RU2560391C2 - Production of aluminium alloy with content of zirconium over 30% from zirconium-bearing oxide material (versions) - Google Patents
Production of aluminium alloy with content of zirconium over 30% from zirconium-bearing oxide material (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560391C2 RU2560391C2 RU2013151232/02A RU2013151232A RU2560391C2 RU 2560391 C2 RU2560391 C2 RU 2560391C2 RU 2013151232/02 A RU2013151232/02 A RU 2013151232/02A RU 2013151232 A RU2013151232 A RU 2013151232A RU 2560391 C2 RU2560391 C2 RU 2560391C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- aluminum
- alloy
- earth metal
- alkaline earth
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке оксидного цирконийсодержащего сырья на алюминий-циркониевый сплав.The invention relates to the field of metallurgy and can be used in the processing of oxide zirconium-containing raw materials on an aluminum-zirconium alloy.
Известен способ получения алюминий-циркониевого сплава, при котором производят смешивание порошков алюминия и циркония с последующим прессованием, спеканием и сплавлением (Напалков В.И., Бондарев Б.И., Тарарышкин В.И., Чухров М.В. Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов. М.: Металлургия, 1983, с.34-36).A known method of producing aluminum-zirconium alloy, in which the powders of aluminum and zirconium are mixed with subsequent pressing, sintering and alloying (Napalkov V.I., Bondarev B.I., Tararyshkin V.I., Chukhrov M.V. Ligatures for production aluminum and magnesium alloys. M: Metallurgy, 1983, p. 34-36).
Недостатками известного способа являются высокая себестоимость получаемых сплавов, вследствие использования чистых металлов, большие безвозвратные потери металла (алюминия до 10% и легирующих компонентов до 25%), высокие энергетические затраты.The disadvantages of this method are the high cost of the obtained alloys, due to the use of pure metals, large irretrievable losses of metal (aluminum up to 10% and alloying components up to 25%), high energy costs.
Известен способ получения ферроалюминоциркония, в котором в качестве исходных материалов используются: технический диоксид циркония, цирконовый концентрат, оксиды железа в виде железорудных окатышей и окалины, алюминиевый порошок, известь и натриевая селитра. Плавку ведут в дуговой электропечи в три стадии, вначале проплавляют запальную часть шихты, состоящую из цирконового концентрата, алюминиевого порошка, железной окалины, селитры и извести. На следующей стадии загружают и расплавляют рудовосстановительную часть шихты, состоящую из диоксида циркония, железной окалины и окатышей, алюминиевого порошка и извести. В заключительной стадии на расплав подают руднотермитную смесь, состоящую из окалины, алюминиевого порошка и извести, и расплав выдерживают с последующим отделением лигатуры от шлака (Гасик М.И., Лякишев Н.П. Физикохимия и технология электроферросплавов: Учебник для вузов. Днепропетровск: ГНПП «Системные технологии», 2005, с.326-328).A known method of producing ferroaluminosirconium, in which the starting materials are used: technical zirconium dioxide, zircon concentrate, iron oxides in the form of iron ore pellets and scale, aluminum powder, lime and sodium nitrate. Melting is carried out in an electric arc furnace in three stages, at first the ignition part of the charge, consisting of zircon concentrate, aluminum powder, iron oxide, nitrate and lime, is melted. At the next stage, the ore reduction part of the charge, consisting of zirconium dioxide, iron oxide and pellets, aluminum powder and lime, is loaded and melted. In the final stage, the ore-thermite mixture consisting of mill scale, aluminum powder and lime is fed to the melt, and the melt is kept, followed by separation of the ligature from the slag (Gasik M.I., Lyakishev N.P. Physicochemistry and technology of electroferroalloys: Textbook for universities. Dnepropetrovsk: GNPP "System Technologies", 2005, p. 326-328).
