HU199568B

HU199568B - Process for purifying aluminium and aluminium alloys

Info

Publication number: HU199568B
Application number: HU875153A
Authority: HU
Inventors: Istvan Tokar; Ervin Vrabely; Zoltan Gulyas; Gyoergy Szende; Tibor Kovacs
Original assignee: Ipari Technologiai Intezet
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1990-02-28

Abstract

A találmány értelmében a metallurgiai kezelést 5—95 tömeg%-ban legalább K=40 Fikentscher-féle állandójú molekulatömeggel rendelkező, por alakú, legfeljebb 0,5 mm, célszerűen 0,25 mm alatti szemcseméretű polivinil-kloridból álló tisztítószerrel végezzük. A tisztítószerhez célszerűen klór- és/vagy fluor-tartalmú vegyületeket, és/vagy nátrium-karbonátot is adunk. H U 199568 ▲ A leírás terjedelme: 3 oldal, rajz nélkülAccording to the invention, the metallurgical treatment is carried out with a powder having a polyvinyl chloride having a particle size of not less than 0.5 mm, preferably less than 0.25 mm, having a molecular weight of at least K = 40, having a molecular weight of at least K = 40. Chlorine and / or fluorine-containing compounds and / or sodium carbonate are preferably added to the cleaning agent. H U 199568 ▲ Scope of the description: 3 pages without drawing

Description

A találmány tárgya eljárás alumínium és alumínium ötvözetek tisztítására.The present invention relates to a process for the purification of aluminum and aluminum alloys.

Alumínium és alumínium ötvözetek előállításakor a folyékony fém erősen szennyezett különféle oldott gázokkal és nemfémes zárványokkal, amelyek kedvezőtlenül befolyásolják a termék használati tulajdonságait. Ezért az alumínium és az alumínium ötvözetek gyártási folyamatának a minőségét döntően befolyásoló fázisa a folyékony fém tisztítása, vagyis a szennyező anyagok minél teljesebb eltávolítása.In the production of aluminum and aluminum alloys, the liquid metal is heavily contaminated with various dissolved gases and non-metallic inclusions that adversely affect the product's performance. Therefore, the decisive factor in the quality of the manufacturing process of aluminum and aluminum alloys is the purification of the liquid metal, that is to say the complete removal of impurities.

Az alumínium olvadékok tisztítását az esetek döntő többségében hexaklór-etán, illetve hexaklór-etán alapú készítmények alkalmazásával végzik.In the majority of cases, the purification of the aluminum melt is carried out using hexachloroethane or hexachloroethane based compositions.

A DE OS 30 04 120 sz. közrebocsátási irat szerint alumínium és alumínium ötvözetek olvadékainak tisztítására nitrogén gázáram segítségével por alakú hexaklór-etánt fúvatnak a iémíürdőbe.DE OS 30 04 120 According to U.S. Patent Application Publication No. 4,800, powdered hexachloroethane is blown into a bath for purification of aluminum and aluminum alloy melt.

Az SU 585 227 lajstromszámú szabadalmi leírás alumínium ötvözetek tisztító kezelésére hexaklór-etán alapú, 1 — 10 tömeg% kálium-hexailuoro-cirkonátot és 1—10 tömeg% kálium-hexafluoro-titanátot is tartalmazó keverék alkalmazását javasolja.SU 585 227 discloses the use of a mixture of hexachloroethane containing from 1 to 10% by weight of potassium hexailluoro-zirconate and from 1 to 10% by weight of potassium hexafluoro-titanate for the purification of aluminum alloys.

A GB 803 493 sz. szabadalmi leírás alumínium ötvözetek tisztítására 95 tömeg% hexaklór-etánból és 5 tömeg% kálium-nitrátból álló keverék alkalmazását javasolja, tabletták alakjában.GB 803 493. U.S. Pat.

A GB 827 619 sz. szabadalmi leírás olyan tabletták alkalmazását ajánlja alumínium ötvözetek olvadékainak tisztítására, amelyek 80 tömeg% hexaklór-etánt, 7,5 tömeg% nátrium-hexafluoro-borátot, 7,5 tömeg% kálium-hexafluoro-borátot és 5 tömeg% kálium-nitrátot tartalmaz.GB 827 619. U.S. Pat. No. 4,122,115 to the United States of America recommends the use of tablets for the purification of molten aluminum alloys containing 80% by weight of hexachloroethane, 7.5% by weight of sodium hexafluoroborate, 7.5% by weight of potassium hexafluoroborate and 5% by weight of potassium nitrate.

