DE873144C

DE873144C - Process for the desiliconization of aluminum-silicon alloys

Info

Publication number: DE873144C
Application number: DEW3768D
Authority: DE
Original assignee: Westfaelische Leichtmetallwerke GmbH
Current assignee: Westfaelische Leichtmetallwerke GmbH
Priority date: 1941-08-15
Filing date: 1941-08-15
Publication date: 1953-04-13

Description

Verfahren zur Entsilizierung von .Aluminium-Silizium-Legierungen Nach einem neueren, bisher nicht veröffentlichten Verfahren zumAufarbeiten von Leichtmetällschrott wird eine von ungelöst gebliebenen Bestandteilen, insbesondere Eisen, befreite aluminium-, magnesium- und siliziumhaltige Schmelze, gegebenenfalls nach Hinzufügen einer solchen Menge Magnesium; daß der Gesamtmagnesiumgehalt der Schmelze die zur Bildung der Verbindung Mg2Si erforderliche Menge um mindestens etwa 15 % übersteigt, -so lange, zweckmäßig bei einer Temperatur etwa 5o0 über dem Schmelzpunkt der Legierung, stehengelassen, bis sich das in der Schmelze vorhandene Silizium in Form der Verbindung Mg2Si ausgeschieden hat, worauf der die Verbindung Mg2Si angereichert enthaltende Teil der Legierung abgetrennt wird. Um die zur vollständigen Ausseigerung der Verbindung Mg2 Si erforderliche Zeit zu verkürzen, ist hierbei ferner. vorgeschlagen worden, die zu verarbeitende Schmelze einer Entgasung zu unterwerfen. Bei diesem Verfahren wird das am oberen Rande der Schmelze ausgeseigerte Magnesiumsilizid durch Abschöpfen der Schmelze oder nach deren Erstarrung vom Regulus durch Absägen abgetrennt.Process for the desilicon removal of .aluminum-silicon alloys According to a newer, previously unpublished process for processing light metal scrap If one of the remaining undissolved constituents, in particular iron, is freed from aluminum, magnesium- and silicon-containing melt, if necessary after adding such a melt Amount of magnesium; that the total magnesium content of the melt is necessary for the formation of the Compound Mg2Si exceeds the required amount by at least about 15%, - as long as expediently at a temperature about 5o0 above the melting point of the alloy, left to stand, until the silicon present in the melt precipitates in the form of the compound Mg2Si whereupon the part of the alloy containing the compound Mg2Si enriched is separated. To the necessary for the complete separation of the compound Mg2 Si Shortening time is also important here. has been proposed to be processed To subject the melt to degassing. In this procedure, the one on top Edge of the melt secreted magnesium silicide by skimming off the melt or after they have solidified, separated from the regulus by sawing.

Es wurde nun gefunden, daß die Abtrennung des ausgeseigerten M92 S' von der Aluminium-Magnesium-Restschmelze, und zwar auch ohne Anwendung einer Entgasung, dadurch wesentlich quantitativer gestaltet werden kann, wenn das ausgeschiedene Magnesiumsilizid durch ein vorzugsweise beheiztes Filter abfiltriert wird. Als Filtermaterial können Schamottegrieß@, Aluminium- oder Magnesiumoxyd in körniger Form, Koks, Graphit, aktive Kohle, Dolomit, Kalk, Magnesit, Schlacke oder ähnliche Materialien, einzeln oder zu mehreren, verwendet werden. Bei einer solchen Arbeitsweise kann natürlich von einer vorherigen -Abtrennung ungelöst gebliebenen Eisens bzw. von in der Aluminium-Magnesium-Schmelze unlöslichen Aluminiden abgesehen werden, da diese. Verunreinigungen durch Filtration ebenfalls aus der Schmelze entfernt werden.It has now been found that the separation of the segregated M92 S ' of the residual aluminum-magnesium melt, even without the use of degassing, this can be made much more quantitative if the excreted Magnesium silicide is filtered off through a preferably heated filter. As a filter material fireclay grits @, aluminum or magnesium oxide in granular form, coke, graphite, active coal, dolomite, lime, magnesite, slag or similar materials, individually or several can be used. With such a way of working can of course from a previous separation of iron that remained undissolved or from In the aluminum-magnesium melt insoluble aluminides should be avoided because these. Impurities can also be removed from the melt by filtration.

