Способ обработки алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к производству сплавов в цветной металлургии , в частности к способам рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов, выплавляемых из лома и отходов. Цель - повышение выхода сплава путем снижения потерь металла со шлаком и гигроскопичности плава. Положительный эффект достигается за счет того, что в струю плава при сливе из хлоратора при 630-68С, °С, вводят смесь CaF с в соотношении 1,6-1,8:1 в количестве -,5% от маесы плава хлоридов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. S (Л

ГООЗ гОВЕТСНИХ

СОЩЯ ЛИСТИЧЕСНИ и СПУБЛИК

„.,SU„„1705384

А1 (5115 С ?? С 1!" 6, С 2? " 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ це пом.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4795067/О (2?) ?1. 02. 90 (46) 15 01.92. Бюл. Н 2 (71) Усть-Каиеногорский титано-магниевый комбинат им. 50-летия Октябрьской революции (72) В.И. Гель, И,Е. Тодораки, А.И. Погорелов, Д.Е. Карнаков, P.С. Ислаиов, П.П. Ткаченко и А.И. Чикоданов (53) 669 715.018 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1171552, кл. С 22 С 1/06, 1983. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛОИИНИЕВЫХ

СПЛАВОВ

Изобретение относится к проиэвод< тву сплавов в цветной металлургии, в частности к способам рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов, выплавляемых из лома и отходов.

Известен способ модифицирования алюминиевых сплаеое солями титана, включающий продувку расплава четыреххлористым титаном со скоростью

0,01-0,01 кг/иин при 730-750 С.

Известен универсальный флюс дгя однородного рафинирс,ания и модифицирован 1я Ilитейных а J1kñминиевых сllflаеое, имеющий следующий химическ и сос тае, мас.4: КС1 40; NaC1 35; N, А1Г- 11;

NaF 10. Флюс предварительн р;:с плаоляют и в жидком виде в количестяе ",,5—

1,5 от массы жидкого мет I nr,I вя.;и» г в расплав и интенсие"о эам ь -.-ь- т, 2 (57) Изобретение относится к производству сплавов в цветной металлургии, в частности к способаи рафинирования и иодифицирования алюминиевых сплавов, выплавляемых из лоиа и отходов. Цель - повышение выхода сплава путем снижения потерь металла со шлаком и гигроскопичности плава.

Положительный эффект достигается за счет того, что в струю плава при сливе из хлоратора при 630-680 С, вводят смесь CaFZ с NayA1Fg в соотношении

1,6-1,8:1 в количестве 4 -4,5ь от массы плава хлоридов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ обработки алюминиевых сплавов, включающий введение права хлоридов титанового производства в расплав в присутствии отработанного электролита магниевого производства, в 1,52,0 раза превышающего когичество плава хлоридов.

Недостатками способа являются повышенные потери металла со шлаком.

Большое содержание металла в шлаке вызвано низким поверхностным натяжением системы плае хлоридоя - алюминиевый расплав, и следоват льно, хорошей смачиваемостью жидк 1го металла плавом, что приводит к с I п 1т»рям

ccI шлаком и снижает выход пл:н а в

1/O5384

Целью иэс(ре тениР Рвлле1ся псвынение выхода сплава.

По 1,,1влеHH. я цс ль достигается

1 г H ч1 о f1pFде ри1 сльно Ос} щеc тОJ18 ют вв дени B плай хлоридов титаноBoão производства фгюорита и криолиТа в соотнонении 1,6-1,8:1 в количествс ь-4,5: от массы плава хлоридов. Причем лучшие рсэультаты получаются при введении в плав хлоридов флюорита и криолита при 630-680 С. о

При введении солевых фторидных добавок в плав хлоридов межфаэное н,1тяжс ие алюминия на границе с жид 5 ким плавом возрастает.