A 908 897 lajstromszámú szovjet szabadalmi leírás 2—4 tömeg% titán, 4—10 tömeg% kén, 18—40 tömeg% kálium- és/vagy nátrium-klorid, 7—15 tömeg% kálium- és/ /vagy nátrium-fluorid, maradékban pedig hexaklór-etán tartalmú tisztító és nemesítő hatású só alkalmazását javasolja alumínium ötvözetek olvadékainak kezelésére.In U.S. Patent No. 908,897, 2-4% by weight of titanium, 4-10% by weight of sulfur, 18-40% by weight of potassium and / or sodium chloride, 7-15% by weight of potassium and / or sodium fluoride, and, in the remainder, recommends the use of a cleaning and refining salt containing hexachloroethane to treat aluminum alloy melt.

A hexaklór-etán alkalmazása műszakilag kitűnő eredményeket nyújt, de jelentősen megnöveli a gyártási költségeket. A költségek csökkentésére az FR 2 502 181 sz. szabadalmi leírás folyékony halogén-tartalmú reagensek (pl. CC1₃F, CC1₃-CF₃, CC1₂F-C1F₂ stb.) alkalmazását javasolja alumínium ötvözetek olvadékainak tisztítására.The use of hexachloroethane provides technically excellent results but significantly increases the cost of production. In order to reduce costs, FR 2 502 181 It proposes the use of liquid reagents Patent halogen-containing (e. CC1 ₃ F, CC1 ₃ CF _3, CC1 ₂ F ₂ C1F etc) purifying aluminum alloys olvadékainak.

A DE AS 23 45 623 sz. közzétételi irat bővíti az alkalmazható anyagok körét, amikor hidrogén atomot nem tartalmazó perhalogénezett szénhidrogéneket javasol. Voltaképpen metán, etán, propán, bután, pentán és hexán teljes mértékben fluorozott vagy klórozott és fluorozott folyékony halmazállapotú derivátjairól van szó, amelyeket semleges vivőgázzal elkeverve javasolnak a fémfürdőbe juttatni.DE 23 23 623 is incorporated herein by reference. Publication Publication Expands on Applicable Materials When Proposing Perhalogenated Hydrocarbons Without Hydrogen. They are, in fact, liquid derivatives of methane, ethane, propane, butane, pentane and hexane which are either fully fluorinated or chlorinated and fluorinated and which are proposed to be mixed with a neutral carrier gas in a metal bath.

Az alumínium ötvözetek tisztításának egyik legfontosabb része az oldott hidrogén eltávolítása. Érthető tehát a szakmai közvélemény magatartása, amely a szakirodalomban — egyebek között — az említett DE AS 23 45 623 sz. közzétételi iratban is megfogalmazódik, nevezetesen az, hogy alumínium és alumínium-ötvözetek tisztítására csak hidrogén atomot nem tartalmazó szerves vegyületeket tartanak alkalmasnak.One of the most important part of cleaning aluminum alloys is the removal of dissolved hydrogen. Thus, it is understandable that the behavior of the professional public, which is described in the literature, among other things, in the aforementioned DE AS 23 45 623. It is also stated in the publication that only organic compounds containing no hydrogen atom are suitable for the purification of aluminum and aluminum alloys.

A találmány célja az eddig alkalmazottaknál olcsóbb tisztítószerek segítségével történő tisztítás.The object of the present invention is to clean using less expensive cleaning agents than those used hitherto.

A találmány alapja az a meglepő felismerés, hogy alumínium és alumínium ötvözetek olvadékai megtisztíthatók a nemkívánatos szennyezőanyagoktól, többek között az oldott hidrogéntől is, hidrogén atomokat tartalmazó szerves anyag segítségével is. Felismertük azt, hogy ilyen szerves anyagként polivinil-klorid alkalmazható, önmagában vagy más tisztítószerekkel kombinálva.The present invention is based on the surprising discovery that molten aluminum and aluminum alloys can be purified from unwanted impurities, including dissolved hydrogen, using organic material containing hydrogen atoms. It has been found that polyvinyl chloride can be used as such organic material, alone or in combination with other cleaning agents.

Tapasztalataink szerint azonban bizonyos PVC minőségek a fémfürdőben összeolvadnak, az összeolvadt tömeg felülete elszenesedik, és így a termikus bomlás, amely a tisztító hatást eredményezi, nem vagy csak nehezen megy végbe. Azt találtuk, hogy jól szabályozható tisztítási folyamat alumínium és alumínium ötvözetek olvadékaiban úgy biztosítható, ha az alkalmazott PVC molekula tömegét az MSZ 7760/5 szabvány szerint meghatározva legalább K=40 Fikentscher-féle állandó jellemzi, a szemcseméret pedig nem nagyobb 0,5 mm-nél.However, in our experience, certain PVC grades are fused in the metal bath, the surface of the fused mass is carbonised, and thus the thermal decomposition resulting in the cleaning effect is not, or is only, difficult. It has been found that a highly controllable purification process in aluminum and aluminum alloy melts can be achieved if the weight of the PVC molecule used is at least K = 40 Fikentscher constant as determined by MSZ 7760/5 and the particle size is not greater than 0.5 mm. than.

