[go: up one dir, main page]

RU2396365C1 - Способ рафинирования алюминиевых сплавов - Google Patents

Способ рафинирования алюминиевых сплавов Download PDF

Info

Publication number
RU2396365C1
RU2396365C1 RU2009102613/02A RU2009102613A RU2396365C1 RU 2396365 C1 RU2396365 C1 RU 2396365C1 RU 2009102613/02 A RU2009102613/02 A RU 2009102613/02A RU 2009102613 A RU2009102613 A RU 2009102613A RU 2396365 C1 RU2396365 C1 RU 2396365C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flux
refining
sio
melt
kcl
Prior art date
Application number
RU2009102613/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Васильевич Панфилов (RU)
Александр Васильевич Панфилов
Дмитрий Николаевич Бранчуков (RU)
Дмитрий Николаевич Бранчуков
Евгений Сергеевич Прусов (RU)
Евгений Сергеевич Прусов
Юрий Сергеевич Скотников (RU)
Юрий Сергеевич Скотников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Техфлюс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Техфлюс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Техфлюс"
Priority to RU2009102613/02A priority Critical patent/RU2396365C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2396365C1 publication Critical patent/RU2396365C1/ru

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Способ рафинирования алюминиевых сплавов включает обработку расплава при температуре 750-760°С брикетированным флюсом, содержащим органические или неорганические связующие, хлориды, фториды и огнеупорные наполнители в виде дисперсных частиц тугоплавких оксидов алюминия и кремния. При использовании органических связующих флюс имеет следующий химический состав, вес.%: KCl 2,0-10,0; NaCl 2,0-10,0; органические связующие 2,0-3,0; SiO2 или Al2O3·2SiO2 - остальное. В качестве неорганического связующего используется 20-30% водный раствор солевой составляющей флюса. Обеспечиваются повышенная рафинирующая способность и производительность процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам рафинирования алюминиевых сплавов от газов, окислов и других неметаллических включений, и может быть использовано в металлургии вторичных цветных металлов при производстве алюминиевых сплавов.
Известен способ, в котором флюс для обработки алюминия и алюминиево-кремниевых сплавов содержит порошкообразные оксиды титана, бора, кальция, калия, натрия и кремния [а.с. 955706, C22B 9/10. Флюс для обработки алюминия и алюминиево-кремниевых сплавов. Степанов Ю.Н., Конягин А.И., Ивченков В.П. и др., 03.12.1980]. Целью этого изобретения является улучшение механических характеристик сплава за счет защиты его от воздействия окружающей среды, модифицирования эвтектики и рафинирования от неметаллических включений. Поставленная цель достигается тем, что флюс для обработки алюминия и алюминиево-кремниевых сплавов, содержащий окислы титана, бора, кальция, калия, натрия и кремния, указанные компоненты содержат в следующем соотношении, вес.%: двуокись титана 0,5-4,0; окись бора 30-40; окись кальция 0,5-4,0; окись калия 15-22; окись кремния 15-23; окись натрия - остальное. Недостатком данного способа является необходимость выдержки расплава под слоем флюса в течение 15-20 мин и невозможность обеспечения равномерного распределения флюса по объему расплава, что, соответственно, снижает его рафинирующую способность.
Известен способ рафинирования с использованием комбинированных флюсов. Комбинированный флюс состоит из 20-40% солевого флюса, применяемого по технологии серийной плавки, а 60-80% его массы заменяется другими технологическими добавками, имеющими целью усилить защитные, рафинирующие свойства флюса и его экологичность, улучшить температурный режим плавки. Технологическими добавками являются вещества, состоящие из оксидов Al2O3, SiO2, MgO и др., т.е. огнеупорные и теплоизоляционные материалы, например, молотый шамот, вспученные перлит, вермикулит и т.п. [Филиппов С.В., Колосков В.Ф. Опыт применения комбинированных флюсов. - Прогрессивные литейные технологии: Труды III Междунар. науч.-практ. конф. - Москва: МИСиС. 2005. - с.242-246]. Комбинированный флюс - порошкообразная, сыпучая масса, которая, равномерно покрывая зеркало металла сравнительно толстым слоем, закрывает расплав, предохраняет его от контакта с атмосферой цеха и испарения компонентов как сплава, так и флюса. Ввиду того что флюс наносится на зеркало расплава, данный способ рафинирования обладает недостатком, связанным с тем, что при последующей рубке флюса и замешивании его в расплав не удается равномерно распределить рафинирующие реагенты во всем объеме расплава, что существенно снижает рафинирующую способность флюса.