RU2562015C2 - Carbonate mix for refining of aluminium alloys with modification effects - Google Patents
Carbonate mix for refining of aluminium alloys with modification effects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562015C2 RU2562015C2 RU2012120349/02A RU2012120349A RU2562015C2 RU 2562015 C2 RU2562015 C2 RU 2562015C2 RU 2012120349/02 A RU2012120349/02 A RU 2012120349/02A RU 2012120349 A RU2012120349 A RU 2012120349A RU 2562015 C2 RU2562015 C2 RU 2562015C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processing
- melt
- refining
- mixture
- minutes
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 title abstract description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 title description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 title description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 4
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract 3
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 16
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- VHHHONWQHHHLTI-UHFFFAOYSA-N hexachloroethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C(Cl)(Cl)Cl VHHHONWQHHHLTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L strontium carbonate Chemical class [Sr+2].[O-]C([O-])=O LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000714 At alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N [Sr].[Ba] Chemical compound [Sr].[Ba] WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- ITZMJVLQOXZJFN-UHFFFAOYSA-J calcium strontium dicarbonate Chemical class [Sr+2].C([O-])([O-])=O.[Ca+2].C([O-])([O-])=O ITZMJVLQOXZJFN-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- -1 density Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 1
- 238000009862 microstructural analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012932 thermodynamic analysis Methods 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к рафинированию и модифицированию алюминиевых сплавов для повышения их механических свойств. В расплав вводят дисперсную смесь, состоящую из карбонатов кальция и стронция, подвергнутых тонкому помолу. Изобретение может быть использовано в литейном производстве.The invention relates to metallurgy, namely to refining and modifying aluminum alloys to increase their mechanical properties. A disperse mixture consisting of calcium and strontium carbonates, finely ground, is introduced into the melt. The invention can be used in foundry.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.DESCRIPTION OF THE INVENTION.
Известна группа универсальных флюсов и препаратов, обработка которыми позволяет совместить покровную защиту, рафинирование и модифицирование алюминиевых сплавов [Исследование комплексных оксидных флюсов для обработки силуминов/ С.М.Петров, С.Г.Петрова, А.И.Конягин и др. //Совершенствование производства алюминиевых сплавов и полуфабрикатов: Сб.ст. Под ред. В.П.Киселева.-Л.: ВАМИ, 1983. - С.27-29]. Однако общим недостатком использования таких флюсов является высокая токсичность выделяющихся при обработке расплавов веществ, так как они изготавливаются на основе хлоридов и фторидов различных щелочных и щелочноземельных металлов. Кроме того, натрий, являющийся основным модифицирующим элементом, обладает недостаточной живучестью [О влиянии некоторых элементов на кристаллизацию силуминов / А.М.Галушко, Б.М.Немененок, Г.В.Довнар, А.К.Акунец // Металлургия: Сб.ст. Под ред. В.С.Пащенко. - Мн: Вышэйшая школа, 1981. - Вып.15. - С.19-22].A well-known group of universal fluxes and preparations, the processing of which allows you to combine coating protection, refining and modification of aluminum alloys [Study of complex oxide fluxes for processing silumins / S.M. Petrov, S.G. Petrova, A.I. Konyagin, etc. // Improving the production of aluminum alloys and semi-finished products: Sat. Ed. V.P. Kiseleva.-L .: VAMI, 1983. - S. 27-29]. However, a common drawback of using such fluxes is the high toxicity of substances released during the processing of melts, since they are made on the basis of chlorides and fluorides of various alkali and alkaline earth metals. In addition, sodium, which is the main modifying element, has insufficient survivability [On the influence of some elements on the crystallization of silumins / A.M. Galushko, B.M. Nemenenok, G.V.Dovnar, A.K. Akunets // Metallurgy: Sat .art. Ed. V.S. Pashchenko. - Mn: Higher School, 1981. - Issue 15. - S.19-22].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому материалу является природный минерал модификатор барий-стронциевый БСК-2 (ТУ 1717-001-75073896-2005). Он успешно применяется в количестве 4,0-7,0 кг/т для внепечной обработки сталей, включающей одновременно рафинирование и модифицирование расплава, что повышает литейные и механические свойства [Рашников В.Ф.; Тахаутдинов Р.С.; Колокольцев В.М. и др. Способ внепечной обработки стали. Пат. №2215046, Заявка №2002104454/02, приоритет изобретения от 19.02.2002. Опубликовано: 2003.10.27].The closest in technical essence to the proposed material is a natural mineral barium-strontium modifier BSK-2 (TU 1717-001-75073896-2005). It is successfully used in an amount of 4.0-7.0 kg / t for out-of-furnace steel processing, including both refining and melt modification, which increases the casting and mechanical properties [Rashnikov V.F .; Takhautdinov R.S .; Kolokoltsev V.M. and other Method of out-of-furnace steel processing. Pat. No. 2215046, Application No. 2002104454/02, priority of the invention of February 19, 2002. Published: 2003.10.27].