' Unter Benützung des vorstehend beschriebenen Verfahrens" kann auch eine praktisch vollständige Entsilizierung von stark siliziumhaltigen Aluminiumlegierungen, z. B. solcher mit etwa i2% Silizium, erzielt und damit die Gewinnung von Reinaluminium aus tonhaltigen Materialien auf reiz metallurgischem Wege durchgeführt werden. Durch Reduktion von Ton mit Kohle gelangt man zu etwa 5o%igen Aluminium-Silizium-Legierüngen, deren Siliziumgehalt durch Ausseigern des Siliziums bis zu der eutektischen Konzentration von etwa 12 0/0 Silizium vermindert werden kann. -Bei der Entsilizierüng einer Aluminium-Silizium-Legierung mit z. B. 15 % Silizium sind; falls der Magnesiumgehalt der Restschmelze 15 % beträgt, 4.1 Gewichtsteile des ausgeseigerten Magnesiumsilizids von ioo Gewichtsteilen.derAluminium-Ma:gnesium-Restschmelze zu trennen. Durch Abkrammen der Oberfläche der Schmelze ist das natürlich mit einigermaßen quantitativer Ausbeute nicht möglich. Durch Filtration, insbesondere bei Anwendung von Druck, gelingt die Abtrennung der Schmelze von dem festen Magriesiumsilizid dagegen mit sehr guten Ausbeuten.'Using the method described above' can also practically complete desilicon removal from aluminum alloys with a high content of silicon, z. B. those with about i2% silicon, achieved and thus the extraction of pure aluminum from clay-containing materials can be carried out in a stimulating metallurgical way. By Reduction of clay with coal leads to about 50% aluminum-silicon alloys, their silicon content by segregating the silicon up to the eutectic concentration can be reduced by about 12 0/0 silicon. -With the desiliconization of an aluminum-silicon alloy with z. B. 15% silicon; if the magnesium content of the remaining melt is 15%, 4.1 parts by weight of the secreted magnesium silicide from 100 parts by weight of the residual aluminum-magnesium melt to separate. By scraping the surface of the melt, this is of course somewhat possible quantitative yield not possible. By filtration, especially when used by pressure, the separation of the melt from the solid magnesium silicide succeeds on the other hand with very good yields.

Ein wesentlicher Entsilizierungseffekt wird erzielt, wenn die Restschmelze zwischen etwa io und 95 % Magnesium enthält. Zu einer praktisch vollständigen Entslizierung gelangt man bei einer solchen Gattierung von Magnesium, daß in der nach Ausseigerung des Mg2 Si verbleibenden Restschmelze eine der eutektischen Konzentrationen des binären Systems Aluminium-Magnesium entsteht, d. h. bei einer Gättierung auf einen Magnesiumgehalt von etwa 36 oder 68% der Restschmelze. Bei einer Entsilizierung von Aluminium-Silizium-Legierungen wird daher vorzugsweise der geschmolzenen Legierung eine solche Menge Magnesium hinzugefügt, daß nach Ausseigerung des Mg2 S' ein Magnesiumgehalt von etwa 360% in der Aluminium-Magnesium-Restschmelze vorliegt.A significant desilicon removal effect is achieved when the residual melt contains between about 10 and 95% magnesium. To a practically complete de-licensing one arrives at such a type of magnesium that after segregation of the Mg2 Si remaining melt is one of the eutectic concentrations of the binary system aluminum-magnesium arises, d. H. with a gating to one Magnesium content of about 36 or 68% of the residual melt. With a desilicon removal of aluminum-silicon alloys is therefore preferred to the molten alloy such an amount of magnesium is added that, after the Mg2 S 'has been separated out, a magnesium content is added of about 360% is present in the residual aluminum-magnesium melt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Entsilizierung von Aluminium-Silizium-Legierungen, dadurch gekennzeichnet; daß der geschmolzenen Legierung. eine solche, über die zur Bindung des Siliziums in Form der Verbindung Mg2 Si erforderliche Menge Magnesium hinzugefügt wird, daß die Restschmelze mindestens etwa io % und höchstens etwa 95 %, vorzugsweise etwa 36% Magnesium enthält, und daß darauf das Magnesiumsilizid nebst ausgeseigerten Verunreinigungen, wie z. B. Aluminiden, durch Filtration von der Restschmelze abgetrennt wird.The present invention is therefore a method for Desiliconization of aluminum-silicon alloys, characterized in that; that the molten alloy. one over which to bind the silicon in the form The required amount of magnesium is added to the compound Mg2 Si to remove the residual melt contains at least about 10% and at most about 95%, preferably about 36% magnesium, and that thereupon the magnesium silicide along with excreted impurities, such as. B. aluminides, is separated from the residual melt by filtration.

