RU2187564C2

RU2187564C2 - Multilayer filter for refining and simultaneously modifying of aluminum silicon alloys

Info

Publication number: RU2187564C2
Application number: RU2000126825/02A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Мухин; О.С. Блинова
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-08-20

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: multilayer filter is composed of two layers: layer of ground refractory material-magnesite and modifying layer. According to invention, 25-30 mm thick layer of refractory material particles having diameter of 10-15 mm is positioned on 45-50 mm thick layer of ground lumps having diameter of 7.5-10 mm of alloy of fluorine and chlorine sodium salts with following ratio of components, wt%: sodium fluoride (NaF) 30-40; cryolite (NasAlF₆) 15-20; sodium chloride (NaCl) the balance. Filter of such construction allows finely dispersed modified structure to be obtained and removal of nonmetallic inclusions and intermetallic phases to be provided. EFFECT: increased efficiency and improved physico-mechanical properties of alloys. 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к рафинированию и модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, specifically to the refining and modification of aluminum-silicon alloys.

Известен фильтр [Коротков В.Г. Рафинирование литейных алюминиевых сплавов. - М.: Машгиз, 1963, с. 107-109] для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, содержащий огнеупорный материал, например магнезит, и модифицирующий слой из переплавленного и раздробленного до размеров кусков 10-15 мм фтористого кальция (CaF₂), фтористого натрия (NaF) или фторцирконата калия (K₂ZrF₆).Known filter [Korotkov V.G. Refining cast aluminum alloys. - M.: Mashgiz, 1963, p. 107-109] for refining and simultaneously modifying aluminum-silicon alloys containing refractory material, such as magnesite, and a modifying layer of remelted and crushed to pieces of 10-15 mm calcium fluoride (CaF ₂ ), sodium fluoride (NaF) or potassium fluorozirconate (K ₂ ZrF ₆ ).

Отмечаются хорошие рафинирующие и модифицирующие свойства. Однако дополнительное модифицирование сплава ведут за счет уменьшения высоты рафинирующих слоев или увеличения общей высоты фильтра, что приводит к снижению эффективности очистки сплава от неметаллических включений и необходимости повышения металлостатического напора над фильтром или увеличения начальной температуры фильтра и металла. Good refining and modifying properties are noted. However, additional modification of the alloy is carried out by reducing the height of the refining layers or by increasing the overall height of the filter, which leads to a decrease in the efficiency of cleaning the alloy from non-metallic inclusions and the need to increase the metallostatic pressure above the filter or increase the initial temperature of the filter and metal.

Задачей изобретения является улучшение рафинирующей способности фильтра и расширение технологических возможностей. The objective of the invention is to improve the refining ability of the filter and the expansion of technological capabilities.

Техническим результатом применения предлагаемого многослойного фильтра является получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистка от неметаллических включений и интерметаллических фаз, повышение физико-механических свойств алюминиево-кремниевого сплава. The technical result of the application of the proposed multilayer filter is to obtain a finely dispersed modified structure, purification from non-metallic inclusions and intermetallic phases, increasing the physicomechanical properties of the aluminum-silicon alloy.

Этот технический результат достигается тем, что в предлагаемом многослойном фильтре для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиевого-кремниевых сплавов, состоящего из двух слоев: слоя измельченного огнеупорного материала - магнезита и модифицирующего слоя, согласно изобретению на слой высотой 40-50 мм, состоящий из раздробленных кусков диаметром 7,5-10 мм сплава фтористых и хлористых солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фторид натрия (NaF ) - 30-40
Криолит (Na₃AlF₆) - 15-20
Хлорид натрия (NaCl ) - Остальное
размещают слой высотой 25-30 мм из частиц огнеупорного материала диаметром 10-15 мм.This technical result is achieved by the fact that in the proposed multilayer filter for refining and simultaneously modifying aluminum-silicon alloys, consisting of two layers: a layer of crushed refractory material - magnesite and a modifying layer, according to the invention, to a layer with a height of 40-50 mm, consisting of crushed pieces with a diameter of 7.5-10 mm alloy of fluoride and chloride salts of sodium in the following ratio of components, wt.%:
Sodium Fluoride (NaF) - 30-40
Cryolite (Na ₃ AlF ₆ ) - 15-20
Sodium Chloride (NaCl) - Else
place a layer with a height of 25-30 mm from particles of refractory material with a diameter of 10-15 mm

Сплав фтористых и хлористых солей натрия, обладая более низкой температурой плавления (715^oС), чем составляющие его компоненты, оказывает флюсующее действие, размягчаясь при фильтровании алюминиевого сплава. Это обуславливает адгезионное взаимодействие его с неметаллическими включениями.The alloy of fluoride and chloride salts of sodium, having a lower melting point (715 ^o C) than its constituent components, has a fluxing effect, softening when filtering an aluminum alloy. This causes its adhesive interaction with non-metallic inclusions.