Недостатками природного материала являются большие размеры кусков карбоната и, как следствие, пониженные реакционная способность и невозможность применения для обработки цветных сплавов.The disadvantages of the natural material are the large sizes of the pieces of carbonate and, as a consequence, reduced reactivity and the inability to use non-ferrous alloys for processing.
Целью изобретения является разработка экологически чистого материала для обработки алюминиевых сплавов, способствующего удалению газовых и неметаллических включений, улучшению их структуры и свойств. Данный материал производится путем смешивания карбонатов кальция и стронция, подвергнутых тонкому помолу.The aim of the invention is the development of environmentally friendly material for the processing of aluminum alloys, contributing to the removal of gas and non-metallic inclusions, improving their structure and properties. This material is produced by mixing finely ground calcium and strontium carbonates.
Проведенные термодинамические расчеты вероятных химико-термических реакций показали, что в системе CaCO3-Al-Si при температурах рафинирующей обработки возможно протекание реакции 3CaCO3+2Al=3СаО+Al2O3+3CO в сторону образования оксида углерода. При температурах 700°С и 900°С изменение энергии Гиббса (ΔG) для реакции взаимодействия карбоната кальция с алюминием составляет -695,44 и -767,91 кДж/моль соответственно. Таким образом, при погружении карбоната кальция в расплав алюминия будет непрерывно протекать реакция в сторону образования CaO и CO. Полный термодинамический анализ реакции SrCO3+2Al=2Sr+Al2O3+CO+CO2 однозначно свидетельствует о протекании ее в сторону образования оксидов углерода и Sr, причем с повышением температуры и снижением давления изучаемая реакция становится термодинамически более выгодной, так как сопровождается уменьшением ΔG.The carried out thermodynamic calculations of probable chemical-thermal reactions showed that in the CaCO 3 -Al-Si system at refining temperatures, the reaction 3CaCO 3 + 2Al = 3СаО + Al 2 O 3 + 3CO can occur in the direction of carbon monoxide formation. At temperatures of 700 ° C and 900 ° C, the change in Gibbs energy (ΔG) for the reaction of interaction of calcium carbonate with aluminum is -695.44 and -767.91 kJ / mol, respectively. Thus, when the calcium carbonate is immersed in the aluminum melt, the reaction will continuously proceed towards the formation of CaO and CO. A complete thermodynamic analysis of the reaction SrCO 3 + 2Al = 2Sr + Al 2 O 3 + CO + CO 2 unambiguously indicates that it proceeds towards the formation of carbon oxides and Sr, and with increasing temperature and decreasing pressure, the reaction under study becomes thermodynamically more favorable, since it is accompanied by decreasing ΔG.
Образующиеся пузырьки СО, являясь вакуум-камерами для растворенного в расплаве водорода, будут, всплывая, рафинировать металл от водорода и неметаллических включений по адсорбционно-флотационному механизму. Образующийся стронций будет модифицировать расплав. Живучесть его существенно выше, чем у натрия.The resulting bubbles of CO, being vacuum chambers for hydrogen dissolved in the melt, will float and refine the metal from hydrogen and non-metallic inclusions by the adsorption-flotation mechanism. The resulting strontium will modify the melt. Its vitality is significantly higher than that of sodium.
Дегазирующе-рафинирующая смесь с модифицирующим эффектом - кальций-стронциевый карбонат (КСК) - может вводиться в расплав с помощью колокольчика, упакованная в полиэтиленовые пакеты и алюминиевую фольгу.The degassing-refining mixture with a modifying effect - calcium-strontium carbonate (KSK) - can be introduced into the melt using a bell, packed in plastic bags and aluminum foil.
