Impurities of the surface layer of the exploited etp grade copper railway traction scrap and its influence on the chemical composition after metallurgical synthesis

Impurezas de la capa superficial de la chatarra de tracción ferroviaria de cobre de grado etp explotada y su influencia en la composición química tras la síntesis metalúrgica

Se ha evaluado la posibilidad de reciclaje de la chatarra de tracción ferroviaria de cobre de grado ETP explotada en términos de reutilización de los materiales de alto contenido en Cu para nuevos equipos de tracción dedicados a las modernas líneas aéreas de ferrocarril y tranvía basados en aleaciones CuNi2Si y CuZn37Ni1Si0,5. En primer lugar, la investigación realizada se centró en la evaluación cualitativa y cuantitativa de las impurezas residuales de los materiales de desecho de los cables portantes y las líneas aéreas de contacto. La parte principal de la investigación fue la síntesis metalúrgica y el impacto de dichas impurezas en la composición química y las propiedades seleccionadas del cobre fabricado a partir de material de chatarra.

INTRODUCCIÓN

Ser el sector de transporte de pasajeros y mercancías de mayor crecimiento en Europa y en el mundo [1-3] obliga a modificar constantemente las líneas ferroviarias existentes y a construir otras nuevas. Hasta ahora, la mayoría de las soluciones relativas a los materiales utilizados en el transporte ferroviario (aparte del acero empleado como material de construcción) eran cobre de grado ETP y sus aleaciones, principalmente aluminio o bronces al silicio [4-5]. El cobre puro de alta conductividad eléctrica [6] se utilizaba, por ejemplo, para las líneas de contacto y los cables portantes, mientras que los bronces para diversos tipos de equipos de líneas aéreas de contacto, como abrazaderas de diversas geometrías. Las aleaciones de cobre se utilizaron para la producción de líneas de contacto mucho más tarde [7-9]. Las líneas ferroviarias de nuevo diseño con mayor capacidad de transporte de corriente y mecánica se desarrollaron con materiales de aleación que garantizaban mayores propiedades operativas, como una elevada conductividad eléctrica, mayor resistencia al calor y a la corrosión, menor peso propio, etc. Estas propiedades pueden ser proporcionadas por dos grupos de aleaciones, por lo que los nuevos equipos ferroviarios se fabrican con aleaciones CuNi2Si y CuZn37Ni1Si0,5 [10-13].

Los nuevos materiales dedicados al equipamiento ferroviario se fabrican sobre la matriz de cobre (principalmente cobre de grado ETP), lo que influye directamente en el coste de producción. Por ello, el objetivo de esta investigación era sustituir el cobre puro por chatarra de cobre explotada como material de carga para el proceso de síntesis metalúrgica.