Флюс для рафинирования алюминиевых сплавов

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для порционного рафинирования алюминиевых сплавов. В качестве флюса используют отход производства - шлам соляных закалочных ванн. Изобретение позволяет создать флюс для высокой очистки алюминиевого расплава от примесей и неметаллических включений при высоких механических характеристиках получаемого алюминиевого сплава. 1 табл.

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для рафинирования алюминиевых сплавов от примесей водорода и неметаллических включений.

Известен состав флюса для рафинирования алюминиевых сплавов от магния [1], содержащий хлористый натрий (15-25 вес.%), хлористый калий (15-25 вес.%), кремнефтористый натрий (10-25 вес.%), смесь криолита и фтористого алюминия (60-25 вес.%), каждый вводится на поверхность расплавленного металла.

Отмечено уменьшение количества магния в сплаве и удельный расход флюса на 1 кг магния.

Флюс имеет недостатки, в частности, длительное время обработки расплава из-за введения и расплавления каждого компонента в отдельности и высокую стоимость флюса из-за использования чистых материалов. Известен флюс для обработки алюминиевых сплавов [2].

Флюс для рафинирования алюминиевых сплавов содержит хлорид натрия и хлорид калия, с целью обеспечения более полного удаления неметаллических включений из сплава он дополнительно содержит базальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид натрия 30-35
Базальт 30-40
Хлорид калия Остальное

Флюс имеет высокую стоимость из-за использования чистых материалов. Известно использование отходов производства при изготовлении флюса. Например, патентом РФ №2010882, C22C 1/06, C22B 9/10, опубл. 15.04.1994 - прототип - защищен флюс для алюминия и его сплавов, содержащий, мас.%: карналлит 60-85 и угольную пену 15-40 - отход производства, образующийся при электролизе алюминия. В прототипе ставится цель сокращения продолжительности плавки, расхода электроэнергии и флюса с сохранением рафинирующих свойств (флюс загружают на поверхность расплава при 780°C), уменьшение трудозатрат на чистку печи и снижение стоимости флюса.

Флюс имеет двухкомпонентный состав, и его приготовление в тигле при температуре 780°C в течение 2,5 часов связано с определенными расходами электроэнергии и времени. Карналлит - минерал, использование которого также связано с материальными затратами.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по созданию флюса для обработки алюминиевых сплавов из материалов невысокой стоимости, расширяющих сырьевую базу и ассортимент используемых материалов.

Техническим результатом является создание флюса для высокой очистки металла от неметаллических включений при высоких механических характеристиках получаемого сплава.

Этот технический результат достигается тем, что флюс для рафинирования алюминиевых сплавов на основе отхода производства в качестве отхода производства содержит шлам соляных закалочных ванн следующего состава, мас.%:

Железо металлическое, оксид 22,50-23,50
Хлорид натрия 9,50-10,50
Калий хлористый 9,50-10,50
Хлорид магния 9,00-10,00
Уголь древесный 9,50-10,50
Окись хрома 0,02-0,03
Вода 0,06-0,07
Окись марганца 0,08-0,09
Карбонат бария Остальное

Отличием заявляемого изобретения является использование в составе флюса из чистых материалов шлама соляных закалочных ванн, который в своем составе содержит хлориды натрия, калия, магния и других компонентов, которые оказывают рафинирующее воздействие на алюминиевый расплав (федеральный классификационный каталог отхода 5150000000000).

Шлам соляных закалочных ванн является отходом производства и затраты на него, как материал, минимальны, даже с учетом его предварительной подготовки, кроме того, консистенция флюса позволяет использовать его в заливочной воронке, что повышает чистоту сплава

Флюс готовят следующим образом.

Шлам соляных закалочных ванн предварительно измельчают до размера гранул 7,5-10 мм (соответственно размеру ячеек фильтра, в который его будут засыпать для обрабатываемой массы расплава 200-500 кг) и сушат при температуре 200°C в течение 1-1,5 часов.

Флюс засыпают на 1/3 высоты в заливочные воронки, расположенные на форме, и при заливке расплавом происходит порционное рафинирование металла. В результате алюминиевый расплав, очищаясь от примесей и неметаллических включений, получается более пластичным и имеет высокие механические характеристики.

Пример

Для сравнения был изготовлен флюс предлагаемого состава и прототипа.

Оптимальная толщина слоя засыпки 20-40 мм с нагревом фильтрующего слоя до температуры 300-350°C, в течение 15 минут газовой горелкой.

Для лабораторных испытаний изготовлены образцы (4 шт.) из сплава АК5М2 ГОСТ 1583, заливались в песчано-глинистую форму по сырому при температуре сплава 750°C. Образцы №1, 2 изготовлены с использованием флюса прототипа на средних значениях: карналлит 70%, угольная пена 30% непосредственно в форму, образцы №3, 4 заливались в форму через зернистый фильтр на основе шлама соляных закалочных ванн. Дополнительно проведены испытания образцов сплава АК9ч, полученных с использованием предлагаемого флюса (образцы №5, 6 в таблице).