Состав смеси: CaCO3-50-95%; SrCO3-5-50%.The composition of the mixture: CaCO 3 -50-95%; SrCO 3 -5-50%.
Введение в смесь SrCO3 менее оптимального количества не обеспечивает требуемого рафинирования расплава, так как реакция скоротечна и протекает очень бурно, что не способствует достижению высоких значений механических свойств.The introduction of a less than optimal amount of SrCO 3 into the mixture does not provide the required refining of the melt, since the reaction is fleeting and proceeds very rapidly, which does not contribute to the achievement of high values of mechanical properties.
При введении в смесь SrCO3 более оптимального количества в колокольчике остаются непрореагировавшие остатки смеси, увеличивается время реакции, что неприемлемо для технологического процесса. Если требуется только рафинирующая и дегазирующая обработка расплава, количество SrCO3 должно быть ближе к нижнему пределу, чтобы не удорожать смесь. Если требуется и модифицирование расплава, количество SrCO3 увеличивается до верхнего предела, чтобы обеспечить модифицирующий эффект при минимальном расходе смеси.When a more optimal amount is introduced into the SrCO 3 mixture, unreacted residues of the mixture remain in the bell and the reaction time increases, which is unacceptable for the technological process. If only refining and degassing treatment of the melt is required, the amount of SrCO 3 should be closer to the lower limit so as not to increase the cost of the mixture. If melt modification is also required, the amount of SrCO 3 is increased to the upper limit in order to provide a modifying effect with a minimum mixture flow rate.
Основным отличием материала является высокая дисперсность смеси. Это резко увеличивает суммарную поверхность частиц модификатора, что значительно повышает реакционную способность материала и дает возможность усилить эффект адсорбции. Экспериментально установлено, что оптимальной фракцией компонентов является 40 - 60 мкм.The main difference between the material is the high dispersion of the mixture. This dramatically increases the total surface area of the modifier particles, which significantly increases the reactivity of the material and makes it possible to enhance the adsorption effect. It was experimentally established that the optimal fraction of the components is 40-60 microns.
Оптимальное количество вводимых карбонатов (Ca,Sr)CO3 для дегазирующе-рафинирующего действия 0,5-1 кг/т (0,05 - 1%), для одновременного получения эффекта модифицирования расход смеси увеличивается до 10 кг/т (1%).The optimal amount of introduced carbonates (Ca, Sr) CO 3 for the degassing and refining action is 0.5-1 kg / t (0.05 - 1%), to simultaneously obtain the effect of the modification, the flow rate of the mixture increases to 10 kg / t (1%) .
Пример. Для определения эффективности смеси на основе кальций-стронциевых карбонатов как дегазирующе-рафинирующей присадки были проведены эксперименты. Смесь состояла из 95% CaCO3 и 5% SrCO3 со средней дисперсностью частиц, равной 40 мкм. Испытания проводились на отливке «Головка цилиндров», изготавливаемой из сплава АК6М2. Обработка металла проводилась в раздаточном ковше емкостью 900 кг при температуре 750°С. Сплав дегазировали и рафинировали смесью карбонатов в количестве 0,05% от массы расплава. Им заменялись таблетки высокотоксичного гексахлорэтана. Реакция и бурление расплава при обработке наблюдались в течение двух минут.Example. Experiments were carried out to determine the effectiveness of a mixture based on calcium-strontium carbonates as a degassing-refining additive. The mixture consisted of 95% CaCO 3 and 5% SrCO 3 with an average particle size of 40 μm. The tests were carried out on a cylinder head casting made of AK6M2 alloy. Metal processing was carried out in a distributing bucket with a capacity of 900 kg at a temperature of 750 ° C. The alloy was degassed and refined with a mixture of carbonates in an amount of 0.05% by weight of the melt. He replaced the tablets of highly toxic hexachloroethane. The reaction and melt drilling during processing were observed for two minutes.
До обработки и после обработки расплава были взяты пробы на определение химического состава, плотности, газовой пористости, механических свойств и микроструктуры сплава.Before processing and after processing the melt, samples were taken to determine the chemical composition, density, gas porosity, mechanical properties and microstructure of the alloy.
Химический состав до и после обработки представлен в табл.1.The chemical composition before and after processing is presented in table 1.
