RU2165990C1 - Method of processing magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides - Google Patents

Method of processing magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides Download PDF

Info

Publication number
RU2165990C1
RU2165990C1 RU2000108506A RU2000108506A RU2165990C1 RU 2165990 C1 RU2165990 C1 RU 2165990C1 RU 2000108506 A RU2000108506 A RU 2000108506A RU 2000108506 A RU2000108506 A RU 2000108506A RU 2165990 C1 RU2165990 C1 RU 2165990C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium
melt
slag
copper
temperature
Prior art date
Application number
RU2000108506A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Л. Лапин
Original Assignee
Лапин Валентин Логинович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лапин Валентин Логинович filed Critical Лапин Валентин Логинович
Priority to RU2000108506A priority Critical patent/RU2165990C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2165990C1 publication Critical patent/RU2165990C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: foundry; applicable in production of magnesium-containing alloying composition from magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides, and in production of castings from spherulitic iron. SUBSTANCE: method includes preparation of special melt based on silicon and/or copper; maintenance of melt temperature in its combination with slag between melting temperature of chloride salts and temperature of their volatizing; filling of space in which melt is combined with magnesium slag with protective gas; combination of melt with magnesium slag. EFFECT: higher economic efficiency of method due to combination of magnesium recovery from magnesium slag, and preparation of alloying compositions for production of castings from spherulitic iron. 4 cl, 1 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения магнийсодержащей лигатуры на основе кремния или (и) меди и растворяемого в них магния из магниевых шлаков, содержащих металлический магний, хлористые соли и оксид магния. Магнийсодержащая лигатура затем применяется для получения отливок из чугуна с шаровидным графитом. The invention relates to foundry and can be used to obtain a magnesium-containing ligature based on silicon or (and) copper and magnesium dissolved in them from magnesium slags containing magnesium metal, chloride salts and magnesium oxide. The magnesium-containing ligature is then used to produce nodular iron castings.

В настоящее время на предприятиях, производящих отливки из магниевых сплавов методом литья под давлением, весьма актуальной является проблема переработки образующихся при этом магниевых шлаков, содержащих хлористые соли. Так, на одном из известных предприятий магниевых шлаков скопилось уже несколько сотен тонн. Шлаки этого предприятия имеют состав, приведенный в табл. 1. At present, in enterprises producing castings of magnesium alloys by injection molding, the problem of processing the resulting magnesium slag containing chloride salts is very urgent. So, at one of the well-known enterprises of magnesium slag several hundred tons have already accumulated. Slag of this enterprise have the composition shown in table. 1.

Магнийсодержащий шлак формируется в процессе плавки шихты в электропечи CAT-0,15 из-за окисления магния и оседания частиц оксида магния на дно тигля при рафинировании отстоем готового сплава флюсом из хлористых солей. Magnesium-containing slag is formed during the smelting of the charge in the CAT-0.15 electric furnace due to oxidation of magnesium and the precipitation of magnesium oxide particles to the bottom of the crucible during refining of the finished alloy by flux from chloride salts.

Количество используемого на плавку флюса составляет 2,8-3,0% от веса сплава в печи. Магнийсодержащий шлак, образовавшийся на дне тигля печи, извлекают через толщу жидкого сплава. Он представляет собой конгломерат запутавшегося магниевого сплава в флюсовооксидной смеси и структурно состоит из каркаса (скелета) магниевого сплава, а также мелких и крупных включений флюсовооксидной смеси, в которых могут находиться включения металлических частиц различных размеров. The amount of flux used for smelting is 2.8-3.0% of the weight of the alloy in the furnace. Magnesium-containing slag formed at the bottom of the crucible of the furnace is recovered through the thickness of the liquid alloy. It is a conglomerate of entangled magnesium alloy in a flux oxide mixture and structurally consists of a framework (skeleton) of a magnesium alloy, as well as small and large inclusions of a flux oxide mixture, in which inclusions of metal particles of various sizes can be found.

Госкомэкология не разрешает вывозить эти шлаки на захоронение, в частности, из-за высокого содержания в них магния. Goskomekologiya does not allow the removal of these slags for disposal, in particular, due to the high content of magnesium in them.

