Способ производства алюминиевокремниевых сплавов

 

О П И С А Н И Е (»)S44857

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к аэт. свлд-ву— (22) Заявлено 25.03.74 (21) 2007999/22-02 (51) М.Кл.2 С 22 В 4/06 с присоединением заявки № 2478475/22-02 (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30,01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79

-Государственный комнтет (53) УДК 669.7.018 (088.8) по делам нэобретеннй н открытнй (72) Авторы изобретения Ю. И. Брусаков, М. С. Тарасов, Н. С, Михайлов, С. А. Ржавин и С. П. Марин 3,,"(; : ., 1„,, -!

Й (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектный инс jgx алюминиевой, магниевой и электродной промышленнос и " (с i.-, l3", (! . :. ° ч ., Ч (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА

АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Недостатком известного способа получения алюминиево-кремниевых сплавов являются затруднения, связанные с процессами кар бидо- и шлакообразования, протекающими в .рудновосстано вительной печи параллельно с основным процессом восстаповлен ия окислов алюминия и кремния, а также с испарением алюминия и кремния вследствие высокой упругости паров этих элементов и их н изших окислов при температурах осуществления процесса. Эти затруднения, связанные с определеннымп потерями алюминия и кремния, усугубляются

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и сплавов, в часгности .к получению легированных алюминиево-кремниевых сплавов.

Известен способ производства алюминиево-кремниевых сплавов, легированных, напр имер, медью и никелем, включающий лриготовление кремнезем-глиноземчой шихты, ее углетермическое:восстановление, разбавление первичного аплава алюминием и,рафинирование от примесей, Первичный алюминиево-кремниевый сплав разбавляют алюминием до его содержания около 13%, рафинируют от железа .и титана и перерабатывают на литейные сплавы, легированные,медью и,никелем (1). тем обстоятельствам, что вьгплавляемый алюминиево-кремниевый сплав обладаег меньшим удельньгм весом (2,3 — 2,5 г/слР), чем удельный вес карбида кремния (около

3,2 г/лэ) и шлакового рааплава (3,0—

3,6 к/с,нэ). Вследствие этого металлический сплав в ванне печей располагается над шлаковьгм расплавом. Это в свою очередь усиливает процесс испарения восстановлен10 ного металла, снижает скорость восстанов.ления шлакового, расплава в электропечах вследствие экранизации его от воздействия высоких температур металлическим распла,вом, привод ит к снижению суммарного

15 электрического сопротивления ванны мното-. электродных печей за счет преимущественното прохождения тока «звезды» в электропечах не через шлаковый расплав и подину, а через металлическую ванну сплава, рас20 положенного .над шлаковьы расплавом. Последнее обстоятельство является зачастую решающим фактором, определяющим работоспособH0сть промышленных элекгропечей на данном процессе, так как накапливание

25 в печах шлакового расплава, через который не,проходит электрический ток, приводит к черезмерному удалению высокотемпературной зоны полезных реакций от подины и к образованию подовых настылей из шлака, з0 препятствующих выпускам сплава из печей.

644857

Удельн. расход на 1 кг получаемого сплава

Выход г|ри рафинировании, %

Электроэнергии

Шихты

Шихты кВтч/кг % кг/ кг о/ о

Шихта A (62о/о А1) без добавки меди с добавкой 9о о меди

17820

100,0

80,0

100,0

4,42

86,8

14350

80,5

83,0

3,67

Шихта Б (69% Л1) без добавки мсдп

21900

100,0

70,0

4,50

100,0 с добавкой 11,5% меди

88,3

84,5

16050

73,4

3,80

Цель изобретения заключается в улучшении технико-экономических показателей процесса и уменьшении потерь металла.

Это достигается тем, что лепирующие элементы вводят в шихту перед углетермическим восстановлением.

Кроме того, медь и/или никель вводят в ьиде окислов и дозируют в шихту из расчета поддержания их отношения к кремнию в сплаве в пределах от О, 03 до 2,0 по весу, Введение добавок меди и/или никеля, являющихся легирующими примесями в больш|инстве,констру1кционных алюминие вых сплавов, благоприятно влияет,на ход основного, процесса восстановления алюминия и кремния, поскольку существенно изменяются физико-химические свойства образующегося в печи оплава; уменьшается химическая активность алюминия и крвмния, что сн1ижает тем е(ратуру начала восстановления окислов и уменьшает потери за счет испарения восстановленных алюминия

Как,следует из,полученных данных, введение в алюминиево-кремниевый сплав при рудноBOccTBHOBèòåëüной,плавке кремнеземглиноземных шихт добавок около 10% меди сии жает расход шихты на 15 — 17%, 4лектроэнерги и на 20%, повышает выход йри рафини1ровании оплавов .на 7 — 18%, Это указывает на значительное уменьшение,карб1гдо- и шлакоо бразоваиия при осуществлеКйй процесса восстановления кремнеземглиноземных шихт в присутствии добавок тяжелых металлов. Аналогичного эффекта следует ожидать при введении в сплав добаЬок никеля.