Недостатками данного способа являются многостадийность, недостаточно высокое качество получаемого сплава, высокий расход алюминия и проблемы разделения металлической и шлаковой фаз.The disadvantages of this method are multi-stage, insufficiently high quality of the resulting alloy, high aluminum consumption and the problems of separation of metal and slag phases.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ получения циркониевой лигатуры в электродуговой печи, включающий загрузку шихты, содержащей 55% циркониевого концентрата, 3% алюминиевой стружки, 2% железной окалины, 2% криолита, 20% известняка, 3% формовочной глины и шлак от плавки алюминия в количестве 5-25% от массы шихты, восстановительную плавку при температуре 1160-1190°С, выдержку расплава и отделение сплава от шлака (патент РФ №2201991, МПК С22С 33/04, С22С 35/00, опубл. 10.04.2003).The closest set of essential features is the method of producing zirconium ligature in an electric arc furnace, including loading a charge containing 55% zirconium concentrate, 3% aluminum shavings, 2% iron oxide, 2% cryolite, 20% limestone, 3% molding clay and slag from aluminum smelting in an amount of 5-25% by weight of the charge, reduction melting at a temperature of 1160-1190 ° C, melt holding and separation of the alloy from slag (RF patent No. 2201991, IPC C22C 33/04, C22C 35/00, publ. 10.04. 2003).
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- недостаточно высокое качество получаемого сплава, обусловленное невысоким содержанием в сплаве циркония (менее 40%) и повышенным содержанием кислорода (более 1,5%), азота (более 1%);- insufficiently high quality of the resulting alloy, due to the low content of zirconium in the alloy (less than 40%) and high content of oxygen (more than 1.5%), nitrogen (more than 1%);
- невысокое извлечение циркония из оксидов в алюминий-циркониевый сплав;- low extraction of zirconium from oxides in an aluminum-zirconium alloy;
- проблемы разделения металлической и шлаковой фаз. - problems of separation of metal and slag phases.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества алюминий-циркониевого сплава и извлечения циркония в сплав, улучшение процесса разделения сплава и шлака.The technical result of the claimed invention is to improve the quality of the aluminum-zirconium alloy and the extraction of zirconium in the alloy, improving the process of separation of the alloy and slag.
Указанный результат достигается тем, что The specified result is achieved by the fact that
- в первом варианте способа получения алюминиевого сплава с содержанием циркония более 30% из оксидного цирконийсодержащего материала, включающем подготовку шихты путем дозирования и смешивания содержащего диоксид циркония оксидного материала, алюминия и флюсующей добавки, восстановительную плавку шихты и отделение сплава от шлака, согласно изобретению в качестве флюсующей добавки используют смесь щелочноземельных металлов и их фторидов, при этом шихту готовят с обеспечением в ней диоксида циркония, алюминия, щелочноземельного металла и фторида щелочноземельного металла в следующем соотношении по массе 1:(0,4-1,4):(0,18-0,6):(0,07-0,2), а восстановительную плавку ведут при температуре 1450-1750°С;- in the first embodiment of the method for producing an aluminum alloy with a zirconium content of more than 30% from an oxide of zirconium-containing material, comprising preparing a charge by metering and mixing a zirconia-containing oxide material, aluminum and a fluxing agent, reducing charge melting and separating the alloy from slag according to the invention as a fluxing additive, a mixture of alkaline earth metals and their fluorides is used, while the mixture is prepared with zirconia, aluminum, alkaline earth metal in it a and alkaline earth metal fluoride in the following ratio by weight 1: (0.4-1.4) :( 0.18-0.6) :( 0.07-0.2), and reduction melting is carried out at a temperature of 1450- 1750 ° C;
- во втором варианте способа получения алюминиевого сплава с содержанием циркония более 30% из оксидного цирконийсодержащего материала, включающем подготовку шихты путем дозирования и смешивания содержащего диоксид циркония оксидного материала, алюминия и флюсующей добавки, восстановительную плавку шихты и отделение сплава от шлака, согласно изобретению в качестве флюсующей добавки используют смесь оксидов щелочноземельных металлов и их фторидов, при этом шихту готовят с обеспечением в ней диоксида циркония, алюминия, оксида щелочноземельного металла и фторида щелочноземельного металла в следующем соотношении по массе 1:(0,4-1,4):(0,18-0,6):(0,07-0,2), а восстановительную плавку ведут при температуре 1450-1750°С;- in the second embodiment of the method for producing an aluminum alloy with a zirconium content of more than 30% from an oxide of zirconium-containing material, comprising preparing a charge by dosing and mixing an oxide-containing material, aluminum and fluxing agent containing zirconia, reducing charge melting and separating the alloy from slag according to the invention as a fluxing additive, a mixture of alkaline earth metal oxides and their fluorides is used, while the mixture is prepared with zirconia, aluminum, alkaline oxide in it earth metal and alkaline earth metal fluoride in the following ratio by weight 1: (0.4-1.4) :( 0.18-0.6) :( 0.07-0.2), and reduction melting is carried out at a temperature of 1450 -1750 ° C;
