Способ получения чушковых сплавов системы магний-алюминий- цинк-марганец

 

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к производству первичных чушковых магниевых сплавов. Цель изобретения - упрощение процесса и повышение его эффективности. Сплав готовят в солевой ванне с плотностью расплава больше плотности сплава на 0,1-0,2 т/м³ . На слой жидкого магния толщиной не менее 0,3 м вводят лигатуру со скоростью 0,001 - 0,01 т/с. Лигатура содержит, мас. % : алюминий 20 - 49, цинк 0,02 - 2,00, марганец 0,2 - 3,0, магний - остальное. В качестве лигатуры может быть использован вторичный магниевый сплав. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к производству первичных чушковых магниевых сплавов. Известная технология приготовления и разливки чушкового сплава системы магний-алюминий-цинк-марганец в тигельных электрических печах включает операции очистки тигля, загрузки в тигель вторичного сплава и алюминия, расплавление, заливку магния-сырца, нагрев под флюсом, введение марганца при перемешивании, введение цинка, рафинирование флюсом при 740-750^оС, отстой и охлаждение до 700-710^оС, разливку на литейном конвейере. Марганец может быть введен в виде лигатуры алюминий-марганец. Обычно емкость используемых на предприятиях тиглей не превышает 2 т, а общая продолжительность одной плавки составляет 4-6 ч. Недостатками известной технологии являются периодичность процесса, низкая производительность печей, большой расход электроэнергии, значительные потери металла с донными остатками, достигающие 4-5% от веса плавки, большой расход нихрома и тиглей. При плавке сплавов системы магний-алюминий-цинк-марганец в более совершенном оборудовании - печах с солевым обогревом при плотности соли на 0,1-0,2 т/м³ больше плотности сплава - снижается расход электроэнергии, в несколько раз повышается производительность печи, исключаются потери с донными остатками. Технология плавки включает операции накопления в печи магния, приготовления в отдельных тигельных печах сплавов алюминий-цинк и магний-марганец, перелива сплавов из тиглей вакуум-ковшом в печь с солевым обогревом, перемешивания, отстаивания в течение 60 мин и разливки в чушки кондукционным насосом. К недостаткам известного способа относятся необходимость использования дополнительно двух тигельных печей и применения для плавки алюминия специального тигля из чугуна или из стали с обмазкой, так как алюминий активно растворяет железо, являющееся вредной примесью в магниевых сплавах; невозможность получения богатого по марганцу сплава с магнием в тигле, поскольку растворимость марганца в магнии составляет около 2% и процесс идет при температуре выше 750^оС; длительность отстоя сплава в печи с солевым обогревом в связи с необходимостью очистки от повышенного содержания железа. Цель изобретения - упрощение процесса и повышение его эффективности - достигается тем, что на слой магния толщиной не менее 0,3 м в солевой печи заливают магний-алюминий-цинк-марганцевую лигатуру со скоростью 0,001-0,01 т/c. На слой магния может быть залит также вторичный магниевый сплав. Промежуточную лигатуру выплавляют в стальном тигле загрузкой в жидкий магний при 700-750^оС навески шихтовых материалов с последующим перемешиванием расплава. Лигатура содержит, мас.%: алюминий 20-49, цинк 0,02-2,0, марганец 0,2-3,0, магний - остальное. Количественные параметры обусловлены тем, что при глубине слоя магния менее 0,3 м лигатура, плотность которой в 1,5-2 раза больше плотности магния, может пройти слои магния и соли и попасть в донные шламовые слои печи, увеличивая потери металла. При скорости заливки лигатуры в магний менее 0,001 т/c значительно увеличивается время операции и связанное с этим повышенное окисление лигатуры в тигле и струе; при скорости заливки лигатуры выше 0,01 т/c появляются проскоки лигатуры через слои магния и соли в шлам с увеличением потерь металла, нарушается процесс перемешивания сплава. Предложенный режим выплавки и ввода лигатуры способствует ее хорошему усвоению и низким потерям металла. По сравнению с прототипом упрощен и изменен процесс подготовки лигатуры и введения ее в магний, определены параметры введения ее в магний и последовательность операций. В результате сокращается вдвое количество электропечей, уменьшаются потери металла. Вторичный сплав используется для приготовления качественного стандартного сплава. В опытных плавках лигатура содержала, мас.%: магний 50-80; алюминий 20-49; цинк 0,02-3; марганец 0,2-3,0. В опытно-промышленных исследованиях в печь заливают 6 т магния-сырца, 2,5 т вторичного сплава известного состава (или также магния-сырца), рассчитывают состав промежуточной лигатуры с тем, чтобы получить 10 т сплава МА8Ц (по ГОСТ 2581-78, Сплавы магниевые в чушках) состава, мас.%: магний - основа; алюминий 7,5-8,7; цинк 0,3-0,8; марганец 0,2-0,5; кремний ≅0,5; железо ≅0,02; никель≅<0,004; медь ≅0,05; сумма регламентируемых примесей не более 0,18. Навески алюминия, цинка, марганца загружают в тигель печи СМТ-2, подогревают и заливают жидким магнием-сырцом до 1,5 т, после расплавления перемешивают и заливают в печь приготовления сплава с различной интенсивностью опрокидыванием тигля. С целью определения минимальной глубины слоя магния при приготовлении сплава без использования вторичного сплава лигатуру заливают в печь при различной глубине слоя магния. Во всех опытах количество залитой лигатуры 1500 кг. После заливки лигатуры и достижения массы сплава 10 т отбирают пробу в нескольких точках объема сплава, перемешивают перекачиванием центробежным насосом и вновь отбирают пробу в тех же точках, определяя необходимое время перемешивания в печи. Температуру в печи в период выплавки сплава поддерживают в пределах 700-720^оС. После получения готового сплава металл разливают на литейном конвейере, подавая его кондукционным насосом. Время разливки 10 т сплава 2-2,5 ч. После разливки процесс повторяют. Результаты опытно-промышленных плавок приведены в таблице. Состав вторичного магниевого сплава, мас.%: магний - основа; алюминий 4-16; цинк 0,1-4,0; марганец 0,1-0,5; кремний 0,05-0,3; железо 0,01-0,03; медь 0,01-0,30; никель <0,01.Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУШКОВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ МАГНИЙ-АЛЮМИНИЙ-ЦИНК-МАРГАНЕЦ, включающий плавление магния в солевой ванне с плотностью расплава больше плотности сплава на 0,1 - 0,2 т/м³, введение в магний жидкой лигатуры, перемешивание и отстаивание, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его эффективности, лигатуру вводят со скоростью 0,001 - 0,01 т/с на слой магния толщиной не менее 0,3 м. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лигатуры используют вторичный магниевый сплав. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лигатуры используют состав, мас.%: Алюминий 20 - 49 Цинк 0,02 - 2,00 Марганец 0,2 - 3,0 Магний Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---