Известные решения по переработке и использованию указанных магниевых шлаков не находят практической реализации по ряду причин. Known solutions for the processing and use of these magnesium slags do not find practical implementation for several reasons.

В табл. 2 представлены технические решения для переработки магниевых шлаков, выбранные в качестве аналогов. In the table. 2 presents technical solutions for the processing of magnesium slag, selected as analogues.

По технической сущности за прототип следует принять способ, заключающийся в наплавлении алюминиевого сплава, покрытии его флюсом и введении отходов магния под уровень расплава, имеющего температуру 660-720oC (М. Б. Альтман и др. Плавка и литье легких сплавов. М., "Металлургия", 1960, с. 317).According to the technical nature of the prototype, the method should be adopted, which consists in melting an aluminum alloy, coating it with flux and introducing magnesium waste under a melt level having a temperature of 660-720 o C (M. B. Altman and others. Melting and casting of light alloys. M. , Metallurgy, 1960, p. 317).

Цель изобретения состоит в растворении магния из магниевых шлаков, содержащих металлический магний, хлористые соли и оксид магния, в расплавах металлов на основе кремния или (и) меди с получением лигатур для производства отливок из чугуна с шаровидным графитом. The purpose of the invention is to dissolve magnesium from magnesium slags containing magnesium metal, chloride salts and magnesium oxide in molten metals based on silicon and / or copper to obtain alloys for the production of nodular iron castings.

Предлагаемый способ переработки магниевых шлаков, содержащих металлический магний, хлористые соли и оксид магния, с получением лигатур для производства отливок из чугуна с шаровидным графитом включает:
подготовку расплава металлов на основе кремния или (и) меди;
поддержание температуры расплава при соединении с магниевым шлаком в пределах между максимальной температурой плавления хлористых солей и минимальной температурой их кипения;
заполнение пространства, в котором соединяют расплав и магниевый шлак, защитным газом, в частности азотом;
соединение расплава и магниевого шлака, содержащего металлический магний, хлористые соли и оксид магния.
The proposed method for the processing of magnesium slag containing metallic magnesium, chloride salts and magnesium oxide, to obtain alloys for the production of iron castings with spherical graphite includes:
preparation of a molten metal based on silicon or copper;
maintaining the temperature of the melt when combined with magnesium slag within the range between the maximum melting point of chloride salts and the minimum boiling point;
filling the space in which the melt and magnesium slag are connected with a protective gas, in particular nitrogen;
the connection of the melt and magnesium slag containing magnesium metal, chloride salts and magnesium oxide.

Основным отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что, во-первых, расплав готовят не на основе алюминия, а кремния или (и) меди, во-вторых, температуру расплава при соединении со шлаком поддерживают в пределах между максимальной температурой плавления хлористых солей (960oC) и минимальной температурой их кипения (1413oC), в-третьих, в пространство, в котором соединяют расплав и магниевый шлак, подают защитный газ, в частности азот.The main difference between the proposed method and the prototype is that, firstly, the melt is prepared not on the basis of aluminum, but silicon or copper, and secondly, the temperature of the melt when combined with slag is maintained between the maximum melting temperature of chloride salts ( 960 o C) and a minimum boiling point (1413 o C), thirdly, a protective gas, in particular nitrogen, is supplied into the space in which the melt and magnesium slag are connected.

Первые два отличительных признака имеют принципиальное значение. Именно их сочетание позволяет осуществлять переработку магниевых шлаков, содержащих металлический магний, хлористые соли и оксид магния, с получением лигатур для производства отливок из чугунов с шаровидным графитом. The first two distinguishing features are of fundamental importance. It is their combination that allows the processing of magnesium slag containing metallic magnesium, chloride salts and magnesium oxide, with the formation of ligatures for the production of castings from cast iron with spherical graphite.

Кремний или (и) медь, на основе которых готовят расплав, хорошо растворяют магний и не снижают литейных и прочностных свойств чугуна, а, наоборот, оказывают на чугун положительное модифицирующее и легирующее воздействие. Алюминий в качестве основы для подготовки расплава и получения лигатуры для модифицирования обычных чугунов не может быть использован, так как попадание его в чугун в количествах более 0,15% приводит к дефектам в отливках и потому недопустимо. Silicon and / or copper, on the basis of which the melt is prepared, dissolve magnesium well and do not reduce the casting and strength properties of cast iron, but, on the contrary, have a positive modifying and alloying effect on cast iron. Aluminum cannot be used as the basis for preparing the melt and obtaining a ligature for the modification of ordinary cast irons, since its ingress into cast iron in amounts of more than 0.15% leads to defects in castings and is therefore unacceptable.

