NO763220L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et flussmiddel for fjernelse av alkali- og jordalkalimetaller fra aluminium og aluminiumlegeringer, samt fremgangsmåter ved bruk av flussmidlet.

Det er velkjent blant metallurger at visse alkali- og jordalkalimetaller kan ha uheldige virkninger, selv når de forekommer i meget små mengder, på egenskapene til lette og svært lette legeringer. F.eks. vil natrium i en så liten mengde som 5 til 10 promille redusere betraktelig varmvalseegenskapene for en aluminium-magnesiumlegering som inneholder fra 3 til 5% magnesium.

Kalsium i mengder på mer enn 150 promille vil i ugunstig retning påvirke smelteegenskapene for eutektiske og hypereutektiske. legeringer av aluminium-silisium i betydelig grad.

Ubehandlet råaluminium, slik den kommer fra elektrolyseceller, inneholder vanligvis fra 5 til 40 promille natrium og fra 5 til 40 promille kalsium, og kalsiuminnholdet kan stige til flere hundre promille i aluminium-silisiumlegeringer på bekostning av kalsiuminnholdet i silisium av handelskvalitet.

Det finns flere fremgangsmåter for å fjerne natrium og kalsium,

slik som klorering eller bruk av flussmidler basert på fluoider. Disse fremgangsmåter er beheftet med den ulempe at de omfatter bruke av aggressive og forurensede produkter (klor, fluorider), og bevirker tap av magnesium i form av MgC^ eller MgF2«Dessuten medforer vedlikehold og drift av kloreringsanlegg mange problemer.

Det er mulig å begrense forurensningen til et akseptabelt nivå og

å fjerne natrium og kalsium ved å bruke magnesiumklorid (MgC^) som flussmiddel. Uheldigvis er MgC^ meget hygroskopisk og vil, når de€

en gang er hydratisert, spaltes under varme ved temperaturen for det smeltede aluminium til hydroklorid (HC1), raagnesiumoksyd (MgO) og/eller magnesiumoksyklorid, hvilket reduserer betraktelig dets effektivitet og gir tap i form av slagg.

I tillegg er dets relativt hoye smeltepunkt (720°C) en annen ulempe, fordi det for å gjore det tilstrekkelig flytende må oppvarmes til en temperatur på nærmere 800°C. I de fleste tilfeller tilstrebes åe* unngå å varme aluminium til en så hoy temperatur for å spare energi og for å unngå risiko for oksydasjon.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå disse ulemper.,

I henhold til oppfinnelsen fjernes de skadelige bestanddeler (natrium, kalsium) uten tap av magnesium ved hjelp av et flussmiddel som har et smeltepunkt som er lavere enn for aluminium og som hovedsakelig er upåvirket av fuktighet i atmosfæren. Flussmidlet i henhold til oppfinnelsen er en blanding av magnesiumklorid og kaliumklorid i et vektforhold fra 80 til 60% magnesiumklorid og 20 til 40% kaliumklorid.

Et slik flussmiddel kan anvendes ved flere fremgangsmåter, hvilke særlig omfatter fordeling av flussmidlet over den metallflate som skal behandles i smeltet tilstand, fulgt av en kraftig omroring enten manuelt eller ved gjennombobling med en inert gass. Imidlertid er det funnet at det er mer hensiktsmessig å oppnå kontakt mellom flussmidlet å det metall som skal behandles ved en av de folgende tre fremgangsmåter: 1. En blanding av magnesiumklorid og kaliumklorid i det ovenfor angitte forhold smeltes, smeiten helles inn i en foimslik at det oppnås, etter avkjoling, kompakte blokker som h&r en relativt veldefinert vekt, f.eks. 1 eller 2 kg, er lette å håndtere, og, på grunn av den glatte, ikke-porose overflate, ikke avgir stov og er i hoy grad upåvirket av fuktighet i atmosfæren. Blokkene kan fores inn i det smeltede metall somo&kal rafineres etter kjente fremgangsmåter og holdes under overflaten av metallet, slik som ved den fremgangsmåte der en perforert klokke av grafitt senkes inn i badet av smeltet metall som skal behandles. Denne fremgangsmåte gir en saktere og mer progressiv kontakt mellom flussmidlet og metallet, og reduserer betraktelig volumet av avgitt brok. 2. En blanding av magnesiumklorid og kaliumklorid i det forhold som er angitt ovenfor smeltes i henhold til oppfinnelsen og innfores i form av en væskestråle inn i en stråle av det metall som skal behandles i smeltet form, enten i det oyeblikk metallet helles fra smelteovnen eller i det oyeblikk det overfores fra en stopeose til en annen. Denne fremgangsmåte gir særlig effektiv kontakt mellom flussmidlet og metallet som skal behandles. 3. For metallet som skal behandles stopes, innsettes bunnen av stopeosen med den nodvendige mengde flussmiddel. Ettersom flussmidlet absorberes av foringen i stopeosen frigjores det relativt sent for å komme i kontakt med metallet som skal behandles i smeltet form, hvilket forlenger betraktelig varigheten av dets virkning. Dessuten kan denne tredje fremgangsmåte kombineres med den forste eller med den annen for å oke effektiviteten.