- в третьем варианте способа получения алюминиевого сплава с содержанием циркония более 30% из оксидного цирконийсодержащего материала, включающем подготовку шихты путем дозирования и смешивания содержащего диоксид циркония оксидного материала, алюминия и флюсующей добавки, восстановительную плавку шихты и отделение сплава от шлака, согласно изобретению в качестве флюсующей добавки используют смесь щелочноземельных металлов, их оксидов и фторидов, при этом шихту готовят с обеспечением в ней диоксида циркония, алюминия, суммарно щелочноземельного металла, оксида щелочноземельного металла и фторида щелочноземельного металла в следующем соотношении по массе 1:(0,4-1,4):(0,18-0,6):(0,07-0,2), а восстановительную плавку ведут при температуре 1450-1750°С.- in a third embodiment of a method for producing an aluminum alloy with a zirconium content of more than 30% from an oxide of zirconium-containing material, comprising preparing a charge by metering and mixing an oxide-containing material, aluminum and fluxing agent containing zirconia, reducing the smelting of the charge and separating the alloy from slag according to the invention as a fluxing additive, a mixture of alkaline earth metals, their oxides and fluorides is used, while the mixture is prepared with zirconia, aluminum dioxide, total alkali earth metal, alkaline earth metal oxide and alkaline earth metal fluoride in the following ratio by weight 1: (0.4-1.4) :( 0.18-0.6) :( 0.07-0.2), and reduction melting lead at a temperature of 1450-1750 ° C.
Использование в качестве флюсующей добавки смеси щелочноземельных металлов и их фторидов, или смеси оксидов щелочноземельных металлов и их фторидов, или смеси щелочноземельных металлов, их оксидов и фторидов позволяет селективно перевести в цирконий-алюминиевый сплав цирконий или цирконий вместе с другими редкими металлами и ограничить переход в него кислорода и азота. При этом поддержание заявляемого соотношения между диоксидом циркония, алюминием, щелочноземельным металлом и/или оксидом щелочноземельного металла и фторидом щелочноземельного металла обеспечивает, с одной стороны, максимальную степень извлечения циркония в алюминий-циркониевый сплав при восстановлении диоксида циркония из исходного материала и образование легкоплавкой подвижной шлаковой системы, и, с другой стороны, форсирование режима процесса восстановительной плавки, уменьшение общей массы образующегося шлака и экономию шихтовых материалов и энергоресурсов. Проведение загрузки шихты и восстановительной плавки при 1450-1750°С позволяет получить в сплавах интерметаллиды ZrxAly, характеризующиеся сильными внутренними химическими связями, что обеспечивает высокое содержание циркония в сплаве. Получаемый вторичный оксидный полупродукт - алюмокальциевый шлак - может быть использован для последующего производства высококачественного цемента.The use of a mixture of alkaline earth metals and their fluorides, or a mixture of oxides of alkaline earth metals and their fluorides, or a mixture of alkaline earth metals, their oxides and fluorides makes it possible to selectively transfer zirconium or zirconium together with other rare metals into a zirconium-aluminum alloy and limit the transition to oxygen and nitrogen. At the same time, maintaining the claimed ratio between zirconium dioxide, aluminum, alkaline earth metal and / or alkaline earth metal oxide and alkaline earth metal fluoride provides, on the one hand, the maximum degree of extraction of zirconium into an aluminum-zirconium alloy during reduction of zirconium dioxide from the starting material and the formation of low-melting mobile slag systems, and, on the other hand, forcing the regime of the reduction smelting process, reducing the total mass of the resulting slag and saving ovyh materials and energy. Carrying out the charge loading and reduction melting at 1450-1750 ° C makes it possible to obtain Zr x Al y intermetallic compounds in alloys, characterized by strong internal chemical bonds, which ensures a high zirconium content in the alloy. The resulting secondary oxide intermediate - calcium-aluminum slag - can be used for the subsequent production of high-quality cement.