Принципиальным является и поддержание температуры расплава в момент его соединения со шлаком в пределах между максимальной температурой плавления хлористых солей и минимальной температурой их кипения. Поддержание температуры расплава выше максимальной температуры плавления хлористых солей (960oC) способствует быстрому плавлению хлористых солей и установлению непосредственного контакта между расплавом и магнием, находящимся в шлаке, и ускорению его растворения в кремнии или (и) меди. Поддержание температуры расплава ниже минимальной температуры кипения хлористых солей (1413oC) снижает барботаж, выбросы расплава и задымление атмосферы плавильного участка.It is also important to maintain the temperature of the melt at the time of its connection with the slag between the maximum melting point of chloride salts and the minimum boiling point. Maintaining the melt temperature above the maximum melting point of chloride salts (960 o C) contributes to the rapid melting of chloride salts and the establishment of direct contact between the melt and magnesium in the slag and accelerate its dissolution in silicon or copper. Maintaining the melt temperature below the minimum boiling point of chloride salts (1413 o C) reduces the bubbling, emissions of the melt and the smoke of the atmosphere of the melting site.

Соединение расплава и шлака при температуре ниже максимальной температуры кипения хлористых солей достигают за счет ввода в кремний или (и) медь других элементов, понижающих температуру плавления (затвердевания) расплава. Например, ввод в медь 8-10% Si снижает температуру плавления (затвердевания) с 1089oC (для меди) до 875oC и дает возможность проводить соединение расплава и магниевого шлака при температуре 960oC и выше. Ввод в кремний 40-50% железа позволяет снизить температуру плавления (затвердевания) расплава с 1423oC [1] до 1220oC и осуществлять соединение расплава и магниевого шлака при температуре ниже минимальной температуры кипения хлористых солей - при температуре 1300-1400oC. Кроме того, железо и медь выполняют еще одну важную функцию - утяжеления расплава, благодаря чему происходит ускоренное всплывание (отделение) флюсовооксидной смеси. Конечно, наиболее предпочтительной является температура соединения расплава и шлака в пределах между температурой плавления хлористых солей (960oC) и температурой кипения магния (1120oC). В этом случае за счет исключения кипения магния еще в большей степени снижаются пироэффект и барботаж. Указанное практически можно реализовать при использовании расплавов на медной основе, в частности, с содержанием кремния 6 - 12% и, к сожалению, невозможно при использовании расплавов на основе кремния. По этой причине расплавы на основе меди более предпочтительны, но из-за высокой цены меди по сравнению с кремнием лигатуры на основе меди примерно в два раза дороже лигатур на основе кремния. Лигатуры на основе меди экономически целесообразно использовать для получения отливок из чугунов, которые должны быть легированы медью. Для обычных (нелегированных) чугунов экономически более предпочтительным является использование лигатур на основе кремния. В этом случае приходится осуществлять соединение расплава и магниевого шлака при температуре выше температуры кипения магния.The combination of the melt and slag at a temperature below the maximum boiling point of chloride salts is achieved by introducing other elements into silicon or (and) copper that lower the melting point (solidification) of the melt. For example, the introduction of 8-10% Si into copper reduces the melting point (solidification) from 1089 ° C (for copper) to 875 ° C and makes it possible to melt and magnesium slag at a temperature of 960 ° C and higher. The introduction of silicon 40-50% iron allows you to reduce the melting point (solidification) of the melt from 1423 o C [1] to 1220 o C and to connect the melt and magnesium slag at a temperature below the minimum boiling point of chloride salts - at a temperature of 1300-1400 o C In addition, iron and copper perform another important function - weighting of the melt, due to which there is an accelerated floating (separation) of the flux-oxide mixture. Of course, the melt-slag compound temperature is most preferred between the melting point of chloride salts (960 ° C.) and the boiling point of magnesium (1120 ° C.). In this case, due to the exclusion of boiling magnesium, the pyroeffect and bubbling are even more reduced. The aforementioned can practically be realized when using copper-based melts, in particular, with a silicon content of 6 - 12% and, unfortunately, is not possible when using silicon-based melts. For this reason, copper-based melts are more preferable, but due to the high price of copper compared to silicon, copper-based alloys are about two times more expensive than silicon-based alloys. It is economically feasible to use copper-based ligatures to produce castings from cast iron, which should be alloyed with copper. For ordinary (unalloyed) cast irons, the use of silicon-based alloys is economically preferable. In this case, it is necessary to connect the melt and magnesium slag at a temperature above the boiling point of magnesium.