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому изобретению является способ рафинирования алюминиевых сплавов, включающий обработку расплава флюсом, содержащим хлориды, фториды и огнеупорные наполнители в виде дисперсных частиц тугоплавких оксидов алюминия и кремния [Пат. 2318029, C22B 9/10, C22C 1/06, C22B 21/06. Способ рафинирования алюминиевых сплавов. Панфилов А.В., Бранчуков Д.Н., Панфилов А.А. и др. 28.06.2006]. Целью этого изобретения является создание способа рафинирования, отличающегося повышенной рафинирующей способностью, низкой себестоимостью и экологической безопасностью. Поставленная цель достигается тем, что флюс замешивают в сплав, находящийся в твердожидком состоянии и нагревают его до температуры 720-730°C при следующем соотношении компонентов флюса, вес.%: KCl 1,9-9,4; NaCl 1,2-6,0; Na3AlF6 0,9-4,6; оксиды Al и Si - остальное.
Недостатками способа являются необходимость использования флюса в сыпучем порошкообразном состоянии и сложность технологического процесса рафинирования, обусловленная необходимостью строгого поддержания температуры расплава в твердожидком состоянии при замешивании флюса, а также длительность процесса.
Техническим результатом, достигаемым при реализации предлагаемого изобретения, является создание способа рафинирования, отличающегося высокой производительностью при повышенной рафинирующей способности, низкой себестоимости и экологической безопасности.
Этот технический результат достигается тем, что в способе рафинирования алюминиевых сплавов, включающем обработку расплава флюсом, содержащим хлориды, фториды и огнеупорные наполнители в виде дисперсных частиц тугоплавких оксидов алюминия и кремния, обработку проводят при температуре 750-760°C брикетированным флюсом, содержащим органические или неорганические связующие при следующем соотношении компонентов флюса, вес.%: KCl 2,0-10,0; NaCl 2,0-10,0; органические связующие 2,0-3,0 или неорганический 20-30% водный раствор солевой составляющей флюса; оксиды Al и Si до 100.
В качестве органических связующих используются растительное масло или 30-40% раствор полистирола. Выбор органических связующих компонентов обусловлен тем, что при температурах ввода брикета 750-760°C образующиеся газообразные и твердые продукты деструкции органических связующих практически полностью выгорают или всплывают на поверхность расплава в течение 15-20 сек. В связи с этим нет оснований для опасений, связанных с возможным насыщением расплава водородом и частицами карбида алюминия. Использование в качестве связующего водного раствора солевой составляющей позволяет получить брикет без использования дополнительных технологических добавок, который при вводе в расплав полностью разрушается, не выделяя продуктов деструкции. Граничные значения связующих компонентов определяются тем, что при содержании связующего ниже 2% не обеспечивается достаточная прочность брикета, а при содержании связующего выше 3% брикет разрушается в расплаве не полностью, что отрицательно сказывается на его рафинирующей способности.
Для реализации предлагаемого способа рафинирования в расплав при температуре 750-760°C вводят брикет рафинирующей смеси в количестве до 2,5 вес.% с последующим замешиванием в течение 2-3 мин, что обеспечивает ее равномерное распределение в расплаве. При температуре менее 750°C не обеспечивается полное разрушение брикета, а при температуре более 760°C увеличиваются окисляемость расплава и энергозатраты. При дальнейшей выдержке расплава в течение 10-12 мин происходит активное взаимодействие флюса с расплавом, в результате которого частицы рафинирующего реагента всплывают на поверхность, адсорбируя при этом находящиеся в расплаве газы, окислы и др. неметаллические включения, и образовывают покровный слой, защищающий расплав от дальнейшего окисления. Сокращение времени выдержки расплава под флюсом до 10-12 мин обусловлено тем, что при температуре 750-760°C происходит более интенсивное отделение рафинирующих компонентов от расплава.
ПРИМЕР 1
Рафинирование сплава АК12 (ГОСТ 1583-93) порошкообразным комбинированным флюсом по известной технологии. Состав флюса, вес.%:
KCl - 9,4
NaCl - 6,0
Na3AlF6 - 4,6
SiO2 или Al2O3·2SiO2 - 80,0
Длительность выдержки расплава под флюсом 15-20 мин.
ПРИМЕР 2
Рафинирование сплава АК12 по предлагаемой технологии брикетом комбинированного флюса состава, вес.%:
KCl - 2,0
NaCl - 2,0
30-40% раствор полистирола - 3,0
SiO2 или Al2O3·2SiO2 - 93,0
При рафинировании сплава АК12 брикет рафинирующего флюса вводился в количестве 2,5% по массе сплава. Введение брикета осуществлялось при T=750-760°C с последующим замешиванием в течение 2-3 мин. После выдержки расплава в течение 10-12 мин с поверхности расплава снимали сухой шлак и отливали стандартные образцы по ГОСТ 1583-93 для последующих механических испытаний и для анализа на содержание водорода.
ПРИМЕР 3
Рафинирование сплава АК12 по предлагаемой технологии брикетом комбинированного флюса состава, вес.%:
KCl - 10,0
NaCl - 10,0
30-40% раствор полистирола - 2,0
SiO2 или Al2O3·2SiO2 - 78,0
Рафинирование осуществлялось аналогично способу, описанному в примере 2. Длительность выдержки расплава 10-12 мин.
ПРИМЕР 4
Рафинирование сплава АК12 по предлагаемой технологии брикетом комбинированного флюса состава, вес.%:
KCl - 2,0
NaCl - 2,0
Растительное масло - 3,0
SiO2 или Al2O3·2SiO2 - 93,0
Рафинирование осуществлялось аналогично способу, описанному в примере 2. Длительность выдержки расплава 10-12 мин.
ПРИМЕР 5
Рафинирование сплава АК12 по предлагаемой технологии брикетом комбинированного флюса состава, вес.%:
KCl - 10,0
NaCl - 10,0
Растительное масло - 2,0
SiO2 или Al2O3·2SiO2 - 78,0
Рафинирование осуществлялось аналогично способу, описанному в примере 2. Длительность выдержки расплава 10-12 мин.
ПРИМЕР 6
Рафинирование сплава АК12 по предлагаемой технологии брикетом комбинированного флюса состава, вес.%:
KCl - 2,0
NaCl - 2,0
SiO2 или Al2O3·2SiO2 - 96,0
H2O до 20-30% концентрации
солевой составляющей
Рафинирование осуществлялось аналогично способу, описанному в примере 2. Длительность выдержки расплава 10-12 мин.
ПРИМЕР 7
Рафинирование сплава АК12 по предлагаемой технологии брикетом комбинированного
KCl - 10,0
NaCl - 10,0
SiO2 или Al2O3·2SiO2 - 80,0
H2O до 20-30% концентрации
солевой составляющей
Рафинирование осуществлялось аналогично способу, описанному в примере 2. Длительность выдержки расплава 10-12 мин.
Уменьшение огнеупорной составляющей флюса менее 78% ведет к увеличению количества солей в составе флюса без увеличения его рафинирующей способности. Также повышенное количество солевой составляющей отрицательно воздействует на стенки тигля, футеровку печи и ухудшает экологическую обстановку в цехе. С другой стороны, уменьшение солевой составляющей менее 4% в составе флюса увеличивает прямые потери металла со шлаком, т.к. не обеспечивает эффективного разделения металла и шлака.
Эффективность рафинирования сплава брикетированными комбинированными флюсами оценивали по механическим свойствам сплава - временному сопротивлению разрыву σв, МПа и относительному удлинению δ, %, а также по результатам анализа на содержание в сплаве водорода. Результаты исследований приведены в таблице 1.
Таблица 1
Способ рафинирования (состав флюса в вес.%) Временное сопротивление разрыву σв, МПа Относительное удлинение δ, % Водород (ppm, 1×10-4%)
1 Рафинирование комбинированным флюсом по технологии по известной технологии (9,4% KCl; 6,0% NaCl; 4,6% Na3AlF6; 80% SiO2 или Al2O3·2SiO2) 208 6,5 0,15
2 Рафинирование брикетированным комбинированным флюсом (2,0% KCl; 2,0% NaCl; 3,0% 30-40% раствор полистирола; 93,0% SiO2 или Al2O3·2SiO2) 209 6,5 0,14
3 Рафинирование брикетированным комбинированным флюсом (10,0% KCl; 10,0% NaCl; 2,0% 30-40% раствор полистирола; 78,0% SiO2 или Al2O3·2SiO2) 212 6,8 0,14
4 Рафинирование брикетированным комбинированным флюсом (2,0% KCl; 2,0% NaCl; 3,0% растительное масло; 93,0% SiO2 или Al2O3·2SiO2) 208 6,5 0,13
5 Рафинирование брикетированным комбинированным флюсом (10,0% KCl; 10,0% NaCl; 2,0% растительное масло; 78,0% SiO2 или Al2O3·2SiO2) 210 6,7 0,14
6 Рафинирование брикетированным комбинированным флюсом (2,0% KCl; 2,0% NaCl; 96,0% SiO2 или Al2O3·2SiO2; H2O до 20-30% 208 6,5 0,13
концентрации)
7 Рафинирование брикетированным комбинированным флюсом (10,0% KCl; 10,0% NaCl; 80,0% SiO2 или Al2O3·2SiO2; H2O до 20-30% концентрации) 211 6,8 0,12
Результаты испытаний показывают, что при использовании брикетированных комбинированных флюсов, заявленных в изобретении, повышается эффективность процесса рафинирования алюминиевых сплавов. Применение брикетированных флюсов упрощает технологический процесс рафинирования алюминиевых сплавов и повышает производительность процесса за счет сокращения длительности выдержки расплава под флюсом.

