Флюс для плавки медных сплавов

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может использоваться при плавке меди и ее сплавов, например алюминиевой бронзы. Цель изобретения - снижение потерь металла и зарастание футеровки печи. Цель достигается тем, что флюс содержит, мас.%: фтористый кальций 2-3; фтористый магний 2-3; криолит 0,3-0,5; порошок графита остальное. Дополнительно флюс может содержать 5-10 мас.% хлористого натрия. Флюсовый покров предложенной композиции восстанавливает легирующие компоненты металлов в наростах и настылях. Это приводит к уменьшению с потерь металла на угар и в шлак, снкжению зарастания ванн и каналов печи оксидами и др. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л ю со 4: СХ) СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5В 4 С 22 С 1/06 С 22 B 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3923255/22-02 (22) 08.07.85 (46) 07.03.87. Бюл. У 9 (7 1) Государственный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов и Кольчугинский завод по обработке цветных металлов им. Серго Орджоникидзе (72) Б.А.Фоченков, Д.П.Ловцов,.

А.Д.Лихарев, А.Н.Соловов и В.Ю.Карасев (53) 669.3.018(088.8) (56) Курдюмов А.В. и др. Литейное производство цветных и редких металлов. М.: Металлургия, 1972, с.175, 177 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 1129261, кл. С 22 С 1/06, 1983.

„„SU„„1294857 А1 (54) ФЛЮС ДЛЯ ПЛАВКИ МЕДНЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может использоваться при плавке меди и ее сплавов, например алюминиевой бронзы. Цель изобретения — снижение потерь металла и зарастание футеровки печи. Цель достигается тем, что флюс содержит, мас.%: фтористый кальций 2-3; фтористый магний 2-3; криолит 0,3-0 5- порошок графита остальное. Дополнительно флюс может содержать 5-10 мас.% хлористого натрия. Флюсовый покров предложенной композиции восстанавливает легирующие компоненты металлов в наростах и настылях. Это приводит к уменьшению потерь металла на угар и в шлак, снижению зарастания ванн и каналов печи оксидами и др. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1294857

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке покровно-защитного флюса, используемого при плавке меди и ее сплавов, например алюминиевой бронзы. 5

Цель изобретения — снижение потерь металла и эарастания футеровки печи при выплавке алюминиевых.бронз, а также повышение восстановительной способности флюса.

Для этого флюс содержит фтористый кальций, фтористый магний, криолит и порошок графита крупностью 0 5-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

f5

Фтористый кальций 2-3

Фтористый магний 2-3

Криолит 0,3-0,5

Порошок графита Остальное

С целью повышения восстановительной способности флюса он дополнительно может содержать хлористый натрий в количестве 5-10 Mac.X

Введение в состав флюса криолита ниже указанного предела неэффективно ввиду того, что ухудшается его кроющая способность. Флюс становится менее подвижным. Футеровка шахты печи сравнительно быстро зарастает шлаком. Содержание криолита выше верхнего предела приводит к быстрому вырождению флюса и повышен ному содержанию фторидов в окружающей атмосфере, что создает опас35 ность для здоровья людей.

Введение фтористого магния и фто" ристого кальция в количествах ниже нижнего предела не оказывает существенного влияния на срок действия флю- 4 са так же, как и на раскислительную способность, а лри их введении более .верхнего предела их раскислительная способность практически незаметна, а срок действия флюса не увеличивается.

Флюс, состоящий из смеси графитового порошка и фтористых солей, полностью покрывает поверхность зеркала ванны, защищая его от окисления. Образовавшиеся оксиды легирующих компонентов могут восстанавливаться. Однако этот процесс может протекать нестабильно с образованием карбидов, например, AI С, Fe С и др. Введение в состав флюса NaCI в сочетании с MgF и CaF и криолитом резко усиливает процесс восстановления оксидов. При этом катализатором процесса служит углерод (графит) . Предлагаемая композиция флюса обладает высокой реакционной способностью, которая ведет к изменению строения шлаков.

Введение графита в виде порошка с размерами частиц 0,5-5 мм обусловлено тем, что при размере частиц менее 0,2 мм повышается пылеобразование, увеличивается механическое запутывание металлических корольков, что ведет к повышению содержания металла в шлаке. При частицах размерами более 5 0 мм уменьшается кроющая способность флюса, что также увеличивает потери металла в угаре.

Высокое смачивание флюса обусловлено наличием в нем углерода, который обеспечивает двухфазность флюса и определяет хорошую кроющую его способность, Взаимодействие графита, наведенного на расплавленный металл, с кислородом воздуха приводит к выделению тепла в расплав и разогреву флюсового покрова, что улучшает его кроющие свойства, увеличивает вязкость. Обладая высокой степенью черноты, флюсовый покров является естественной защитой от тепловых потерь на излучение, что увеличивает КПД печи и уменьшает удельный расход электроэнергии.

Флюсовый покров предлагаемой композиции за счет активного влияния углерода, NaCI и криолита на футеровку шахты печи, состоящей, как правило, иэ шамотного кирпича (60 AI O> и 40K SiO ), разъедает, а в некоторых случаях еще и восстанавливает легирующие компоненты металлов в наростах и настылях. Все это в целом приводит к уменьшению безвозвратных потерь металла на угар н в шлак, снижению процесса зарастания ванн и каналов печи оксидамн и др.

Для определения оптимального состава флюса проводят лабораторные исследования в два этапа: подбор композиции флюса, обеспечивающего минимальные потери металла на угар и в шлаке, а также флюса, который способствует наименьшему зарастанию ванны печи окислами (образованию наростов н настылей)„

Исследования проводят на сплаве, плавление которого осуществляют в набивном тигле (кварцитовая масса) емкостью около 10 кг. Печь электви1294857 ческая с силитовыми нагревателями.