Введение защитного газа, в частности азота, в пространство, в котором соединяют расплав и магниевый шлак, повышает степень усвоения магния из магниевого шлака, снижает пироэффект и величину дымовыделений. The introduction of a protective gas, in particular nitrogen, into the space in which the melt and magnesium slag are connected increases the degree of absorption of magnesium from magnesium slag, and reduces the pyroelectric effect and the amount of smoke emissions.

В описании сознательно используется выражение "соединение расплава и магниевого шлака" вместо, например, выражения "ввод магниевого шлака в расплав". Это вызвано тем, что соединение расплава и магниевого шлака может осуществляться вводом магниевого шлака в расплав, находящийся в печи (ковше, иной емкости), или заполнением расплавом емкости (тигля печи, ковша, литейной формы и т. п. ) с расположенным в ней магниевым шлаком. Выбор способа соединения расплава и магниевого шлака зависит от ряда обстоятельств: в частности, имеющегося типа плавильной печи, требований, предъявляемых к лигатуре, в частности, по количеству и пределам содержания в ней магния; других возможностей и конкретных условий в литейном цехе. The description deliberately uses the expression "compound of the melt and magnesium slag" instead of, for example, the expression "input of magnesium slag into the melt." This is due to the fact that the connection of the melt and magnesium slag can be carried out by introducing magnesium slag into the melt located in the furnace (ladle, other vessel), or by filling the vessel with the melt (furnace crucible, ladle, mold, etc.) with it located magnesium slag. The choice of the method of combining the melt and magnesium slag depends on a number of circumstances: in particular, the type of melting furnace available, the requirements for the ligature, in particular, the quantity and limits of the magnesium content in it; other possibilities and specific conditions in the foundry.

Например, при подготовке расплава в дуговой печи и сравнительно низком содержании магния в лигатуре (до 5-7%) более приемлемым может оказаться заливка расплава на твердый магниевый шлак, расположенный в ковше или в другой специальной емкости. При этом пространство в ковше или иной емкости, с находящимся в них магниевым шлаком, должно быть заполнено азотом перед заливкой в них расплава. К достоинствам данного способа соединения следует отнести его мобильность и производительность; к недостаткам - трудность получения лигатуры со строго определенным содержанием по магнию из-за возможных колебаний в содержании магния в шлаке. For example, when preparing a melt in an arc furnace and a relatively low magnesium content in the ligature (up to 5-7%), it may be more acceptable to pour the melt onto solid magnesium slag located in a ladle or in another special container. In this case, the space in the bucket or other container, with magnesium slag located in them, must be filled with nitrogen before the melt is poured into them. The advantages of this method of connection should include its mobility and performance; the disadvantages are the difficulty of obtaining a ligature with a strictly defined magnesium content due to possible fluctuations in the magnesium content in the slag.

При сравнительно высоком содержании в лигатуре магния (10-15%), узких пределах по отклонению в содержании магния в лигатуре и наличии в цехе индукционной печи более приемлемым будет ввод твердого магниевого шлака в расплав, находящийся непосредственно в печи, например, с помощью колокола. Достоинство данного метода - возможность получения лигатуры с требуемым содержанием магния; недостаток - потребность в колоколах. В этом случае после проведения экспресс-анализа на магний и при наличии отклонения содержания магния от заданного есть возможность ввести дополнительное расчетное количество магниевого шлака на основании данных анализа. Перед вводом дополнительного количества магниевого шлака расплав, как правило, нужно будет подогревать. With a relatively high content of magnesium in the ligature (10-15%), narrow limits on the deviation in the magnesium content in the ligature and the presence of an induction furnace in the workshop, the introduction of solid magnesium slag into the melt located directly in the furnace, for example, using a bell, will be more acceptable. The advantage of this method is the possibility of obtaining a ligature with the required magnesium content; the disadvantage is the need for bells. In this case, after carrying out an express analysis for magnesium and in the presence of a deviation of the magnesium content from a given one, it is possible to introduce an additional calculated amount of magnesium slag based on the analysis data. Before introducing an additional amount of magnesium slag, the melt, as a rule, will need to be heated.