Claims (2)

1. Способ рафинирования алюминиевых сплавов, включающий обработку расплава флюсом, содержащим хлориды, фториды и огнеупорные наполнители в виде дисперсных частиц тугоплавких оксидов алюминия и кремния, отличающийся тем, что обработку проводят при температуре 750-760°С брикетированным флюсом, содержащим органические связующие при следующем соотношении компонентов, вес.%:
KCl 2,0-10,0 NaCl 2,0-10,0 органические связующие 2,0-3,0 SiO2 или Al2O3·2SiO2 остальное
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего используется водный раствор солевой составляющей флюса при следующем соотношении компонентов, вес.%:
KCl 2,0-10,0 NaCl 2,0-10,0 SiO2 или Al2O3·2SiO2 остальное,

при этом H2O до 20-30% концентрации солевой составляющей флюса.
RU2009102613/02A 2009-01-26 2009-01-26 Способ рафинирования алюминиевых сплавов RU2396365C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102613/02A RU2396365C1 (ru) 2009-01-26 2009-01-26 Способ рафинирования алюминиевых сплавов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102613/02A RU2396365C1 (ru) 2009-01-26 2009-01-26 Способ рафинирования алюминиевых сплавов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2396365C1 true RU2396365C1 (ru) 2010-08-10

Family

ID=42699043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009102613/02A RU2396365C1 (ru) 2009-01-26 2009-01-26 Способ рафинирования алюминиевых сплавов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2396365C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113699404A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 苏州大学 一种铝废料净化用复合盐及其制备、使用方法
RU2808313C1 (ru) * 2023-07-05 2023-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" Флюс для модифицирования алюминиевых сплавов

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1705384A1 (ru) * 1990-02-21 1992-01-15 Усть-Каменогорский Титано-Магниевый Комбинат Им.50-Летия Октябрьской Революции Способ обработки алюминиевых сплавов
SU1721110A1 (ru) * 1990-01-26 1992-03-23 Рыбинский Авиационный Технологический Институт Способ рафинировани алюминиевых сплавов
RU2112065C1 (ru) * 1997-04-04 1998-05-27 Акционерное общество открытого типа "Волгоградский алюминий" Способ рафинирования алюминия и сплавов на его основе
RU2177048C1 (ru) * 2000-10-11 2001-12-20 Институт металлургии Уральского отделения РАН Способ получения модифицированных силуминов
JP2002194453A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Nippon Light Metal Co Ltd Ti,V,Bを低減するアルミニウム溶湯処理法
KR20040037266A (ko) * 2002-10-10 2004-05-06 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 알루미늄 합금 용탕의 처리 방법 및 그에 사용하는 플럭스
RU2318029C1 (ru) * 2006-06-28 2008-02-27 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Способ рафинирования алюминиевых сплавов