EKSEMPEL 1

En aluminium-magnesium legering som inneholder 4% magnesium og

40 promille natrium,(samt andre forurensninger som vanligvis finnes i denne type legeringer) ble oppvarmet til 730 - 750°C. Et flussmiddel i henhold til oppfinnelsen, bestående av 75 vektprosent MgCl2og 25 vektprosent KC1, i form av en kompakt blokk som er . oppnådd ved smelting av flussmidlet og utstoping i former, etterfulgt av nedkjoling, tilfores i bunnen av den stopeose som inneholder det flytende metall ved hjelp av en klokke av grafitt, i en mengde som tilsvarer omtrent 2,5 kg pr. tonn av legeringen.

Reaksjonen mellom flussmidlet og den flytende legering finner sfeed gradvis, med en meget moderat avgivelse av rok som en oppsamler var i stand til å absorbere uten vanskelighet.

Etter denne behandling inneholdt AlMg-legeringen ikke mer enn

3 promille natrium.

EKSEMPEL_2

En aluminium-magnesium legering som inneholdt 4% magnesium og

45 promille natrium, i tillegg til andre forurensninger som normalt finnes i denne type legeringer, ble oppvarmet til omtrent 750°C i en smelteovn. Dessuten ble et flussmiddel i henhold til oppfinnelsen, inneholdende 65% MgCl2og 35% KC1, i form av et granulat, fordelt over bunnen av den på forhånd oppvarmet stopeose i en mengde som tilsvarer 3 kg flussmiddel pr. tonn av legeringen. Den smeltede legering ble deretter utstopt i en stopeose, under frembringelse av bobling og noe rok som ble absorbert av oppsamleren.

Metallet behandlet på denne måte hadde et endelig natriuminnhold på

3 promille.

EKSEMPEL_3

En stopelegering av type AS 13 (alumdniumbasert med 13% silisium) , inneholdende 340 promille kalsium og de forurensninger som normalt finnes i denne type legering ble behandlet ved omtrent 740°C, på samme måte som i eksempel 1, ved innfbring ved hjelp av en klokke av 2 kg pr. tonn legering av flussmiddel i blokkform, idet vekt-sammensetningeh av flussmidlet var som folger: MgCl278%, KC1 22%.

Etter denne behandling inneholdt legeringen ikke mer enn 40 promille kalsium, og de mekaniske egenskaper til produkter fremstilt av legeringen var ikke negativt påvirket.

EKgEMPEL_4

En stopelegering av type AS 13, identisk med den i eks. 3, ble utstopt fra en smelteovn å inn i en stopeose der bunnen på forhånd var innsatt med et flussmiddel som besto av 80 vektprosent MgCl2og 20 vektprosent KC1 i en mengde som tilsvarer 1 kg pr. tonn metall. Dessuten ble tilfort en stråle av flytende flussmiddel oppvarmet til omtrent 750°C og med samme sammensetning som ovenfor inn i strålen av metall som skulle behandles, og som også hadde en temperatur på omtrent 750°C. Mengden av flussmiddel var omtrent 2 kg pr. tonn metall som skulle behandles.

Etter denne behandling inneholdt metallet ikke mer enn 30 promille kalsium og mindre enn^5 promille natrium.

Claims (5)

1. Flussmiddel for å fjerne alkalik og jordalkalimetaller, særlig natrium og kalsium, som finnes i aluminium og letterlegeringer basert på aluminium, karakterisert ved at det inneholder fra 60 til 80 vektprosent magnesiumklorid og fra 40 til 20 vektprosent kaliumklorid.

2. Fremgangsmåte for å fjerne alkali- og jordalkalimetaller, særlig natrium og kalsium, som finnes i aluminium og lette legeringer basert på aluminium, karakterisert ved at et flussmiddel i henhold til krav 1 bringes i kontakt med metallet i smeltet form.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at flussmidlet smeltes oggstopes i former, og deretter tilfores i form av blokker og holdes under overflaten av det smeltede metall.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at en stråle av flussmiddel som på forhånd er smeltet tilfores en stråle av smeltet metall under stopingen.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at bunnen:'! en stopeose innsettes med flussmidlet for metallet stopes.