При наличии на производственном участке двух и более плавильных печей может быть реализовано соединение магниевого шлака и расплава кремния или (и) меди путем заливки расплава в магниевый шлак, в котором металлический магний находится в расплавленном состоянии (преимущественно между частицами хлористых солей и оксида магния). При заливке расплава кремния или (и) меди на магниевый шлак с жидким магнием магний растворяется в кремнии или (и) меди, а хлористые соли и оксид магния всплывают на поверхность расплава лигатуры вследствие значительной разницы в плотности расплава и флюсово-оксидной смеси. В качестве достоинства этого способа соединения расплава и магниевого шлака можно отметить возможность применения расплава кремния или (и) меди с более низкой температурой; в качестве недостатка - необходимость иметь две плавильные печи. If there are two or more melting furnaces at the production site, magnesium slag and silicon or / and copper melt can be combined by pouring the melt into magnesium slag, in which magnesium metal is in the molten state (mainly between particles of chloride salts and magnesium oxide). When pouring a melt of silicon and / or copper onto magnesium slag with liquid magnesium, magnesium dissolves in silicon and / or copper, and chloride salts and magnesium oxide float to the surface of the ligature melt due to a significant difference in the density of the melt and the flux-oxide mixture. As an advantage of this method of combining a melt and magnesium slag, it is possible to note the possibility of using a silicon melt and / or copper with a lower temperature; as a disadvantage, the need to have two melting furnaces.

Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа и полученные при этом результаты. Below are examples of the proposed method and the results obtained.

Пример 1. Графитовый тигель установили в набивной тигель печи ИСТ-0,16 и расплавили 5 килограммов меди, затем ввели в расплав 0,5 килограмма кремния. Ввод кремния осуществили для снижения температуры плавления (затвердевания) расплава. После растворения кремния при температуре расплава 1000oC над тиглем печи установили колпак с продетой через отверстие колпака штангой колокола. В колоколе находилось 0,4 килограмма магниевого шлака, содержащего около 45% магния. Из баллона по гибкому шлангу под колпак подали азот и ввели колокол в расплав. После окончания подрагивания колокола, что свидетельствует об окончании растворения магния, отключили подачу азота и извлекли колокол из расплава, сняли колпак. Затем удалили с поверхности расплава шлак, подогрели расплав до 1100oC; снова установили колпак с колоколом, подали азот, ввели в расплав 0,4 килограмма магниевого шлака, отключили подачу азота, удалили колокол и колпак. Снова сняли с поверхности расплава шлак, установили колпак с колоколом, подали азот и при температуре 940oC ввели 0,3 килограмма шлака, удалили колокол и колпак. В последнем случае примерно четверть введенного магниевого шлака оказалась непрореагировавшей - низкая температура расплава не позволила расплавиться хлористым солям и это затормозило процесс растворения магния из магниевого шлака. Подогрели расплав до 950oC, сняли шлак с поверхности расплава и разлили расплав лигатуры в изложницу.Example 1. A graphite crucible was installed in the stuffed crucible of the IST-0.16 furnace and 5 kilograms of copper were melted, then 0.5 kilograms of silicon were introduced into the melt. The introduction of silicon was carried out to reduce the melting point (solidification) of the melt. After the dissolution of silicon at a melt temperature of 1000 o C over the crucible of the furnace installed cap with a bell rod threaded through the opening of the cap. The bell contained 0.4 kilograms of magnesium slag containing about 45% magnesium. From the cylinder, nitrogen was fed through a flexible hose under the cap and the bell was introduced into the melt. After the end of the twitching of the bell, which indicates the end of the dissolution of magnesium, the nitrogen supply was turned off and the bell was removed from the melt, the cap was removed. Then the slag was removed from the melt surface, the melt was heated to 1100 ° C; the cap with the bell was again installed, nitrogen was supplied, 0.4 kilograms of magnesium slag was introduced into the melt, the nitrogen supply was turned off, the bell and cap were removed. Again, the slag was removed from the surface of the melt, a bell with a bell was installed, nitrogen was fed and at a temperature of 940 ° C 0.3 kilograms of slag were introduced, the bell and bell were removed. In the latter case, about a quarter of the introduced magnesium slag turned out to be unreacted - the low temperature of the melt did not allow the chloride salts to melt and this slowed down the dissolution of magnesium from magnesium slag. The melt was heated to 950 o C, the slag was removed from the surface of the melt and the ligature melt was poured into the mold.