Из таблицы видно, что относительное удлинение возрастает в среднем на 3,2%; предел прочности увеличился на 4,9%; усилие разрушения увеличилось на 7%, что соответствует сплаву АК5М2 ГОСТ 1583. Дополнительные испытания механических свойств АК9ч не ниже ГОСТ 1583, что свидетельствует о высокой чистоте расплава от неметаллических включений.

Анализ аналогов показывает, что предлагаемое решение соответствует критерию «новизна», полученный технический результат, обеспечиваемый совокупностью существенных признаков, свидетельствует об изобретательском уровне, а проведенные в производственных условиях испытания подтверждают промышленную применимость.

Источники информации

1. Патент РФ 2368674, кл. C22B 9/10, опубл. 27.09.2009.

2. Авторское свидетельство СССР 1196400, кл. C22B 9/10, С 22 С 1/06, опубл. 07.12.1985.

3. Патент РФ №2010882, кл. C22C 1/06, C22B 9/10, опубл. 15.04.1994.

Флюс для рафинирования алюминиевых сплавов на основе отходов производства, отличающийся тем, что в качестве отходов производства используют шлам соляных закалочных ванн, имеющий следующий состав, мас.%:
оксид железа

металлического 22,50-23,50
хлорид натрия 9,50-10,50
хлористый калий 9,50-10,50
хлорид магния 9,00-10,00
уголь древесный 9,50-10,50
окись хрома 0,02-0,03
вода 0,06-0,07
окись марганца 0,08-0,09
карбонат бария остальное



 

Похожие патенты:

Предложен способ пирометаллургической переработки никельсодержащего сульфидного материала с использованием флюсовой композиции, содержащей соединение кальция.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам и способам получения флюсов для высокотемпературных агрегатов. Металлургический флюс выполнен в виде гранул бикерамического состава, содержит, мас.%: оксид магния основа, оксид кальция 12-30, двуокись кремния 2-10, оксиды железа 3-10, оксид алюминия 2-7.
Изобретение относится к области металлургии редких элементов, а именно к способу глубокой очистки висмута. Способ глубокой очистки висмута от примесей, в частности от примесей свинца и хлора, включает хлорирование расплава висмута барботированием смесью четыреххлористого углерода и инертного газа при 550-600°C и расходе четыреххлористого углерода 2-4 мл на 1 кг рафинируемого висмута с расходом инертного газа 30-35 л/час.
Изобретение относится к металлургии, точнее к производству литейных сплавов, преимущественно цветных сплавов, и может быть использовано для получения отливок повышенного качества.
Изобретение относится к утилизации твердых бытовых отходов, содержащих благородные металлы. Электронный лом дробят на молотковой дробилке, добавляют измельченную медь, а затем плавят в присутствии флюса в течение 45-60 мин при температуре 1320-1350°C с продувкой воздухом при его расходе 3-4,5 л/ч и отделяют от шлака полученный сплав, содержащий не менее 2,6 мас.% благородных металлов.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для огневого рафинирования медного лома, преимущественно электротехнического назначения.
Изобретение относится к цветной металлургии. .

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к электрошлаковому переплаву стали. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу очистки висмута от радиоактивного загрязнения полонием. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов доэвтектического и эвтектического составов, которые широко используются в транспортном машиностроении для получения литых деталей двигателей, в частности, летательных аппаратов.

Изобретение относится к способу и печи для очистки отходов алюминия от примесей. .

Изобретение относится к способу фильтрования расплавленных алюминия и алюминиевых сплавов и устройству для его осуществления. .

Изобретение относится к способу и устройству для добавления порошка в жидкий металл. .

Изобретение относится к способу изготовления переплавляемого блока на основе алюминия серии 2ХХХ или серии 7ХХХ, предназначенного для выплавки алюминиевого сплава для авиационной промышленности.

Изобретение относится к способу и печи для очистки отходов алюминия от примесей. .

Изобретение относится к способу и печи для очистки различных отходов алюминия от примесей. .
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам рафинирования алюминиевых сплавов от газов, окислов и других неметаллических включений, и может быть использовано в металлургии вторичных цветных металлов при производстве алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам для рафинирования расплавленных металлов и сплавов, преимущественно алюминиевых, методом фильтрации. .

Изобретение относится к металлическим нагревательным элементам в электрических отражательных печах для приготовления алюминия и алюминиевых сплавов. .
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для рафинирования расплавов из алюминиевых сплавов, преимущественно высоколегированных.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к карбонатным смесям, используемым при рафинировании и модифицировании алюминиевых сплавов. Карбонатная смесь содержит, мас.%: 50-95 карбоната кальция и 5-50 карбоната стронция, при этом смесь состоит из частиц фракции 40-60 мкм. Изобретение направлено на получение экологически чистого материала для обработки алюминиевых сплавов с целью повышения их механических свойств за счет удаления газовых и неметаллических включений и улучшения микроструктуры. 1 пр., 5 табл., 6 ил.
Наверх