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1721110A1 (ru) * 1990-01-26 1992-03-23 Рыбинский Авиационный Технологический Институт Способ рафинировани алюминиевых сплавов
SU1705384A1 (ru) * 1990-02-21 1992-01-15 Усть-Каменогорский Титано-Магниевый Комбинат Им.50-Летия Октябрьской Революции Способ обработки алюминиевых сплавов
RU2112065C1 (ru) * 1997-04-04 1998-05-27 Акционерное общество открытого типа "Волгоградский алюминий" Способ рафинирования алюминия и сплавов на его основе
RU2177048C1 (ru) * 2000-10-11 2001-12-20 Институт металлургии Уральского отделения РАН Способ получения модифицированных силуминов
JP2002194453A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Nippon Light Metal Co Ltd Ti,V,Bを低減するアルミニウム溶湯処理法
KR20040037266A (ko) * 2002-10-10 2004-05-06 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 알루미늄 합금 용탕의 처리 방법 및 그에 사용하는 플럭스
RU2318029C1 (ru) * 2006-06-28 2008-02-27 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Способ рафинирования алюминиевых сплавов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113699404A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 苏州大学 一种铝废料净化用复合盐及其制备、使用方法
CN113699404B (zh) * 2021-08-25 2022-06-24 苏州大学 一种铝废料净化用复合盐及其制备、使用方法
RU2808313C1 (ru) * 2023-07-05 2023-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" Флюс для модифицирования алюминиевых сплавов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nallusamy A review on the effects of casting quality, microstructure and mechanical properties of cast Al-Si-0.3 Mg alloy
CN104328299A (zh) 一种铝及铝合金熔体精炼用的熔剂及其制备方法
CN113174506A (zh) 适于镁锂合金的精炼熔剂及其制备方法
CN102329968A (zh) 废杂黄铜熔炼助剂及其制备方法
RU2155819C2 (ru) Состав для модифицирования низкосернистого чугуна
CN113174505A (zh) 一种镁锂合金用精炼熔剂及其制备方法
CN108384974A (zh) 一种含稀土镁锂合金的熔体精炼熔剂及其制备方法
RU2396365C1 (ru) Способ рафинирования алюминиевых сплавов
RU2437949C1 (ru) Литой композиционный материал на основе магниевого сплава и способ его получения
CN101942578B (zh) 一种镁合金复合熔剂及其制备和使用
RU2318029C1 (ru) Способ рафинирования алюминиевых сплавов
CN107058776B (zh) 一种协同亚共晶铸造铝硅合金变质与微合金化的方法
RU2426807C2 (ru) Способ получения алюминиево-скандиевой лигатуры для сплавов на основе алюминия
CN112301248B (zh) 一种高效含镁铝合金精炼、打渣两用熔剂及其制备方法
CN113430412A (zh) 一种铝锂合金用保护熔剂及其制备方法
CN116445755B (zh) 一种炉外法中间合金熔体三级净化系统及方法
CN103360088B (zh) 一种铜冶炼炉用稀氧燃烧器烧嘴砖及制作方法
US2760859A (en) Metallurgical flux compositions
RU2023044C1 (ru) Брикет для раскисления и модифицирования стали и чугуна
RU2283881C1 (ru) Флюс для плавки магниевых сплавов
Lofstrom Solid Salt Fluxing of Molten Aluminum
RU2772055C1 (ru) Способ рафинирования гартцинка от примеси алюминия.
RU2241775C1 (ru) Способ модифицирования магниевых сплавов
RU2307177C1 (ru) Способ получения окатышей для прямого легирования стали марганцем
RU2623966C2 (ru) Способ модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110127