A találmány ezek szerint eljárás alumínium és alumínium ötvözetek előállítására a szilárd betét megolvasztása, a megolvadt fém metallurgiai kezelése és ezt követő öntése útján. A találmány értelmében a folyékony fém metallurgiai kezelését 5—95 tömeg%-ban legalább K=40 Fikentscher-féle állandójú molekulatömeggel rendelkező, por alakú, legfeljebb 0,5 mm, célszerűen 0,25 mm alatti szemcseméretű polivinil-kloridot, maradékként klór tartalmú vegyületeket és/vagy fluor tartalmú vegyületeket és/ /vagy nátrum-karbonátot tartalmazó tisztítószerrel végezzük. A fentiek szerinti tisztítószer klórtartalmú vegyületként, célszerűen kálium-klorátot és/vagy kálium-kloridot és/vagy nátrium-kloridot, továbbá esetlegesen fluor tartalmú vegyületként kálcium-fluoridot és/vagy nátrium-alumínium-hexafluoro-aluminátot és/vagy kálium-tetrafluoro-borátot tartalmaz. Célszerű keverékek lehetnek pl. 95 tömeg% PVC és 5 tömeg% káliumklorát vagy egy olyan többes keverék, amely csupán 5 tömeg% PVC mellett 70—75 tómeg% klór tartalmú vegyületet, éspedig kálium- és nátrium-kloridot, továbbá 10—15 tömeg% fluor tartalmú vegyületeket, éspedig kálcium-fluoridot, nátrium-alumínium-hexafluoro-aluminátot és kálium-tetrafluoro-borátot, valamint 8—10 tömeg% nátrium-karbonátot tartalmaz.Accordingly, the present invention provides a process for producing aluminum and aluminum alloys by melting a solid insert, metallurgically treating the molten metal, and subsequently casting. According to the present invention, metallurgical treatment of liquid metal comprises 5 to 95% by weight of polyvinyl chloride in powder form having a Fikentscher constant molecular weight of at least K = 40, preferably less than 0.25 mm, and compounds containing chlorine residues. and / or a fluorine-containing compound and / or a detergent containing sodium carbonate. The above-mentioned cleaning agent is a chlorine-containing compound, preferably potassium chloride and / or potassium chloride and / or sodium chloride, and optionally a fluorine-containing compound such as calcium fluoride and / or sodium aluminum hexafluoroaluminate and / or potassium borate tetrafluoride. contain. Suitable mixtures may be e.g. 95% by weight of PVC and 5% by weight of potassium chlorate, or a mixed mixture containing only 70% to 75% by weight of a compound containing 5% by weight of PVC, namely potassium and sodium chloride and 10% to 15% by weight of fluorine compounds, namely It contains calcium fluoride, sodium aluminum hexafluoroaluminate and potassium tetrafluoroborate, and 8-10% by weight of sodium carbonate.

-2HU 199568 A-2HU 199568 A

A PVC port vagy az ezt tartalmazó keveréket tablettázva meritőharanggal vagy por alakban semleges gázárammal, előnyösen nitrogénnel vagy argonnal juttatjuk a folyékony fémbe. 5The PVC powder or mixture thereof is tabletted to the liquid metal by means of a dip bell or powder in a stream of neutral gas, preferably nitrogen or argon. 5

Porkeverék alkalmazása esetén a keverést célszerű a beadagolás előtt elvégezni.If a powder mixture is used, it is advisable to do the mixing before the addition.

A találmány szerinti eljárás különös előnye, hogy alkalmazható akár alumínium hulladékok feldolgozásánál, akár pedig alumí- 10 nium ötvözetek, elsősorban Al-Si ötvözetek tisztításánál, és az ismert eljárásokéval azonos hatásfokot biztosít, lényegesen gazdaságosabban.A particular advantage of the process according to the invention is that it can be used either in the processing of aluminum scrap or in the purification of aluminum alloys, in particular Al-Si alloys, and provides the same efficiency as in the known processes, much more economically.

A találmányt a következőkben kiviteli pél- 15 dák kapcsán ismertetjük.The invention will now be described with reference to exemplary embodiments.