Температура обработки расплава флюсами соответствует температуре его в промышленных печах перед переливом о в миксер и равна в среднем 1180 С.

Методика экспериментов аналогична балансовым плавкам, проводимым на промышленных печах для установления потерь металла на угар и в шлаке.

Качество и тип шихтовых материалов, как и при проведении экспериментов в производственных условиях, не учитывались. Плавки проводились на специально приготовленных кусках алюминиевой бронзы. Для сравнения плавка проводилась на некоторых известных составах флюсов.

Результаты лабораторных экспериментов представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что предлагаемый флюс во всем диапазоне содержания компонентов уменьшает безвозвратные потери на угар и в шлаке в 1,5-2,0 раза ° Наблюдается заметное снижение зарастания футеровки тигля °

В экспериментах использовался особо чистый графит со следами серы и зольностью менее 17.. Гранулометрический состав графитового порошка не определялся строго. Зафиксированы указанные основные размеры частиц.

Химический анализ пробы, отобранной при плавке Ф 7 (табл. 1), не обнаружил в ней вредных примесей, перешедших в расплав из графита. 35

По результатам лабораторных исследований проводят производственные испытания флюса при плавке сплава и двухфазной канальной печи. Принимая во внимание результаты лабораторных исследований и сущность проведения балансовых плавок в производственных условиях, проводят три партии плавок: на известном и на предлагаемом составе флюса без и с NaC1 в пределах содержания составляющих, вы-. явленных лабораторными экспериментами °

Результаты балансовых плавок приведены в табл. 2.

В процессе опытно-промышленных испытаний технология плавки осуществлялась по действующей на заводе технологической инструкции, продолжительность баланса составляла двое суток (ч8 ч). Плавильные печи работали на двух фазах и оптимальных электромагнитных параметрах. Печь работала непосредственно на машину п/н литья.

Проведенные опытно-промьш ленные плавки показали, что применение предлагаа.мого флюса позволяет сократить в 1,5-2,0 раза угар металла и образование шлака. При этом футеровка шахты печи практически не зарастает шлаком. Электромагнитные параметры печи за время экспериментов не изменилнсь, что свидетельствует об отсутствии зарастания каналов оксидами.

Формула изобретения

1. Флюс для плавки медных сплавов, содержащий фтористый кальций, фтористый магний, криолит и порошок графита крупностью 0 5-5 мм, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения потерь металла и зарастания футеровки печи при выплавке алюминиевых бронэ, флюс содержит компоненты при следующем соотношении, мас.7.:

Фтористый кальций 2-3

Фтористый магний 2-3

Криолит 0,3-0,5

Порошок графита Остальное

2. Флюспоп. 1, отличаюшийся тем, что, с целью повышения его восстановительной способности, он дополнительно содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Фтористый кальций 2-3

Фтористый магний 2-3

Криолит 0,3-0,5

Хлористый натрий 5-10

Порошок графита Остальное

1294857

Т а б л и ц а 1

Древесный уголь 0,01%.

ИазА1Р (известный (1)) 0,863

3,97

CaF 5

XgF, 10

NaэA1F 7

Графит " Остальное (известный f 2 3) 0,66

2,31

27 от веса шихты

CaF 1

F1gF 1 зА1Р 0,1

Графит Остальное

2,80

О, 959

1,80

0 95

0,25

1,7

0,27

1,85

0,255 1,8 оксидов

CaF

М8К, Na зА1

NaCl

Графит

Сагыз

MgF

Na A1F

Яа11

Графит

СаГ м@г, Na A1F

NaCl

Графит

СаР

Е@Р, Na AlF

NaCl

Графит

1

0,1

Остальное

2,7

2 5

0,4

5,0

Остальное

2,5

2,5

0,4

Остальное

2,5

2,5

0,4

Остальное

Большое количество шлака, тигель зарастает

Флюс быстро вырождается (сделано две плавки), кроющая способность неудовлетворительная, в месте контакта расплава с футеровкой образуется скопление шлама (комковатость) Кроющая способность флюса неудовлетворительная, футеровка тигля не зарастает

Тигель не зарастает хорошая кроющая способность, мало оксидов алюминия

Хорошая кроющая способность, оксидов мало

После плавки отличное состояние тигля, шлак рассыпчатый, с незначительным количеством

1294857

Продолжение табл.I

Графитовая крошка, размеры 35 мм

2,6

0 35

Недостаточная кроющая способность

Графитовый порошок с размером частиц

0,5-5 мм (минимальное содержание графитовой пыли) 0,31

2,4

Шлак практически не изменился, возможно его многократное использование

*Предлагаемый флюс

Таблица2

Состав Компоненты флюса, мас.% флюса

1,61

0,52

CaF< . 1 Р2

Na A1F

Графитовая крупка Остальное (известный) СаР 3

М8Г, Э

Na зА1Р 0,4

Графит Остальное (размеры частиц

0,5-5 мм) 0,91

0,29

0 S8

0,27

ВНИИПИ Заказ 564/28

Тираж 605 - Подписное

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

СаГд

MpFд

Ха А1Р

NaC1

Графит

3

0,4

Остальное

Потери Потери Результаты испытаний на угар, металла

Е в шлаке

Кроющая способность флюса незначительная, особенно при работе печи с единицами ОДИ.

Флюс скатывается с поверхности бурунов, образующихся над "напорными устьями

Хорошая кроющая способность. Покров флюса из-за наличия графита работает как крышка, снижая потери тепла с поверхности ванны. Шлак рассыпчатый, с низким содержанием корольков и окисной части

При всех положительных сторонах флюса отмечается практически полное отсутствие "зарастания шахты шлаком