья согласно рейтингам  по запасам является ЮАР, которая  занимает около 75% в мировой добыче. Отметим также, что ЮАР снизила  добычу платины на 4% в 2009 году до уровня 140 тонн. Отметим, что в 2009 году в стране началось производство металла на трех новых рудниках, однако это было сбалансировано закрытием ряда действующих  южноафриканских добывающих предприятий, вызванным укреплением рэнда  и снижением цен на драгоценные  металлы.

Кроме того достаточно заметными продуцентами платины  в мире являются Россия, с долей  в мировой добыче 16%, Зимбабве с  долей 3%, Канада – 3%, США – 2% и Колумбия с долей 1% в мировой добыче платины. Отметим также, что несмотря на то, что как и большинство стран  Россия снизила добычу платины на 7% в 2009 году до уровня 29,7 тонн.

Производство  платины по мировым  компаниям

Среди крупнейших компаний, мировых продуцентов платины  можно назвать такие как ANGLO PLATINUM, IMPLATS, LONMIN, VALE, XSTRATA, STILLWATER. В общей  сумме мирового производства данные компании занимают более 86%. В 2009 году около половины крупнейших продуцентов платины уменьшили производство. Уменьшили производство IMPLATS на 2%, LONMIN на 6%, VALE на 38%, XSTRATA на 4%. Среди компаний, увеличивших свои показатели можно назвать ANGLO PLATINUM и STILLWATER. Российская ОАО «Норильский никель» занимает на мировом рынке 4 место по добыче платины. По итогам 2009 компания увеличила добычу на 1% до 24,2 тонн.

Торговля

Мировой рынок платины в достаточной мере ощутил на себе кризис. Инвесторы в поисках тихой гавани искали более надежные источники сбережений, чем активы добывающих компаний металлов платиновой группы, цены на платину снизились, и компании снизили торговлю. Объем мировой торговли платины в 2009 году уменьшился на 32% и составил около 15,4 млрд.долл. Мировая торговля платиной в 2009 году в натуральном выражении составила около 184 тонн. Основным торгуемым сегментом была платина необработанная (в т.ч. порошок), занимающая в общем объеме торговли 80%. Остальные 20% занимала прочая платина в полуобработанных формах.

География мирового импорта  платины

Основными странами, осуществляющими покупку платины  на мировом рынке по прежнему были ОАЭ, снизившая импорт на 18%, Швейцария, увеличившая ввоз на 9%. Крупными импортерами  платины также являются Япония, Гон-Конг (Китай), США, Китай, Германия и Великобритания. Отметим, что данные страны совокупно  импортируют более 90% платины в  денежном выражении. Хотя информация по импорту России отсутствует, можно  сказать, что Россия импортирует  платину в составе драгоценностей. Импорт платины в первичных формах достаточно мал.

География мирового экспорта платины

Основными экспортерами платины являются ОАЭ, с долей  в общих объемах экспорта 23%, ЮАР  с долей 17%, Швейцария с долей 15% и Великобритания с долей 11% в  мировом экспорте. Вместе данные страны экспортировали в 2010 году более 60% платины. Отметим, что на рынке платины в достаточном количестве преобладает реэкспорт. Так например, если ОАЭ ввезли платины на 3,7 млрд.долл, то вывезли в 2010 году на 2,8 млрд.долл. Швейцария осуществила ввоз платины в 2010 году на 3,3 млрд.долл, а вывезла на 1,9 млрд.долл. Россия среди экспортеров занимает не первые места, с долей в мировом экспорте оценочно 2%.

Расчет  спроса и потребления  платины

В структуре  спроса платины первое место в 2009 году занял спрос в производстве драгоценностей, с долей в общих  объемах 43%. На долю производства автокатализаторов пришлось только 18%. Отметим, что спрос автомобильной промышленности на платину в 2009 году достаточно весомо упал на 39% до 69,4 тонн, что не могло не отразиться на общемировых показателях. Хотя поддержку спросу оказали драгоценности, увеличившиеся на 46%, а также инвестиционный спрос, увеличившийся на 18%, общий спрос на платину в 2009 году упал на 12% до 219 тонн. Достаточно заметно также снизилось потребление и по другим объектам спроса, таким как нефтяная отрасль, электроника, стекольная промышленность.

Баланс  рынка

Отметим, что  в 2010 году баланс мирового рынка платины как и ранее был в дефиците. Хотя предложение платины на мировом рынке в 2010 снизилось только на 0,4% до 184,1 тонн, а спрос снизился на 12% до 219 тонн, этого все равно не хватило для образования избытка. Отметим, что показатель баланса в 2010 году приблизился к избытку на 28,8 тонн и составил 34,9 тонн дефицита.

После падения  в 2008 г цены на платину упали до уровня $844 за тр.унцию, начался  динамичный рост. За год цена платины увеличилась на 57% до $1466 тр.унц. В 2010 году цены на платину продолжили рост до $1719 за тр.унц. в апреле. При низком уровне спроса в промышленности и для автокатализаторов, цену поддержали активные закупки китайских ювелиров. Важным фактором стало также ослабление доллара к евро в течение большей части года, что способствовало росту цен на все сырьевые товары.