1. példaExample 1

Tégelykemencében Al-Si ötvözetet olvasztunk hagyományos takarósó alkalmazásával. 20 A betét maradéktalan beolvadása után a fürdő felületéről eltávolítjuk a salakot, és meghatározzuk a hidrogéntartalmat, amelynek értéke jelen esetben 0,24 cm³/100 g. Ezután 2 kg/t fém mennyiségben 95 tómeg% Ong- 25 rovil S-446 típusú PVC porból (K-érték: 46, szemcseméret 0,25 mm alatt) és 5 tömeg% kálium-klorátból álló tablettákat juttatunk merítőharang segítségével a fürdő fenekére.Al-Si alloy was melted in a crucible using conventional blanket salt. After the insert 20 is removed from the full merger of the slag bath surface, and determining the hydrogen content was in this case 0.24 cm ^3/100 g. Subsequently, tablets of 2 kg / t of metal containing 95% by weight of Ongovovil S-446 PVC powder (K-value 46, particle size less than 0.25 mm) and 5% by weight of potassium chlorate were applied to the bottom of the bath using a dip.

A fürdő mozgásának megszűnése után a ha- 39 rangot kiemeljük, és ellenőrizzük a fém hidrogéntartalmát. Ennek értéke 0,18 cm³/100 g.After the bath has stopped moving, the rank is highlighted and the metal's hydrogen content is checked. The value of 0.18 cm ^3/100 g.

A tisztítás mértéke tehát 25%. Hexaklór-etán tabletták azonos körülmények között történő alkalmazása esetén a tisztítás mértéke 35 a kiindulási gáztartalomtól függően 10—30% között változik. Tisztítás után a fémet, hagyományos nemesítő kezelésnek alávetve, homokformába öntjük.The purification rate is thus 25%. When hexachloroethane tablets are used under the same conditions, the purification rate varies from 10 to 30% depending on the starting gas content. After cleaning, the metal is poured into a sand mold under conventional breeding treatment.

2. példaExample 2

Tégelykemencében Al-Si ötvözet tömböket megolvasztunk hagyományos 'takarósó alkalmazásával. A betét maradéktalan beol4 vadása után a fürdő felületéről eltávolítjuk a salakot, és meghatározzuk a fém hidrogéntartalmát. Ennek értéke 0,22 cm³/100 g. Közvetlenül salakolás után a fürdő felületére a folyékony fém tömegének 0,3%-át kitevő mennyiségben 15 tömeg% kálium-klorid, 57 tömeg% nátrium-klorid, 8 tömeg% nátrium-karbonát, 6 tömeg% kálcium-fluorid, 5 tömeg% nátrium-alumínium-Kexaíluoro-aluminát, 4 tömeg% kálium-tetrafluoro-borát és 5 tömeg% Óngrovil S-446 típusú PVC por összetételű tisztító-nemesítő sót szórunk, amelyet alaposan összekeverünk a folyékony fémmel. Pihentetés és a képződő salak eltávolítása után a fémet kokillázással dolgozzuk fel. Az öntvények tömörek és finom szemcseszerkezetűek, ugyanúgy mint a hagyományos tisztító-nemesítő sók használatakor.In a crucible oven, Al-Si alloy blocks are thawed using conventional blanket salt. After complete insolation of the insert, the slag is removed from the bath surface and the hydrogen content of the metal is determined. The value of 0.22 cm ^3/100 g. Immediately after leaching, 15% by weight of potassium chloride, 57% by weight of sodium chloride, 8% by weight of sodium carbonate, 6% by weight of calcium fluoride, 5% by weight of liquid metal is present in 0.3% by weight of the liquid metal. -aluminium-Cexalluoroaluminate, 4% by weight of potassium tetrafluoroborate and 5% by weight of cleaning powder-refining salt of PVC type Tingrovil S-446, which is thoroughly mixed with the liquid metal. After resting and removing the resulting slag, the metal is treated by chilling. The castings are compact and have a fine particle structure, just as with conventional cleaning and refining salts.

Claims

PATENT CLAIMS

A process for the purification of aluminum and aluminum alloys by melting a solid insert, metallurgically treating the molten metal, and subsequently casting the liquid metal, wherein the metallurgical treatment of the liquid metal with a Fikentscher constant molecular weight of 5 to 95% by weight. Polyvinyl chloride powder having a particle size of up to 0.5 mm, preferably less than 0.25 mm, is carried out with a chlorine-containing compound and / or fluorine-containing compounds and / or sodium carbonate cleaning agent.

Process according to claim 1, characterized in that the metallurgical treatment of the liquid metal in addition to the polyvinyl chloride powder as the chlorine-containing compounds is preferably potassium chloride and / or potassium chloride and / or sodium chloride, and optionally fluorine-containing compounds. with a cleaning agent containing calcium fluoride and / or sodium aluminum hexafluoroaluminate and / or potassium tetrafluoroborate.