Как видно, химический состав сплава до и после обработки соответствовал СТП 37.101.7508-2009. Плотность сплава до обработки составляла ρ=2330 кг/м3. Плотность сплава после обработки равнялась ρ=2420 кг/м3. Увеличение плотности свидетельствует об эффективности дегазирующей смеси и об уменьшении количества газов в отливке после обработки. Пористость и микроструктура сплава до и после обработки представлена на рис.1 и 2.As can be seen, the chemical composition of the alloy before and after processing corresponded to STP 37.101.7508-2009. The density of the alloy before processing was ρ = 2330 kg / m 3 . The density of the alloy after treatment was ρ = 2420 kg / m 3 . The increase in density indicates the effectiveness of the degassing mixture and a decrease in the amount of gases in the casting after processing. The porosity and microstructure of the alloy before and after treatment are shown in Figs. 1 and 2.
Механические свойства соответствовали требованиям нормативной документации.The mechanical properties met the requirements of regulatory documentation.
При обработке дегазирующей смесью КСК отмечены следующие преимущества:When processing a degassing mixture of KSK, the following advantages were noted:
- отсутствовали дымовыделение и неприятные запахи, присутствующие при обработке гексахлорэтаном;- there was no smoke emission and unpleasant odors present during the treatment with hexachloroethane;
- сократилось время дегазирующей обработки расплава;- reduced time degassing treatment of the melt;
- обработка расплава КСК способствовала дополнительному модифицированию сплава.- KSK melt processing contributed to an additional modification of the alloy.
Таким образом, дисперсная смесь КСК для алюминиевых сплавов - эффективная альтернатива токсичному гексахлорэтану.Thus, the KSK dispersed mixture for aluminum alloys is an effective alternative to toxic hexachloroethane.
В дальнейшем определяли эффективность смеси КСК в качестве модифицирующей присадки при обработке алюминиевого сплава АК8 ч для отливок «Головка цилиндров. Состав смеси: 50% CaCO3 и 50% SrCO3. В плавильной печи приготовили сплав АК8 ч и обработали его по действующей на заводе технологии рафинирующим флюсом, после чего расплав перелили в раздаточные печи. При этом изменили существующий технологический процесс и обработку сплава жидким универсальным флюсом и дегазацию сплава аргоном в раздаточных печах не производили. Вместе с тем при температурах сплава 726°С в первой и 730°С во второй печах проводили обработку расплава дегазирующей смесью КСК с модифицирующим эффектом в количестве 1% от массы расплава. Колокольчик с препаратом погружали на дно тигля с металлом и производили медленное помешивание. После обработки выдержали расплав в течение 10 минут и сняли сухой шлак с зеркала металла.In the future, the efficiency of the KSK mixture was determined as a modifying additive in the processing of aluminum alloy AK8 h for castings “Cylinder head. The composition of the mixture: 50% CaCO 3 and 50% SrCO 3 . The AK8 h alloy was prepared in a smelting furnace and processed using refining flux according to the technology currently in use at the plant, after which the melt was transferred to transfer furnaces. At the same time, the existing technological process was changed and the alloy was not treated with universal universal flux, and the alloy was not degassed with argon in transfer furnaces. At the same time, at alloy temperatures of 726 ° С in the first and 730 ° С in the second furnaces, the melt was treated with a degassing KSK mixture with a modifying effect in the amount of 1% of the mass of the melt. A bell with the preparation was immersed at the bottom of the crucible with metal and slow stirring was performed. After processing, the melt was held for 10 minutes and dry slag was removed from the metal mirror.
В процессе обработки расплава препаратом наблюдалось активное бурление. Дымовыделение и неприятные запахи отсутствовали. После обработки расплава им были залиты отливки «Головка цилиндров» в количестве 16 шт. В процессе заливки форм отбирались образцы для определения механических свойств, химического состава, микроструктуры и индекса плотности сплава. Образцы отбирались с каждой раздаточной печи до обработки расплава, после обработки и десятиминутной выдержки, а затем через каждые 10 минут заливки.During the processing of the melt with the drug, active drilling was observed. Smoke and odors were absent. After processing the melt, they were cast castings "Cylinder Head" in the amount of 16 pcs. During casting, samples were taken to determine the mechanical properties, chemical composition, microstructure and density index of the alloy. Samples were taken from each transfer furnace before processing the melt, after processing and ten-minute exposure, and then every 10 minutes of pouring.
