Лигатурный пруток для измельчения зерна алюминия и его сплавов

 

Использование: производство фольги, слитков и фасонных отливок из алюминия и его сплавов. Цель изобретения - повышение чистоты модифицируемого алюминия и его сплавов. Лигатурный пруток состоит из металлической оболочки и наполнителя, металлическая оболочка выполнена из сплава алюминий - титан - бор, а наполнитель - из смеси солей, выбранных из ряда криолит - хлористый натрий - хлористый калий - фтористый натрий, причем соотношение массы оболочки и массы наполнителя выдерживают в пределах от 1:0,2 до 1:0,6. Использование заявляемого лигатурного прутка позволяет существенно повысить качество алюминиевой фольги и полуфабриката из деформируемых сплавов. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве фольги, слитков и фасонных отливок из алюминия и его сплавов.

Известен лигатурный пруток в виде длинномерного металлического полуфабриката из сплава алюминий-титан-бор[1] Недостатком известного лигатурного прутка является то, что при его использовании для измельчения структуры алюминия и его сплавов (модифицирования) происходит насыщение расплава оксидами поверхностной пленки прутка. Поскольку лигатурный пруток вводят на стадии разливки уже отрафинированного расплава, то удаление этих оксидов практически становится невозможным. В связи с этим возникают большие сложности с получением тонкой фольги из алюминия.

Наиболее близким к заявляемому является лигатурный пруток, содержащий алюминиевую оболочку и наполнитель в виде смеси из борсодержащего порошкообразного модифицирующего состава и гранул алюминия размером 1,7-3,3 мм и модифицируемого сплава в соотношении 2:1:1 [2] Недостатком этого лигатурного прутка является насыщение модифицируемого сплава оксидными включениями с поверхностей оболочки и гранул продуктами взаимодействия борсодержащего состава с жидким расплавом.

Целью изобретения является повышение чистоты модифицируемого алюминия и его сплавов.

Цель достигается тем, что в лигатурном прутке, состоящем из металлической оболочки и наполнителя, металлическая оболочка выполнена из сплава алюминий-титан-бор, а наполнитель из смеси солей, выбранных из ряда криолит, хлористый натрий хлористый калий фтористый натрий, причем соотношение массы оболочки и массы наполнителя выдерживают в пределах от 1:0,2 до 1:0,6.

Заявляемый лигатурный пруток в отличие от известного наряду с измельчением зерна обеспечивает повышение чистоты модифицируемого алюминия и его сплавов. Это объясняется тем, что одновременно с растворением оболочки, содержащей титан и бор, происходит взаимодействие наполнителя с поверхностными оксидами оболочки, в процессе которого они ошлаковываются.

Отличительной особенностью предлагаемого прутка является то, что солевые смеси подбирают из указанного ряда солей таким образом, чтобы обеспечить минимальную температуру ее расплавления путем использования эвтектических или близких к ним составов смесей, кроме того, в основу смесей должен входить криолит или фторид натрия, способные легко ошлаковывать оксидные включения. Указанный ряд солей дает возможность получить легкоплавкие составы смесей на основе криолита с хорошей адсорбирующей способностью.

При уменьшении доли наполнителя в лигатурном прутке от нижнего предела понижается чистота модифицируемого расплава, так как количество флюса, образованного при расплавлении эвтектических смесей солей, недостаточно для адсорбирования всех оксидов, внесенных с оболочкой.

При соотношении массы наполнителя и массы оболочки выше верхнего предела падает модифицирующая способность лигатурного прутка и весьма существенно возрастает его расход для модифицирования, кроме того, возникают трудности с получением герметичной тонкостенной оболочки.

Лигатурный пруток работает следующим образом.

В печи расплавляют алюминий для изготовления фольги и рафинируют любым известным способом для очистки расплава от неметаллических включений. Затем его заливают в подготовленный литейный ковш, из которого алюминий разливают с помощью машины для полунепрерывного литья фольговых слитков. В процессе разливки в струю алюминия вводят лигатурный пруток с расходом по материалу оболочки 1,5-2 кг на тонну разливаемого алюминия. Вводимый лигатурный пруток растворяется в струе алюминия и одновременно из смеси солей наполнителя образуется легкоплавкая флюсовая фаза, которая активно адсорбирует и растворяет в себе вводимые с оболочкой оксиды. Отделение флюсовой фазы от металла происходит в литейном желобе, по которому металл из ковша поступает в машину для литья. Здесь ее снимают с помощью шумовки. Жидкая флюсовая фаза хорошо диспергируется в струе за счет повышения ее турбулентности, что обеспечивает проработку расплава и удаление оксидных включений.

Использование заявляемого лигатурного прутка при литье слитков, предназначенных для прокатки на фольгу, обеспечивает получение высококачественной фольги за счет комплексного модифицирующего и рафинирующего воздействия на расплав на стадии разливки.

Аналогичным образом работает лигатурный пруток с наполнителем из других фтористых и хлористых солей.

В табл. 1 представлены примеры использования лигатурного прутка для прокатки на фольгу в сравнении с известным.

В табл. 2 приведены данные, указывающие на обоснованность выбранных пределов соотношения массы оболочки и массы наполнителя в лигатурном прутке, полученные при использовании прутка для модифицирования алюминиевых слитков, предназначенных для прокатки на фольгу.

Из табл. 2 видно, что из заявляемых пределов соотношения массы оболочки и массы наполнителя эффективность лигатурного прутка падает как по причине ухудшения модифицирующей способности, так и по причине рафинирующей способности.

Из представленных данных следует, что эффективность заявляемого лигатурного прутка повышает чистоту алюминия по оксидам по сравнению с прототипом более чем в 10 раз.

Использование данного лигатурного прутка позволяет существенно повысить качество алюминиевой фольги и полуфабрикатов из деформируемых сплавов.

Формула изобретения

1. Лигатурный пруток для измельчения зерна алюминия и его сплавов, состоящий из металлической оболочки и наполнителя, отличающийся тем, что металлическая оболочка выполнена из сплава алюминий-титан-бор, а наполнитель - из смеси солей, выбранных из ряда: криолит, хлористый натрий, хлористый калий и фтористый натрий.

2. Пруток по п.1, отличающийся тем, что соотношение массы оболочки и массы наполнителя составляет 1:(0,2 0,6).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2