Полученную лигатуру состава, %:
Cu - 80
Mg - 7,5
Si - 9,2
Al - 0,9
Zn - 0,4
Fe - Остальное
опробовали для модифицирования чугуна.
The resulting composition ligature,%:
Cu - 80
Mg - 7.5
Si - 9.2
Al - 0.9
Zn - 0.4
Fe - Else
tested to modify cast iron.

Химический состав чугуна после модифицирования, %:
C - 3,4
Si - 2,95
Mn - 0,28
P - 0,12
Cr - 0,03
Cu - 1,32
Al - 0,05
S - 0,05
Zn - < 0,005
В табл. 3 приведены свойства чугуна, модифицированного полученной лигатурой.
The chemical composition of cast iron after modification,%:
C - 3.4
Si - 2.95
Mn - 0.28
P - 0.12
Cr - 0.03
Cu - 1.32
Al - 0.05
S - 0.05
Zn - <0.005
In the table. 3 shows the properties of cast iron modified by the resulting alloy.

В табл. 4 приведено сравнение свойств чугуна, полученного при модифицировании лигатурой, изготовленной по предлагаемому способу, и чугуна по ГОСТ 7293-85 (соответствующие марки ВЧ 50, ВЧ 70, ВЧ 80). Свойства полученного чугуна значительно превышают свойства чугуна соответствующих марок, приведенных в ГОСТ 7293-85. In the table. 4 shows a comparison of the properties of cast iron obtained by modification with a master alloy made by the proposed method, and cast iron according to GOST 7293-85 (corresponding grades VCh 50, VCh 70, VCh 80). The properties of the obtained cast iron significantly exceed the properties of cast iron of the corresponding grades given in GOST 7293-85.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что предлагаемый способ переработки шлаков в расплаве меди с получением при этом магнийсодержащей лигатуры является практически осуществимым, а лигатуру можно применять для получения отливок из чугуна с шаровидной формой графита. Фотографии микроструктур полученных чугунов приведены на чертеже. An analysis of the results indicates that the proposed method for processing slag in a copper melt to obtain a magnesium-containing ligature is practically feasible, and the ligature can be used to produce castings from cast iron with spherical graphite. Photos of the microstructures of the obtained cast irons are shown in the drawing.

Пример 2. В печи ИСТ-0,16 наплавили 50 килограммов сплава состава 60% кремния и 40% железа. Основная функция железа - понижение температуры плавления расплава (с 1423oC до 1200-1220oC). Над тиглем печи установили колпак с продетой через отверстие колпака штангой колокола. В колоколе находилось 8 килограммов магниевого шлака, содержащего около 50% магния. Из баллона по гибкому шлангу под колпак подали азот. Через 10 секунд после начала подачи азота в расплав при температуре 1380oC ввели колокол с магниевым шлаком. После окончания растворения магния из шлака, о чем свидетельствует прекращение вибрации колокола, подачу азота прекратили. Извлекли из расплава колокол. Удалили колпак с колоколом с тигля печи. Сняли шлак с поверхности расплава. Провели экспресс-анализ расплава на содержание магния. Его содержание оказалось равным 7,5%. Требуемое содержание магния 9±0,5%. Произвели расчет дополнительного количество магниевого шлака (Qш) в кг, которое нужно ввести, чтобы выйти на требуемое содержание магния в лигатуре. Расчет произвели по формуле
Qш = Pш · (Cт - Ca)(1 + Cа:100): Cа,
где Pш - количество введенного в расплав магниевого шлака, кг;
Cт - требуемое содержание магния в лигатуре, %;
Cа - содержание магния в расплаве по данным экспресс-анализа, %.
Example 2. In an IST-0.16 furnace, 50 kilograms of an alloy of 60% silicon and 40% iron were melted. The main function of iron is to lower the melting point of the melt (from 1423 o C to 1200-1220 o C). A cap with a bell rod threaded through the opening of the cap was installed over the crucible of the furnace. The bell contained 8 kilograms of magnesium slag containing about 50% magnesium. From the cylinder, nitrogen was fed through a flexible hose under the cap. 10 seconds after the start of the supply of nitrogen into the melt at a temperature of 1380 o C introduced a bell with magnesium slag. After the dissolution of magnesium from the slag, as evidenced by the termination of the vibration of the bell, the flow of nitrogen was stopped. The bell was removed from the melt. Removed the bell cap from the crucible of the furnace. They removed the slag from the surface of the melt. Conducted rapid analysis of the melt for magnesium content. Its content was equal to 7.5%. The required magnesium content is 9 ± 0.5%. Calculated the additional amount of magnesium slag (Q W ) in kg, which must be entered in order to reach the required magnesium content in the ligature. The calculation was made according to the formula
Q W = P W · (C t - C a ) (1 + C a : 100): C a ,
where P W - the amount of magnesium slag introduced into the melt, kg;
C t - the required magnesium content in the ligature,%;
C a - magnesium content in the melt according to the express analysis,%.