Результаты определения индекса плотности расплава приведены в табл.2 и наглядно представлены на рис.3.The results of determining the melt density index are given in Table 2 and are graphically presented in Fig. 3.
После обработки сплава произошло снижение индекса плотности сплава. В первой раздаточной печи он уменьшился в 3,7 раза, во второй печи - в 2,5 раза. В среднем, индекс плотности сплава после обработки снизился в 3 раза. Этот результат свидетельствует о высокой дегазирующей и рафинирующей способности КСК.After processing the alloy, the alloy density index decreased. In the first distribution furnace, it decreased by 3.7 times, in the second furnace - by 2.5 times. On average, the alloy density index after processing decreased by 3 times. This result indicates a high degassing and refining ability of KSK.
Очень важно, что длительность эффекта модифицирования при обработке смесью КСК увеличилась и составила от 50 до 70 минут. Результаты микроструктурного анализа приведены в табл.3 и наглядно представлены рис.4-6.It is very important that the duration of the modification effect during processing with the KSK mixture increased and amounted to from 50 to 70 minutes. The results of microstructural analysis are given in Table 3 and graphically presented in Fig. 4-6.
Соответственно были получены и высокие результаты механических свойств. Результаты испытаний отдельно отлитых образцов на механические свойства приведены в табл.4.Accordingly, high mechanical properties were obtained. The test results of separately cast samples for mechanical properties are given in table 4.
Как видно из данных таблицы, механические свойства всех залитых образцов соответствовали требованиям СТП 37.304.787-09 и отличались высокой пластичностью.As can be seen from the table, the mechanical properties of all the injected samples met the requirements of STP 37.304.787-09 and were characterized by high ductility.
Опытная партия отливок прошла весь цикл обработки и контроля в литейном и механическом цехах. Окончательный внешний и внутренний брак отливок, залитых в ходе экспериментов, отсутствовал. Места возникновения и характер дефектов исправимого брака не изменились, но отмечено, что размер и количество дефектов значительно уменьшились по сравнению с действующей технологией. Результаты испытаний смеси КСК показали, что она универсальна и выполняет функции дегазации, рафинирования и модифицирования расплава. Результаты испытаний признаны положительными.An experimental batch of castings went through the entire cycle of processing and control in the foundry and mechanical workshops. The final external and internal marriage of castings cast during the experiments was absent. The places of occurrence and the nature of the defects of the defective marriage did not change, but it was noted that the size and number of defects significantly decreased in comparison with the current technology. The test results of the KSK mixture showed that it is universal and performs the functions of degassing, refining and modifying the melt. Test results are considered positive.
Сравнили составы и количества вредных выделений при обработке алюминиевых сплавов различными традиционными препаратами и КСК. Для этого были проведены опытные плавки с отбором проб выделяющихся газов, результаты которых приведены в табл.5.Compared the compositions and amounts of harmful emissions during the processing of aluminum alloys with various traditional drugs and KSK. For this, experimental melts were conducted with sampling of the evolved gases, the results of which are given in Table 5.