Die Filtration des Magnesiumsilizds erfolgt im '' allgemeinen bei Temperaturen oberhalb des Liquiduspunktes der Restschmelze. Man kann jedoch auch, insbesondere bei Gehalten von zwischen 2o und 8o % Magnesium in der Restschmelze, bei Temperaturen unterhalb des Liquiduspunktes filtrieren, da die mitauskristallisierten Aluminium-Magnesium-Verbindungen bzw. Mischkristalle im Gegensatz zum Magnesiumsilizid durch das Filter nicht zurückgehalten werden.The filtration of the magnesium silicon takes place in general at Temperatures above the liquidus point of the residual melt. However, one can also especially with contents of between 2o and 8o% magnesium in the residual melt, filter at temperatures below the liquidus point, as the co-crystallized Aluminum-magnesium compounds or mixed crystals in contrast to magnesium silicide are not retained by the filter.

Selbstverständlich kann das vorliegende Verfahren auch zur Entsilizierung solcher Aluminiumlegierungen dienen, die neben Silizium einen mehr oder weniger großen Gehalt an Magnesium haben.Of course, the present method can also be used for desilicon removal such aluminum alloys are used, which in addition to silicon one more or less have high magnesium content.

Zur Gattierung auf den erforderlichen Magnesiumgeha,lt kann Magnesiumschrott, insbesondere silizium- und aluminiumhaltiger, verwendet werden. Das vorliegende Verfahren ist natürlich überhaupt auch besonders geeignet für die Aufarbeitung von siliziumhaltigem Leichtmetallschrott auf Aluminium- und bzw. oder Magnesiumgrundlage.Magnesium scrap, in particular those containing silicon and aluminum can be used. The present The process is of course also particularly suitable for the work-up of Silicon-containing light metal scrap on an aluminum and / or magnesium basis.

Die erhaltene siliziumfreie Aluminium-Magnesium-Legierung kann als Vorlegierung verwendet werden. Man kann das Magnesium fernerhin auch ganz oder teilweise durch Destillation abtrennen und gelangt somit zu Reinaluminium bzw. technisch gebräuchlichen Aluminium-Magnesium-Legierungen.The silicon-free aluminum-magnesium alloy obtained can be used as Master alloy can be used. You can also use all or part of the magnesium separated by distillation and thus arrives at pure aluminum or technically common Aluminum-magnesium alloys.