Поддержание соотношения циркония, алюминия, щелочноземельного металла и/или оксида щелочноземельного металла и фторида щелочноземельного в шихте ниже заявляемых пределов не позволяет достичь высокого извлечения циркония в алюминий-циркониевый сплав. Поддержание соотношения указанных компонентов в шихте выше заявляемых пределов не способствует увеличению степени извлечения циркония в алюминий-циркониевый сплав и приводит к уменьшению содержания в сплаве циркония до 30% и излишнему переходу в этот сплав кислорода и азота.Maintaining the ratio of zirconium, aluminum, alkaline earth metal and / or alkaline earth metal oxide and alkaline earth fluoride in the charge below the claimed limits does not allow to achieve high extraction of zirconium in the aluminum-zirconium alloy. Maintaining the ratio of these components in the charge above the stated limits does not increase the degree of extraction of zirconium in the aluminum-zirconium alloy and leads to a decrease in the content of zirconium alloy to 30% and an excessive transition of oxygen and nitrogen into this alloy.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: готовят шихту путем дозирования и последующего смешивания оксидного цирконийсодержащего материала с алюминием и флюсующей добавкой, ведут загрузку и восстановительную плавку шихты в воздушной или нейтральной атмосфере при температурах 1450-1750°С в печах сопротивления, индукционных или дуговых электропечах, после чего отделяют алюминий-циркониевый сплав от шлака.The proposed method is as follows: prepare the mixture by dosing and subsequent mixing of the oxide zirconium-containing material with aluminum and fluxing additive, load and re-melt the mixture in an air or neutral atmosphere at temperatures of 1450-1750 ° C in resistance furnaces, induction or electric arc furnaces, after which separates the aluminum-zirconium alloy from the slag.
При этом:Wherein:
- по первому варианту в качестве флюсующей добавки используют смесь щелочноземельных металлов и их фторидов, при этом шихту готовят с обеспечением в ней диоксида циркония, алюминия, щелочноземельного металла и фторида щелочноземельного металла в следующем соотношении по массе 1:(0,4-1,4):(0,18-0,6):(0,07-0,2), а восстановительную плавку ведут при температуре 1450-1750°С;- according to the first embodiment, a mixture of alkaline earth metals and their fluorides is used as a fluxing additive, while the mixture is prepared with zirconia, aluminum, alkaline earth metal and alkaline earth metal fluoride in it in the following ratio by weight of 1: (0.4-1.4 ) :( 0.18-0.6) :( 0.07-0.2), and reduction melting is carried out at a temperature of 1450-1750 ° C;
- по второму варианту в качестве флюсующей добавки используют смесь оксидов щелочноземельных металлов и их фторидов, при этом шихту готовят с обеспечением в ней диоксида циркония, алюминия, оксида щелочноземельного металла и фторида щелочноземельного металла в следующем соотношении по массе 1:(0,4-1,4):(0,18-0,6):(0,07-0,2), а восстановительную плавку ведут при температуре 1450-1750°С;- according to the second embodiment, a mixture of alkaline earth metal oxides and their fluorides is used as a fluxing additive, while the mixture is prepared with zirconia, aluminum, alkaline earth metal oxide and alkaline earth metal fluoride in the following ratio by weight of 1: (0.4-1 4) :( 0.18-0.6) :( 0.07-0.2), and reduction melting is carried out at a temperature of 1450-1750 ° C;
- по третьему варианту в качестве флюсующей добавки используют смесь щелочноземельных металлов, их оксидов и фторидов, при этом шихту готовят с обеспечением в ней диоксида циркония, алюминия, суммарно щелочноземельного металла, оксида щелочноземельного металла и фторида щелочноземельного металла в следующем соотношении по массе 1:(0,4-1,4):(0,18-0,6):(0,07-0,2), а восстановительную плавку ведут при температуре 1450-1750°С.- according to the third embodiment, a mixture of alkaline earth metals, their oxides and fluorides is used as a fluxing additive, while the mixture is prepared with zirconia, aluminum, total alkaline earth metal, alkaline earth metal oxide and alkaline earth metal fluoride in the following ratio by weight of 1 :( 0.4-1.4) :( 0.18-0.6) :( 0.07-0.2), and reduction melting is carried out at a temperature of 1450-1750 ° C.
В качестве оксидного цирконийсодержащего материала могут быть использованы диоксид циркония, смесь диоксида циркония с оксидами тугоплавких металлов, цирконийсодержащие шлаки от производства ферросиликоциркония или ферроалюминоциркония.As oxide zirconium-containing material can be used zirconium dioxide, a mixture of zirconium dioxide with oxides of refractory metals, zirconium-containing slag from the production of ferrosilicon zirconium or ferroaluminosirconium.