На практике повышение мсжфаэного натяжения привод»т к тому, что при съгме шлака с поверхности жидкого металла алюминий легко отделяется от 20 шлака, вследствие чего посгедний содержит незначительное количество алюминия. Повышается извлечение металла, упрощается переработка и регенерация шлака. 25

Наиболее эффективно введение флоорита (CaF>) для повышения растворимости, устойчивости и однородности флоридно-фторидной солевой системы в смеси с порошком натриевого 30 криолита (Na А1Г ) в соотношении 1,61,8:1. Полученную смесь вводят в плав хлоридов при 630-680 С. Такая подача обеспечивает равномерное распределение фторидов по объему жидкого плава. Частично растворяясь в щелочных хлоридах, например в хлористом натрии (NaCI), вводимые реагенты в указанных пределах образуют систему

AI Ca Na //C1 Ф, близкую к эвтекти-<0 ке CaF < — 660 С (с избытком NaF) 203

NaF, 651 CaF<, 15ь AIF>, 503 NaCI °

В первом приближении с увеличением количества аГ до стехиометрического

cooTHoUlF Hия фторидную час1 ь сис1 емы 4с можно преобразовать е виде 651 СаЕ, 35 - Na)AL)6 °

На практике даже с учетом некоторой потери фт оорита в виде механической смеси с плавом хлоридов суммарная концентрация СаР + NaAIF в плаве хлоридов сост авила 4-4, 51 (мас. ь) очезидно 3а счет BflvRH«R на межфаэное натяжение системы плав хлоридов — алюминий натриевогo криолита.

При вьедении смеси флюс рита и криолита в количестве менее 4 от массы плава хлоридов количество металла в шлаке после обработки псвышастся, что приводит к снижению Bbl хода сплава.

С увеличением количества фторидов выше 4,54, снижае1сР их растворимость s хлоридном расплаве и дальнейшего снижения содержания металла в шлаке не происходит. Кроме того, повышается температура плавления флюса, снижается его жидкотекучесть, что отрицательно влияет на процесс рафинирования в виду низкой растворимости CaF< в плаве иэбыток его выпадает в осадок или ра спределяет ся не равномерно в слое жидкого плава хлоридов, так как имеет большую плотность .

Все это приводит к потере металла со шлаком, а следовательно, к снижению выхода сплава.

Установлено, что смешивание СаГ и Иа3А1У6 с планом хлоридов в сухом виде не дает положительного эффекта ввиду резко отличающихся теплофизических свойств этих материалов. Поэтому тонко измельченный флюорит в смеси с криолитом вводят в жидкий плав хлоридов при 630-680 С, что позволяет получить положительный эффектснизить потери металла со шлаком, а в целом повысить выход сплава.

Изменение соотношения CaF<. На А1Р в сторону снижения флюорита менее

1,6:1, а также в сторону увеличения

CaF более 1,8: 1 отрицательно сказывается на взаимной растворимости фторидов, а также их растворииости в плаве хлоридов, так как система далеко смещается в стороны от эвтектической точки, Снижается также межфазное натяжение плав хлоридов - алюминиевый расплав и увеличиваются потери металла со шлаком, следовательно, повышается выход сплава.

При теипературе плава хлоридов На момент слива из хлоратора ниже 630 С также ухудшается растворимость фторидов в плаве хлоридов, что приводит к возрастанию содержания металла в шлаке при обработке. Возрастание температуры плава при сливе выше 680"C приводит также к сиещению системы в сторону от эвтектичес:ого состояния, что также увеличивает потери металла со Ilпаком.

Г р и м е р 1. В плав хлоридов, о имеющих температуру 6)0 С, непрерывным потоком с помощью тарельчатого питателя подают смесь тонко молотых порошков флюорита и натриевого криоли1705384 лицу.!

Коли че с тв о смеси CaF

Na)A1Fg к массе!

Север>ание

Соотношение

CaFi енперэ

Состав ллава

Состав отраоо та нно го

ПриНР P тура пламлоридов, мас.4 не-е па в шлаке, 11 3А1Г; мас.д. элект ролита магниевого ва хлс рилов, лроиав эдства, мас. плав а

72,0

А1013 30>0

FeC1т 0,5

ЧОС1э 0>5

1,6:1

0,05

NaC1

1В,О мвс

СаС1

2,5

2,5

le,0

11а С1

35,0

МаОС1 3,0 т10с1„

1- >о

Ь30

»

630 в соотняп0н и 1,8:1 (по массе J ..