Aus dem auf dem Filter zurückbleibenden Magnesiümsilizid kann das Magnesium, zweckmäßig nach Auspressen noch anhaftender Teile der Aluminium-Magnesium-Restschmelze, durch Destillation verflüchtigt werden, wodurch man Magnesium und Silizium in reiner Form gewinnt. Beispiele i. ioo Gewichtsteile einer Aluminiumlegierung mit 9 % Si, 0,79 % Fe, o,6 % Mn, Rest Al werden geschmolzen und der Schmelze z5 Gewichtsteile Magnesium hinzugefügt. Darauf wird die Schmelze zwecks Abtrennung der ausgeseigerten Bestandteile bei einer Temperatur von 630 ° C durch ein aus Schamottegrieß,bestehendes Filter gegossen. Die ablaufende Schmelze weist einen Gehalt an 11,6q.0/0 Mg, i,20/0 Si; 0,23% Fe, 0,3% Mn, Rest Al auf; sie kann in dieser Zusammensetzung durch Zugabe von etwa 67 Gewichtsteilen Aluminium zur Herstellung einer gebräuchlichen Aluminiumgußlegierüng mit 7 % Mg und etwa 0,7 % Si dienen.From the magnesium silicide remaining on the filter, the magnesium can be volatilized by distillation, expediently after parts of the residual aluminum-magnesium melt still adhering have been pressed out, whereby magnesium and silicon are obtained in pure form. Examples i. 100 parts by weight of an aluminum alloy with 9% Si, 0.79% Fe, 0.6% Mn, the remainder Al are melted and z5 parts by weight magnesium are added to the melt. The melt is then poured through a filter made of fireclay grits at a temperature of 630 ° C. for the purpose of separating off the segregated components. The melt running off has a content of 11.6q.0 / 0 Mg, i, 20/0 Si; 0.23% Fe, 0.3% Mn, balance Al; In this composition, by adding about 67 parts by weight of aluminum, it can be used to produce a customary cast aluminum alloy with 7% Mg and about 0.7% Si.

2. 25 Gewichtsteile einer Aluminiumlegierung mit 9% Si, 0,79°/o Fe, 0,6% Mn, Rest Al und 17 Gewichtsteile Magnesium werden zusammengeschmolzen und bei einer Temperatur von 46o' C über Schamottegrieß, filtriert. Die abfiltrierte Schmelze weist einenGehalt von37%Mg,o,o7%Si, o,oi20% Fe, o,oq.a/o Mn, Rest Al auf. Nach Abdestillieren des Magnesiums aus der Schmelze kann ein Reinaluminium gewonnen werden, das folgende Verunreinigungen aufweist: o, i i % Si, 0,o2 % Fe, 0,o6 % Mn.2. 25 parts by weight of an aluminum alloy with 9% Si, 0.79% Fe, 0.6% Mn, the remainder Al and 17 parts by weight of magnesium are melted together and at at a temperature of 46o'C over fireclay semolina, filtered. The filtered melt has a content of 37% Mg, o, o7% Si, o, oi20% Fe, o, oq.a / o Mn, remainder Al. After distilling off From the magnesium from the melt, a pure aluminum can be obtained, the following one Contains impurities: o, i i% Si, 0, o2% Fe, 0, o6% Mn.

3. i08 Gewichtsteile einer Aluminiumlegierung mit 7 % Mg, 1% Si; 0,4"/o Fe, 0,3 % Mn, Rest Al werden geschmolzen und der Schmelze 61 Gewichtsteile Magnesium hinzugesetzt. Darauf wird die Schmelze bei 46o' C durch Filtrieren über Braunkohlenschlacke von den ausges.eigerten Bestandteilen abgetrennt. Sie weist nach dem Filtrieren einen Gehalt an 0;o9 % Si, 0,02 % Fe, 0,04 0/0 Mn, 36 % Mg, Rest A1 auf. Nach Verflüchtigung des Magnesiums aus der Restschmelze kann hieraus Aluminium vom Reinheitsgrad 99,7 bis 99,8 % gewonnen werden, das nur folgende Verunreinigungen enthält: 0,15 % Si, 0,03 % Fe, 0,07 % Mn.3. 108 parts by weight of an aluminum alloy with 7% Mg, 1% Si; 0.4 "/ o Fe, 0.3% Mn, remainder Al are melted and the melt 61 parts by weight of magnesium added. The melt is then filtered through lignite slag at 46 ° C separated from the excluded components. She points after filtering a content of 0; o9% Si, 0.02% Fe, 0.04 0/0 Mn, 36% Mg, balance A1 on. After the magnesium has evaporated from the residual melt, aluminum can be converted from this 99.7 to 99.8% purity can be obtained, only the following impurities contains: 0.15% Si, 0.03% Fe, 0.07% Mn.