Заявленный способ испытан в лабораторных условиях.The claimed method is tested in laboratory conditions.
Пример 1 (первый вариант осуществления способа). Шихту массой 150 г, состоящую из диоксидов циркония и титана, порошка алюминия (крупность менее 0,1 мм), гранул кальция крупностью 0,1-0,2 мм и фторидов кальция (CaF2) и магния (MgF2), смешивали в соотношении мас.%: (ZrO2 + 5% TiO2):Al:Ca:(CaF2 + 10% MgF2) как 1:0,65:0,4:0,15 и постепенно загружали в корундовый тигель, установленный в лабораторной печи сопротивления, и расплавляли при температурах 1500-1600°С. После проплавления шихты расплав выдерживали 10-20 минут при температурах 1600-1650°С и затем вместе с тиглем извлекали из печи и охлаждали на воздухе. Общая продолжительность процесса составляла 25-30 мин. По результатам опыта был подучен алюминий-циркониевый сплав, содержащий, мас.%: 54,4 Zr, 4,5 Ti и 0,12 кислорода, 0,7 азота. Извлечение в сплав Zr составило 94,8% и 95,6 Ti.Example 1 (first embodiment of the method). A mixture weighing 150 g, consisting of zirconia and titanium dioxide, aluminum powder (particle size less than 0.1 mm), calcium granules with a particle size of 0.1-0.2 mm and calcium fluorides (CaF 2 ) and magnesium (MgF 2 ), was mixed in the ratio of wt.%: (ZrO 2 + 5% TiO 2 ): Al: Ca: (CaF 2 + 10% MgF 2 ) as 1: 0.65: 0.4: 0.15 and gradually loaded into the corundum crucible installed in a laboratory resistance furnace, and was melted at temperatures of 1500-1600 ° C. After the charge was melted, the melt was held for 10–20 minutes at temperatures of 1600–1650 ° C and then, together with the crucible, was removed from the furnace and cooled in air. The total duration of the process was 25-30 minutes. According to the results of the experiment, an aluminum-zirconium alloy was obtained containing, wt.%: 54.4 Zr, 4.5 Ti and 0.12 oxygen, 0.7 nitrogen. The recovery in Zr alloy was 94.8% and 95.6 Ti.
Пример 2 (второй вариант осуществления способа). Шихту массой 100-150 г, состоящую из диоксида циркония, порошка алюминия (крупность менее 0,1 мм), оксида кальция (CaO) и фторида кальция (CaF2), смешивали и постепенно загружали в корундовый тигель, установленный в лабораторной печи сопротивления, и расплавляли при температурах 1400-1800°С. Соотношение, мас.%, ZrO2:Al:CaO:CaF2 варьировались в пределах 1:(0,35-1,45):(0,15-0,65):(0,05-0,25). После проплавления шихты расплав выдерживали 10-20 минут при температурах 1400-1800°С и затем вместе с тиглем извлекали из печи и охлаждали на воздухе. Общая продолжительность процесса не превышала 30 мин.Example 2 (second embodiment of the method). A mixture weighing 100-150 g, consisting of zirconia, aluminum powder (particle size less than 0.1 mm), calcium oxide (CaO) and calcium fluoride (CaF 2 ), was mixed and gradually loaded into a corundum crucible installed in a resistance laboratory furnace, and melted at temperatures of 1400-1800 ° C. The ratio, wt.%, ZrO 2 : Al: CaO: CaF 2 ranged from 1: (0.35-1.45) :( 0.15-0.65) :( 0.05-0.25). After melting the charge, the melt was held for 10-20 minutes at temperatures of 1400-1800 ° C and then, together with the crucible, was removed from the furnace and cooled in air. The total process time did not exceed 30 minutes.