Разместили в колоколе расчетное количество магниевого шлака:
8 · (9,25-7,5)(1+0,075);7,5=2 кг.
Placed in the bell the estimated amount of magnesium slag:
8 · (9.25-7.5) (1 + 0.075); 7.5 = 2 kg.

Подогрели расплав до температуры 1350oC. Продели сквозь отверстие в колпаке штангу колокола, установили колпак с колоколом над тиглем печи, подали азот в пространство над расплавом и ввели колокол в расплав. После окончания растворения из шлака магния перекрыли подачу азота, извлекли из расплава колокол, удалили колпак с колоколом, сняли шлак с поверхности расплава, выпустили полученный расплав лигатуры в литейный ковш и разлили его в изложницы.The melt was heated to a temperature of 1350 o C. A bell rod was pierced through the hole in the bell, a bell and bell were installed over the crucible of the furnace, nitrogen was fed into the space above the melt and the bell was introduced into the melt. After the dissolution was completed, the nitrogen supply was shut off from the magnesium slag, the bell was removed from the melt, the bell and cap were removed, the slag was removed from the melt surface, the resulting ligature melt was released into a casting ladle and poured into molds.

Анализ лигатуры показал следующий состав:
Mg = 9,1%; Si = 55%; Al = 0,5%; Zn = 0,1%; Fe - остальное.
Analysis of the ligature showed the following composition:
Mg = 9.1%; Si = 55%; Al = 0.5%; Zn = 0.1%; Fe is the rest.

Предлагаемый способ позволяет перерабатывать магниевые шлаки со значительным экономическим эффектом за счет совмещения процесса извлечения магния из магниевых шлаков и приготовления лигатуры для производства отливок из чугуна с шаровидным графитом. The proposed method allows the processing of magnesium slag with a significant economic effect by combining the process of extracting magnesium from magnesium slag and preparing a master alloy for the production of castings from cast iron with spherical graphite.

Промышленное использование предлагаемого способа позволит решить не только чисто экономическую задачу в результате производства лигатур на базе извлеченного из шлака магния, но будет способствовать решению и экологической задачи в результате удаления магния из шлака и снижения объема шлака на 30-40% по сравнению с первоначальным объемом. Industrial use of the proposed method will allow us to solve not only a purely economic problem as a result of the production of ligatures based on magnesium extracted from slag, but will also contribute to solving the environmental problem by removing magnesium from the slag and reducing the slag volume by 30-40% compared to the original volume.

ЛИТЕРАТУРА
1. Таблица физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Киконина. М., Атомиздат, 1976, 1008 с.
LITERATURE
1. The table of physical quantities. Directory. Ed. Acad. I.K. Kikonin. M., Atomizdat, 1976, 1008 pp.

2. Краткая химическая энциклопедия в пяти томах. Москва, 1961. Изд-во "Советская энциклопедия". Том 1, с 378. 2. Brief chemical encyclopedia in five volumes. Moscow, 1961. Publishing house "Soviet Encyclopedia". Volume 1, p. 378.