F-ионыMetal fluorides in terms of
F ions
Как видно из данных табл.5, обработка расплава алюминия карбонатом кальция сопровождается выделением углекислого газа, относящегося к 4 классу опасности, тогда как при рафинировании металла распространенными в промышленности препаратами «Дегазер» (Россия), «Degasal Т-200» (Германия), «ТПФ-1» (Республика Беларусь), «Таблетка дегазирующая» (Республика Беларусь) образуются высокотоксичные соединения, такие как хлор элементарный, хлориды и фториды металлов, серный и сернистый ангидриды, оксиды азота, относящиеся к второму классу опасности. Количество газов, выделяющихся во время обработки 1 т алюминия при использовании карбоната кальция в количестве 0.05% от массы расплава в окружающую среду, составляет 1,4 мг/м3, что меньше чем при обработке алюминия препаратами «Дегазер» (Россия) - 5,5 мг/м3, «Degasal Т-200» (Германия) - 2,1 мг/м3, «ТПФ-1» (Республика Беларусь) - 1,71 мг/м, «Таблетка дегазирующая для доэвтектических и эвтектических силуминов, технического алюминия» (Республика Беларусь) - 8,02 мг/м3 с аналогичными расходными характеристиками. Отсутствие угарного газа в печной атмосфере связано с окислением выделяющегося CO2 при контакте с кислородом над зеркалом расплава. Таким образом, с экологической точки зрения, рафинирующая обработка расплава алюминия карбонатом кальция является предпочтительной по отношению к рафинирующим технологиям с использованием распространенных препаратов аналогичного назначения.As can be seen from the data in Table 5, the treatment of the aluminum melt with calcium carbonate is accompanied by the release of carbon dioxide, which belongs to hazard
Claims (1)
при этом смесь состоит из частиц 40-60 мкм. Carbonate mixture for refining aluminum alloys with a modifying effect, characterized in that it contains calcium carbonate and strontium carbonate in the following ratio, wt.%:
wherein the mixture consists of particles of 40-60 microns.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012120349/02A RU2562015C2 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Carbonate mix for refining of aluminium alloys with modification effects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012120349/02A RU2562015C2 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Carbonate mix for refining of aluminium alloys with modification effects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012120349A RU2012120349A (en) | 2013-11-27 |
| RU2562015C2 true RU2562015C2 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=49624849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012120349/02A RU2562015C2 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Carbonate mix for refining of aluminium alloys with modification effects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2562015C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109055786A (en) * | 2018-08-29 | 2018-12-21 | 营口忠旺铝业有限公司 | A kind of production technology of 6 line aluminium alloy casting rod |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081157A1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-07-02 | Foseco International Limited | Improved modifying flux for molten aluminium |
-
2012
- 2012-05-17 RU RU2012120349/02A patent/RU2562015C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081157A1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-07-02 | Foseco International Limited | Improved modifying flux for molten aluminium |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109055786A (en) * | 2018-08-29 | 2018-12-21 | 营口忠旺铝业有限公司 | A kind of production technology of 6 line aluminium alloy casting rod |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012120349A (en) | 2013-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104328299A (en) | Flux for aluminum and aluminum alloy melt refining and preparation method of flux | |
| RU2396364C1 (en) | Flux for reducing, refining, modifying and alloying steel | |
| KR20120129719A (en) | Manufacturing method of alloys and alloys fabricated by the same | |
| CN103266237B (en) | Deslagging smelting flux for smelting casting zinc alloy and preparation method thereof | |
| RU2562015C2 (en) | Carbonate mix for refining of aluminium alloys with modification effects | |
| RU2187559C1 (en) | Flux-cored wire for pig iron desulfurization | |
| RU2422546C2 (en) | Procedure for iron inoculation | |
| RU2222604C2 (en) | Powder wire for desulfuration of cast iron | |
| CN115612870B (en) | Mg remover and aluminum alloy manufacturing method | |
| RU2525967C2 (en) | Modification of cast alloys | |
| RU2009139868A (en) | PYROMETALLURGICAL METHOD FOR PRODUCING METAL MELTS AND CONTAINING TRANSITION METAL ADDITIVE FOR THEM | |
| RU2599464C2 (en) | Charge and method for aluminothermic production of chromium-based alloy using said charge | |
| RU2601718C1 (en) | Method of magnesium-zirconium alloys melting and casting | |
| RU2396359C2 (en) | Powder wire for out-of-furnace treatment of melts on iron base (versions) | |
| RU2318029C1 (en) | Method of refinement of the aluminum alloys | |
| US2965477A (en) | Treatment of molten metals | |
| RU2456349C1 (en) | Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt | |
| RU2530190C1 (en) | Modifying agent for steel | |
| RU2396365C1 (en) | Procedure for refining aluminium alloys | |
| RU2317337C2 (en) | Powder wire for addition of magnesium to iron-based alloys | |
| ES2328895T3 (en) | STEEL DEOXIDATION PROCESS IN COLADA SPOON. | |
| RU2618040C2 (en) | Protective gas mixture for treating of magnesium alloy | |
| RU2567928C1 (en) | Modifying mix for steel out-of-furnace processing | |
| RU2315814C2 (en) | Method for ladle treatment of cast-iron | |
| RU2187560C1 (en) | Flux-cored wire for pig iron desulfurization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20150310 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20150624 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151110 |