Результаты опытов по получению алюминий-циркониевого сплава приведены в таблице. При отношении алюминия к количеству диоксида циркония в шихте менее 0,4 не достигается степень извлечения в алюминий-циркониевый сплав циркония более 70% и увеличивается содержание кислорода в сплаве более 1%. Осуществление процесса с отношением алюминия к количеству диоксида цирконий в шихте более 1,4 не способствует увеличению степени извлечения в алюминий-циркониевый сплав циркония и приводит к уменьшению содержания в сплаве циркония менее 30%.The results of experiments on obtaining aluminum-zirconium alloy are shown in the table. When the ratio of aluminum to the amount of zirconium dioxide in the charge is less than 0.4, the degree of extraction of more than 70% in the zirconium aluminum-zirconium alloy is not achieved and the oxygen content in the alloy is increased by more than 1%. The implementation of the process with the ratio of aluminum to the amount of zirconium dioxide in the charge of more than 1.4 does not increase the degree of extraction into the aluminum-zirconium alloy of zirconium and leads to a decrease in the content in the zirconium alloy of less than 30%.
Данные таблицы свидетельствуют, что проведение алюминотермической плавки с получением алюминий-циркониевого сплава, содержащего более 30% Zr, в контролируемых температурных условиях при 1450-1750°С и соотношении по массе ZrO2:Al:CaO:CaF2 в пределах 1:(0,4-1,4):(0,18-0,6):(0,07-0,2) обеспечивает (при сопоставимой с прототипом интенсивности процесса) повышение степени извлечения циркония в целевые продукты - алюминий-циркониевые сплавы (в сравнении с прототипом в 1,5-2,2 раза), повышение качества этих сплавов и получение вторичного оксидного полупродукта - алюмокальциевого шлака, пригодного для последующего производства высококачественного цемента. Содержание кислорода в алюминий-циркониевых сплавах заметно ниже, чем по способу-прототипу. При этом обеспечивается также низкое содержание в сплавах -Al -Zr азота, что важно для качества сплава, так в этом случае практически исключается образование нитридных включений. В указанных условиях извлечение в алюминий-циркониевый сплав Zr составило 91,2-95,1%. Содержание кислорода в сплавах равнялось 0,1-0,7%, а азота - 0,06-0,09%.The data in the table indicate that carrying out aluminothermic smelting to obtain an aluminum-zirconium alloy containing more than 30% Zr under controlled temperature conditions at 1450-1750 ° C and a weight ratio of ZrO 2 : Al: CaO: CaF 2 within 1: (0 , 4-1.4) :( 0.18-0.6) :( 0.07-0.2) provides (with a process intensity comparable to the prototype) an increase in the degree of extraction of zirconium in the target products - aluminum-zirconium alloys (in compared with the prototype 1.5-2.2 times), improving the quality of these alloys and obtaining a secondary oxide intermediate - alum and slag suitable for the subsequent production of high quality cement. The oxygen content in aluminum-zirconium alloys is noticeably lower than in the prototype method. This also ensures a low content of -Al -Zr nitrogen in the alloys, which is important for the quality of the alloy, in which case the formation of nitride inclusions is practically eliminated. Under these conditions, the extraction in aluminum-zirconium alloy Zr amounted to 91.2-95.1%. The oxygen content in the alloys was 0.1-0.7%, and nitrogen was 0.06-0.09%.
Пример 3 (третий вариант осуществления способа). Шихту (1 кг), состоящую из оксидов циркония и молибдена, порошка сплава AlMg6 крупностью менее 0,1 мм, гранул кальция крупностью 0,1-0,2 мм, оксида кальция (СаО) и фторида кальция (CaF3), смешивали в соотношении (ZrO2+10% МоО3):AlMg6:(Ca+CaO):CaF2 1:0,7:(0,2+0,2):0,15 и постепенно загружали в корундовый тигель, установленный в индукционной электропечи, и, расплавляли в течение 30-40 минут. Температура шлаковой ванны составляла 1550-1650°С. По окончании плавления шихты расплав выдерживали в течение 15-20 минут, затем сливали в изложницу, охлаждали и проводили разделение продуктов плавки. Общая продолжительность процесса плавки не превышала 40 мин. В результате получили сплав, содержащий, %: 52,1% Zr, 7,8% Мо и 0,2% кислорода, 0,08% азота. Извлечение в сплав Zr и Мо составило 95,8 и 96,7%, соответственно.Example 3 (third embodiment of the method). A mixture (1 kg) consisting of zirconium and molybdenum oxides, AlMg 6 alloy powder with a particle size of less than 0.1 mm, calcium granules with a particle size of 0.1-0.2 mm, calcium oxide (CaO) and calcium fluoride (CaF 3 ) were mixed in the ratio (ZrO 2 + 10% MoO 3 ): AlMg 6 : (Ca + CaO): CaF 2 1: 0.7: (0.2 + 0.2): 0.15 and gradually loaded into the corundum crucible installed in an induction electric furnace, and, was melted for 30-40 minutes. The temperature of the slag bath was 1550-1650 ° C. At the end of the melting of the charge, the melt was held for 15-20 minutes, then poured into a mold, cooled, and the products of melting were separated. The total duration of the smelting process did not exceed 40 minutes. The result was an alloy containing,%: 52.1% Zr, 7.8% Mo and 0.2% oxygen, 0.08% nitrogen. The recovery in the alloy of Zr and Mo was 95.8 and 96.7%, respectively.