4. 5 Gewichtsteile einer Aluminiumlegierung mit 9% Si, 0,79% Fe, 0,6% Mn, Rest A1 werden mit 95 Gewichtsteilen einer Magnesiumlegierung mit 1,o % Silizium eingeschmolzen und darauf bei 630' C von den ausgeseigerten Bestandteilen über -zerkleinerten Koks abfiltriert. Die ablaufende Restschmelze hat folgende Zusammensetzung: 0,57% Si, 0,o11 % Fe, 0,o5 % Mn, 5 % Al, Rest Mg. Sie wird zweckmäßig zur Herstellung einer aluminiumhaltigen Magnesiumlegierung verwendet.4. 5 parts by weight of an aluminum alloy with 9% Si, 0.79% Fe, 0.6% Mn, remainder A1 are melted down with 95 parts by weight of a magnesium alloy with 1.0% silicon and then at 630 ° C from the separated components over - Crushed coke filtered off. The residual melt running off has the following composition: 0.57% Si, 0.011% Fe, 0.05% Mn, 5% Al, remainder Mg. It is expediently used for the production of an aluminum-containing magnesium alloy.

5. 1oGewichtsteile einer Aluminiumlegierung mit 9 % Si, o,79 % Fe, o,6 % Mn, Rest A1 werden mit 4o Gewichtsteilen Schrott einer Magnesiumlegierung mit 1,o % Silizium eingeschmolzen. Darauf wird die Schmelze bei 540 ° C durch Filtrieren über Schamottegrieß von den ausgeschiedenen Bestandteilen abgetrennt. Die nach dem Filtrieren erhaltene Restschmelze hat folgende Zusammensetzung o,22 % Si, o,o1% Fe, 0,03 % Mn, 2o % Al, Rest Mg. Sie kann zweckmäßig als Vorlegierung zur Herstellung einer gebräuchlichen Magnesiumlegierung mit 9 % Aluminium dienen.5. 1o parts by weight of an aluminum alloy with 9% Si, o.79% Fe, 0.6% Mn, remainder A1 with 40 parts by weight are scrap of a magnesium alloy melted down with 1.0% silicon. The melt is then filtered at 540 ° C separated from the excreted components via fireclay semolina. The after The residual melt obtained by filtration has the following composition o, 22% Si, o, o1% Fe, 0.03% Mn, 20% Al, remainder Mg. It can be used as a master alloy for production a common magnesium alloy with 9% aluminum.

Claims

PATENT CLAIMS: 1 .. Process for the desiliconization of aluminum-silicon alloys, characterized in that the molten alloy has such over the for Bonding of silicon in the form of the compound Mg. Si Required amount of magnesium it is added that the residual melt is at least about 1o% and at most about 95 0/0, preferably about 36% magnesium and that on top of the magnesium silicide along with excreted impurities, such as. B. aluminides, by filtration of the residual melt is separated.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the filtration of the magnesium silicide through a preferably heated filter made of fireclay, aluminum or magnesium oxide in granular form, coke, graphite, active coal, dolomite, lime, magnesite, slag or similar materials, individually or in groups.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that for charging to the required magnesium content of the melt magnesium scrap is used.

4. The application of the method according to claims i and 2 for the processing of silicon-containing light metal scrap on aluminum and resp. or magnesium base.

5. The use of the according to the method according to the claims i to 4 obtained aluminum-magnesium alloys as master alloys.

6. Procedure according to claims 1 to 4, characterized in that the magnesium from the desilicated Aluminum-magnesium melt is completely or partially removed by distillation.

7. Further development of the method according to claims 1 to 4, characterized in that that the magnesium by distillation from the separated magnesium silicide, preferably after pressing out parts of the residual aluminum-magnesium melt that were still adhering, removed will.