Claims (4)

1. Способ переработки магниевых шлаков, содержащих металлический магний, хлористые соли и оксид магния, включающий подготовку расплава металлов и соединение расплава металлов и магниевых шлаков, отличающийся тем, что в качестве основы расплава используют кремний или/и медь, температуру расплава при соединении его со шлаком поддерживают в пределах выше максимальной температуры плавления хлористых солей, равной 960oC, и ниже минимальной температуры их кипения, равной 1413oC.1. A method of processing magnesium slag containing magnesium metal, chloride salts and magnesium oxide, including the preparation of a molten metal and a compound of a molten metal and magnesium slag, characterized in that silicon and / or copper are used as the base of the melt, the temperature of the melt when it is connected to slag is maintained within the range above the maximum melting point of chloride salts, equal to 960 o C, and below the minimum boiling point, equal to 1413 o C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в пространство, в котором соединяют расплав и магниевый шлак, подают защитный газ. 2. The method according to claim 1, characterized in that a protective gas is supplied into the space in which the melt and magnesium slag are connected. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитного газа используют азот. 3. The method according to claim 1, characterized in that nitrogen is used as the protective gas. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру расплава для сплавов на основе меди поддерживают выше температуры плавления хлористых солей, равной 960oC, и ниже температуры кипения магния, равной 1120oC.4. The method according to claim 1, characterized in that the melt temperature for copper-based alloys is maintained above the melting point of chloride salts, equal to 960 o C, and below the boiling point of magnesium, equal to 1120 o C.
RU2000108506A 2000-04-05 2000-04-05 Method of processing magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides RU2165990C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108506A RU2165990C1 (en) 2000-04-05 2000-04-05 Method of processing magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108506A RU2165990C1 (en) 2000-04-05 2000-04-05 Method of processing magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2165990C1 true RU2165990C1 (en) 2001-04-27

Family

ID=20232879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000108506A RU2165990C1 (en) 2000-04-05 2000-04-05 Method of processing magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2165990C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104131310A (en) * 2014-08-18 2014-11-05 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 Comprehensive utilization method of magnesium electrolysis residues

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛЬТМАН М.Б. и др. Плавка и литье легких сплавов. - М.: Металлургия, 1960, с. 317. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104131310A (en) * 2014-08-18 2014-11-05 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 Comprehensive utilization method of magnesium electrolysis residues

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Campbell Complete casting handbook: metal casting processes, metallurgy, techniques and design
Puga et al. Recycling of aluminium swarf by direct incorporation in aluminium melts
FI83540B (en) YMPNINGSMEDEL FOER GRAOTT GJUTJAERN.
Colás et al. Castings
EP0108107A1 (en) Magnesium ferrosilicon alloy and use thereof in manufacture of nodular cast iron.
US4121924A (en) Alloy for rare earth treatment of molten metals and method
US3567432A (en) Metal casting
RU2165990C1 (en) Method of processing magnesium slags containing metallic magnesium, magnesium oxide and chlorides
CN1023237C (en) Spheroidizing method for centrifugal casting compounded roller
EP0067500A1 (en) Method of casting compacted graphite iron by inoculation in the mould
CN1175117C (en) Process for preparing Mn-Si alloy from slags generated by smelting low-carbon ferromanganese
RU2002134993A (en) RECYCLING METHOD
Kopyciński et al. The influence of iron powder and disintegrated steel scrap additives on the solidification of cast iron
Trojan Inclusion-forming reactions
RU2201458C1 (en) Method of modification of steel
JP3837477B2 (en) Method for producing alumina particle dispersed composite material
RU2006144614A (en) METHOD FOR PRODUCING HIGH-STRENGTH IRON
SU834207A1 (en) Steel manufacture method
RU2068017C1 (en) Method of refining aluminium from sodium and calcium
RU2124059C1 (en) Processing copper-containing wastes by pyrometallurgical method
RU2093608C1 (en) Method of cleaning ladles
JP2689837B2 (en) Graphite spheroidized alloy
SU1523584A1 (en) Flux for processing zink alloys
SU357024A1 (en) METHOD OF CASTING SILICOCALCIA
RU2058397C1 (en) Method for production of complex modifier in coreless induction furnace with quartzite lining