Применение в предлагаемом фильтре в качестве верхнего слоя измельченного огнеупора обеспечивает грубую очистку от крупных включений алюминиевого сплава. В качестве огнеупорного материала используют магнезит в виде измельченных кусков магнезитового кирпича. The use of the proposed filter as the upper layer of crushed refractory provides rough cleaning of large inclusions of aluminum alloy. Magnesite in the form of crushed pieces of magnesite brick is used as a refractory material.

Предложенный фильтр обеспечивает равномерное распределение структурных составляющих, получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистку сплавов от неметаллических включений и интерметаллических фаз, которые в комплексе обуславливают увеличение физико-механических свойств:
предела прочности на разрыв с 22,4 до 28,1 кг/мм²;
относительного удлинения с 2,2 до 5,4%.The proposed filter provides a uniform distribution of structural components, obtaining finely dispersed modified structure, cleaning alloys from non-metallic inclusions and intermetallic phases, which in the complex determine an increase in physical and mechanical properties:
tensile strength from 22.4 to 28.1 kg / mm ² ;
elongation from 2.2 to 5.4%.

Фильтр, состоящий из двух слоев, из которых нижний слой - сплав солей натрия с размером частиц 7,5-10 мм, верхний слой - измельченные куски магнезита размером 10-15 мм, помещают в фильтрующее устройство и нагревают до температуры 500-550^oС.The filter, consisting of two layers, of which the lower layer is an alloy of sodium salts with a particle size of 7.5-10 mm, the upper layer is crushed pieces of magnesite 10-15 mm in size, placed in a filtering device and heated to a temperature of 500-550 ^o С .

Через нагретый фильтр непрерывно пропускают расплав со скоростью 12-14 кг•см²/ч с температурой 730-750^oС. При этом происходит взаимодействие расплава и неметаллических включений с полутвердой поверхностью фильтра, которая сепарирует поток металла на элементарные струйки и очищает сплав от включений за счет высокой работы адгезии, а также модифицирует сплав натрием солей.The melt is continuously passed through the heated filter at a speed of 12-14 kg • cm ² / h with a temperature of 730-750 ^o C. In this case, the melt and non-metallic inclusions interact with the semi-solid surface of the filter, which separates the metal flow into elementary streams and cleans the alloy from inclusions due to the high work of adhesion, and also modifies the alloy with sodium salts.

Преимущества предложенного фильтра иллюстрируются примерами применения. The advantages of the proposed filter are illustrated by application examples.

Пример 1. Example 1

В фильтрующий блок помещают описанный фильтр и подогревают до температуры 500^oС. Алюминиевый сплав АК9ч в количестве 250 кг непрерывно пропускают через многослойный фильтр. Во время опыта отбирают пробы на металлографический и химический анализ, образцы на физико-механические свойства.The described filter is placed in the filter unit and heated to a temperature of 500 ^° C. The AK9ch aluminum alloy in an amount of 250 kg is continuously passed through a multilayer filter. During the experiment, samples are taken for metallographic and chemical analysis, samples for physical and mechanical properties.

Пример 2. Example 2

Алюминиевый сплав, полученный из брикетов алюминиевый стружки в количестве 450 кг, пропускали через описанный фильтр со скоростью 6-8 кг•см²/ч.An aluminum alloy obtained from briquettes of aluminum shavings in an amount of 450 kg was passed through the described filter at a speed of 6-8 kg • cm ² / h.

Результаты приведены в таблице, из которой видно, что механические свойства отфильтрованных алюминиево-кремниевых сплавов по предлагаемому способу выше обработанных по известным способам. Количество включений в сплаве, пропущенном через предлагаемый фильтр, сокращается более чем в 2 раза. В результате обработки микроструктура сплавов АК9ч и переплава стружки становится модифицированной с равномерным распределением структурных элементов. При обработке через предлагаемый фильтр уменьшается содержание интерметаллидов, представленных в виде β-фазы (AlSiFe), как следствие, уменьшается содержание железа на 13-27%. The results are shown in the table, from which it can be seen that the mechanical properties of the filtered aluminum-silicon alloys according to the proposed method are higher than those processed by known methods. The number of inclusions in the alloy passed through the proposed filter is reduced by more than 2 times. As a result of processing, the microstructure of AK9ch alloys and chip remelting becomes modified with a uniform distribution of structural elements. When processing through the proposed filter, the content of intermetallic compounds represented as β-phase (AlSiFe) decreases, as a result, the iron content decreases by 13-27%.

Claims

A multilayer filter for refining and simultaneously modifying aluminum-silicon alloys, consisting of two layers: a layer of crushed refractory material - magnesite and a modifying layer, characterized in that on a layer 40-50 mm high, consisting of crushed pieces with a diameter of 7.5-10 mm an alloy of fluoride and chloride salts of sodium in the following ratio of components, wt.%:
Sodium Fluoride (NaF) - 30-40
Cryolite (Na ₃ AlF ₆ ) - 15-20
Sodium Chloride (NaCl) - Else
placed a layer with a height of 25-30 mm from particles of refractory material with a diameter of 10-15 mm