Пример 4 (второй вариант осуществления изобретения). Смесь, состоящую из цирконийсодержащего шлака от производства ферроалюминоциркония (3 кг), состава, %: 21,5 ZrO2, 0,1 FeO, 57,0 Al2O3, 15,5 CaO, 4,0 MgO (крупность менее 2 мм), оксида кальция, плавикового шпата и алюминиевой крупки (0,1-3,0 мм) - расплавляли в двухэлектродной электропечи с магнезитовой футеровкой в течение 30-40 минут. Температура шлаковой ванны составляла 1500-1600°С. Соотношение в шихте ZrO2:Al:CaO:CaF2 в шлаке равнялось 1:1,2:0,5:0,2. По окончании плавления шихты расплав выдерживали в течение 15-20 минут, затем сливали в изложницу, охлаждали и проводили разделение продуктов плавки. Общая продолжительность процесса плавки не превышала 60 мин. В результате получили сплав, содержащий, %: 39-40% Zr и 0,1-0,3% кислорода, 0,06-0,12% азота. Извлечение в сплав Zr составило 93,2-96,8%.Example 4 (second embodiment of the invention). A mixture consisting of zirconium-containing slag from the production of ferroaluminosirconium (3 kg), composition,%: 21.5 ZrO 2 , 0.1 FeO, 57.0 Al 2 O 3 , 15.5 CaO, 4.0 MgO (particle size less than 2 mm), calcium oxide, fluorspar and aluminum grits (0.1-3.0 mm) were melted in a two-electrode electric furnace with magnesite lining for 30-40 minutes. The temperature of the slag bath was 1500-1600 ° C. The ratio in the charge ZrO 2 : Al: CaO: CaF 2 in the slag was 1: 1.2: 0.5: 0.2. At the end of the melting of the charge, the melt was held for 15-20 minutes, then poured into a mold, cooled, and the products of melting were separated. The total duration of the melting process did not exceed 60 minutes The result was an alloy containing,%: 39-40% Zr and 0.1-0.3% oxygen, 0.06-0.12% nitrogen. Extraction into the Zr alloy was 93.2-96.8%.
Таким образом, заявляемая группа изобретений обеспечивает повышение качества получаемого алюминий-циркониевого сплава при высокой степени извлечения циркония из оксидных материалов и улучшение разделения сплава и шлака за счет образования легкоплавкой подвижной шлаковой системы.Thus, the claimed group of inventions provides improved quality of the obtained aluminum-zirconium alloy with a high degree of extraction of zirconium from oxide materials and improved separation of the alloy and slag due to the formation of a low-melting mobile slag system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151232/02A RU2560391C2 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Production of aluminium alloy with content of zirconium over 30% from zirconium-bearing oxide material (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151232/02A RU2560391C2 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Production of aluminium alloy with content of zirconium over 30% from zirconium-bearing oxide material (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013151232A RU2013151232A (en) | 2015-05-27 |
| RU2560391C2 true RU2560391C2 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53284767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013151232/02A RU2560391C2 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Production of aluminium alloy with content of zirconium over 30% from zirconium-bearing oxide material (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560391C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130500C1 (en) * | 1998-06-08 | 1999-05-20 | Открытое акционерное общество "Полиметалл" | Method of producing metals and alloys |
| RU2201991C2 (en) * | 2001-02-13 | 2003-04-10 | Хабаровский государственный технический университет | Method of production of zirconium alloying composition |
| CN102345023A (en) * | 2011-03-15 | 2012-02-08 | 江苏凯特汽车部件有限公司 | Method and apparatus for preparing semisolid slurry for automobile aluminium wheel through compound modification refinement and electromagnetic stirring |
| EP2471968A1 (en) * | 2009-08-27 | 2012-07-04 | Guizhou Hua-ke Aluminum-Materials Engineering Research Co., Ltd. | Multi-element heat-resistant aluminum alloy material with high strength and preparation method thereof |