При этом pncxnll ппава хлоридов 3 т/ч, а рас од смеси, подаваемой в струю плава, — 0,12 т/ l. Таким образом, - nличество подава>- мой смеси 4,0у> от массы плава хлоридов. Последний имеет сл дующl1й xèèè lo сKèé состав, мас.": оксихлорид титана 13,0; хлорид алюминия 30,0; хлорид железа 10

0,5; оксихпорид ванадия 0,5; хлорид натрия 18,0; хлорид калия 35,0; окс хлорид ниобия, 3, О. Плав после слива и смеш1 вания его с фторидаии подвергают принудительному охлажде- 15 нию Mcтодом безводной грануляции. на дисковом грануляторе.

В лабораторной электропечи расплавляют 2 кг сплава ЯК7 с повышенным сгтдержанием магния (1,5"), пере- 20 гревают расплав до 750 С. Для получения сплава с содержанием магния в пределах, установленных ГОСТом, надо удалять из расплава 1 магния.

Установлено, что для удаления 1 кг 25 магния необходимо 6-7 кг смеси плава хлоридов с флюоритом и криоли3ом.

Так как 1> составляет 20 г, то для удаления магния гютребуется 120 г реа гента . Масса отработанного элект - gp ролита магниевого производства в

1,5-2,0 раза. больше массы плава хлоридов и составляет 200 г.

Отработанный электролит магниевого производства, измельченный предва- Зс рительно до крупности частичек 35 мм расплав подают на поверхность жидкого металла. Затем с помощью погружной центрифуги вводят расчетное количество плава хлоридов в смеси 40 с Флюооитом и криолитом. Центрифугу затем извлекают, отстаив;гот расплав

10 мин, после чего снимают шлак и разливают металл flo фармующим средствам.

Остальные примеры сведены в табТехнико-экономические преимущества способа по сравнению с прототипом и известными решениями заключаются в снижении потерь металла со шлаком в процессе рафинирования, а следовательно, в гювышении выхода сплава, достигаемых за счет введения в плав хлоридов при сливе его из хлоратора смеси флюорита и натриевого криолита при

630-680 С.

Применение способа по сравнению с прототипом позволит повысить в конечном итоге извлечение металла при плавке, а также улучшить условия переработки и регенерации шлака.

Формула изобретения

1. Способ обработки аломиниевых сплавов, включающий введение в расплав отработанного электролита магниевого производства, последующее введение плава хлоридов титанового производства в соотношении (1,5-2,0):1 отличающийся тем, что, с целью повышения выхода сплава, предварительно осуществляют введение в плав хлоридов титанового произвс1дства флюорита и криолита в соотношении (1,6-1,8):1 в количестве 4-4,5ь от массы плава хлоридов.

2. Способ по п.1, э т л и ч а юшийся тем, что введение в плав хлоридов флюорита и криолита осуществляют при 63"-680 С.

1 ) 5384

Продол>кг ние таблицы

Тем»г ратура плаГоста в п, ва

CA(.T, tt пт ра ботачного

П1 и-.

W t> хло ридо в, маг. ва хлоридов, Г э>х. к> ропи та магниевого мас.д. плана прон.вгдствэ мас.Ф

0,27

630

650

0,05

° °

О, 042

680

1,8:1

° I

1,8:1

620

0,21

1,6:1

0,29

700

1 .6: 1

4,5

650

1,6:1

4>3

650

I °

1,6:1

650

0>21

4,7

° °

0,33

650

3,8

»

4,0

650

0,41

4,3

630

1,8:1

0,65

Прототип

2,8

П р и и е и а н и е. Отработанный электролит 4 кг; плав хлоридов 2 кг> температура обрабатываео

» мого расплава 750

Сс отавитель О. Гог)г,;жникова

Редактор О. Спегивык Техред А.Кравчук Корректор A. Обруча р

Подписное

Тираж канав 17?

ВНИИ11И Государгтяен- i n конитет0 по и",оГ>рете)н)яи и открытиг1)л г)ри ГКНТ СССР

113 ) ) :, И >с> п0, Ж-35, Раушскап иаб., д. 4/5

11рэиэвг>)1гтгзпнно-и ),э > и> t. >,»> н»> > > ° »,; t 1lэтг tt >, г, Ужг opoQ уг>. Га) акн»a, 101

)

Соотноление са!1

7)э А1Г

2,0:1

1, 6: 1

1,6: 1

1,6:1

I, Годе рвание металла в вла ке, 0,058

0>039