Для достижения поставленной цели в про1цеосе получения алюминиево-кремниевых сплавов более целесообразно одновреМенное введение в состав получаемых сплавов двух и более легирующих компонентов, Фа1ких как медь, никель, марганец,и других с доведением суммарного содержания прпи кремния; удельный вес алюминиево-крем. ниевого сплава возрастает и становится больше удельного веса, шлакового расплава, что ооеспечивает более блатоприятное для

5 хода основного процесса расположение шлака над сплавом: создаются условия для довосстановления шлаков, уменьшаютея потери за счет испарения восстановленных алюминия и кремния, повышается электро10 сопротивление ванны .печей с двумя и большим числом электродов.

Введен1ие в состав алюминиево-кремниевых сплавов в п роцеосе рудновосстановительной плавки кремнезем-глиноземной

15 шихты на однофазной электропечи мощностью 10 кВт добавок меди в количестве 9 и 11,5% от:веса сплава су1ще1ствекно улучшает .показатели рудновосстановительного процесса. Показатели плавок гиихт А и Б, 20 расочита нных на получение алюминиевокремниевых сплавов,;содержащих 62 и 69% алюминия, с введен|ием iB без введения в печь дооавок меди приведены в таблице. месей тяжелых металлов в алюминиевокремниевом сплаве до 15 — 20%.

Содержание тяжелых металлов в сплавах определяется многими факторами, зависящими от на значен1ия сплава и технологической схемы переработки его на тот или иной конструкционный алюминиевый сплав, от конструктивных особенностей и параметров,pуднoтepмичеcких электропечей и от состава шлаков, получаемых в электропечах.

Например, в однофазных элакцропечах с проводящей подиной суммарное содержание примесей тяжелых металлов в алюминиево-кремниевых сплавах;может сохра:няться более низким по сравнению с трехфазньгми электропечами, имеющими общую

40 металлическую ванну. От фазового состава шлаков, образующихся в электропечах,:их температуры прогрева и гаэонасыщенности в ванне электропечей существенно зависит удельный вес как самого шлака, так и спла644857

Составитель В. Бадовский

Текред С. Антипенко

Редактор Д. Павлова

Корректор С. Файн

Заказ 1140/30 Нзд. № 110 Тираж 726 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» ва, легированного примесями тяжелых металлов согласно изобретению.

В связи со сравнительно низкой химичеакой прочностью окислов меди и никеля по сравнению с окислами алюминия и крем. ния цель изобретения может быть дости гнута при введениями как непосредственно меди и никеля, так и их окислов или других соединений.

Согласно изобретению последовательность операций технологичеакого про цeccа получения силаева из рудновосстановительБой печи по сравнению с известным опособом IIlpBKTHMBcKH не меняется, Добавляется лишь 0!II&p BIIJHsl введения тяжелых MeTBJIлов.

Перера ботку .полученного первичното сплава на литейные и деформируемые алюминиевые сплавы производят известными способами .в соответствии с техническими 20 требованиями.

Формула изобретения

1. Способ производства алюминиевокремниевых сплавов, легированных, напри- 25 мер, медью и/или,никелем, включающий приготовление кремнезем-глиноземной шихты, ее углетерм1гческое восстановление, разбавление первичного сплава алюминием и рафинирование от пр(имесей, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения тех:нико экономических показателей процесса и уменьшения потерь металла, легирующие элементы вводят в шихту перед углетерMHчестим восстановлением.

2. Способ IIIO п. 1, о тл ич.а ющ ийс я тем, что медь и/или никель вводят в виде окислов.

3. Снособ по п. 1, отличающийся тем, что медь.и или никель дозируют в шихту из расчета поддержания их отношения к кремнию в cIIJIBHe в пределах от 0,03 до

2,0 по .весу.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Брусаков Ю. И. и др. Опытно-промышленные испытания и крупнолабораторные исследования по электротермическому получению алюминиево-:кремниевых сплавов и переработке их на силумин. Труды ВАМИ, № 54 — 55, 1965, с. 242 — 256.