| CN102899522A (en) * | 2012-10-26 | 2013-01-30 | 镇江金叶螺旋桨有限公司 | Zirconium micro-alloyed nickel-aluminum bronze and preparation method thereof |
-
2013
- 2013-11-18 RU RU2013151232/02A patent/RU2560391C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130500C1 (en) * | 1998-06-08 | 1999-05-20 | Открытое акционерное общество "Полиметалл" | Method of producing metals and alloys |
| RU2201991C2 (en) * | 2001-02-13 | 2003-04-10 | Хабаровский государственный технический университет | Method of production of zirconium alloying composition |
| EP2471968A1 (en) * | 2009-08-27 | 2012-07-04 | Guizhou Hua-ke Aluminum-Materials Engineering Research Co., Ltd. | Multi-element heat-resistant aluminum alloy material with high strength and preparation method thereof |
| CN102345023A (en) * | 2011-03-15 | 2012-02-08 | 江苏凯特汽车部件有限公司 | Method and apparatus for preparing semisolid slurry for automobile aluminium wheel through compound modification refinement and electromagnetic stirring |
| CN102899522A (en) * | 2012-10-26 | 2013-01-30 | 镇江金叶螺旋桨有限公司 | Zirconium micro-alloyed nickel-aluminum bronze and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013151232A (en) | 2015-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2733772C1 (en) | Method of making ferrovanadium alloys based on aluminothermic self-propagating gradient reduction and slag refining | |
| RU2485194C1 (en) | Method for obtaining titanium-aluminium alloy from oxide titanium-containing material | |
| US11060166B2 (en) | Method for preparing titanium alloys based on aluminothermic self-propagating gradient reduction and slag-washing refining | |
| CN103045928A (en) | Method for producing ferrovanadium by aluminothermic process | |
| CN102304624A (en) | Remelting slag for electroslag remelting plate blank and manufacturing method thereof | |
| CN108385035A (en) | Using the method for pro-molten refining slag external refining 14Cr1Mo steel alloys | |
| CN109929961A (en) | A kind of purposes for the technique and magnesium ball preparing magnesium ball with tundish paint | |
| CN102199687A (en) | RH vacuum treatment desulfurizing agent used for non-oriented electrical steel, preparation method thereof, and desulfurizing method using same | |
| RU2560391C2 (en) | Production of aluminium alloy with content of zirconium over 30% from zirconium-bearing oxide material (versions) | |
| Wang et al. | CAS-OB refining: slag modification with B2O3–CaO and CaF2–CaO | |
| CN102839292A (en) | Aluminum iron alloy with ultra-low carbon, ultra-low titanium and high silicon contents for deoxidizing aluminum silicon killed steel and manufacturing method of aluminum iron alloy | |
| CN102312105A (en) | Remelted slag for electro-slag remelting titanium-containing plate blank and production method thereof | |
| RU2522876C1 (en) | Titanium slag processing | |
| CN106591580B (en) | A kind of method that low content tungsten ore prepares ferro-tungsten | |
| RU2608936C2 (en) | Mixture and method for aluminothermic production of ferrotitanium using same | |
| RU2455379C1 (en) | Method to melt low-carbon manganiferous alloys | |
| RU2335564C2 (en) | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite | |
| JP2636612B2 (en) | Production method of ultra-fast hardening cement raw material modified from steel slag | |
| CN102041343A (en) | Method for reducing DO (dissolved oxygen) content of steel | |
| CN111041240A (en) | Method for preparing ferrotitanium alloy by using perovskite concentrate as raw material | |
| RU2338805C2 (en) | Method of alumino-thermal production of ferro-titanium | |
| RU2206628C2 (en) | Charge for production of nitrogen-containing master alloys on base of refractory metals | |
| RU2196843C2 (en) | Method for furnace melting of ferrotitanium from titanium oxides | |
| CN103556028A (en) | Magnesium-and-manganese-containing deoxidizing alloy for steel making and deoxidizing method for steel making | |
| RU2201991C2 (en) | Method of production of zirconium alloying composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181119 |