RU2230809C1 - Flux for melt, refining, inoculation of non-ferrous metals amd alloys - Google Patents
Flux for melt, refining, inoculation of non-ferrous metals amd alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230809C1 RU2230809C1 RU2003100149/02A RU2003100149A RU2230809C1 RU 2230809 C1 RU2230809 C1 RU 2230809C1 RU 2003100149/02 A RU2003100149/02 A RU 2003100149/02A RU 2003100149 A RU2003100149 A RU 2003100149A RU 2230809 C1 RU2230809 C1 RU 2230809C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- production
- refining
- alloys
- zirconium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к металлургическим и сварочным флюсам. Известен флюс для обработки алюминиевых сплавов по авт. св. SU 1033561, М. Кл. С 22 C 1/06; C 22 В 9/10, представляющий собой смесь отвальных кеков производства двуокиси циркония известково-хлоридным способом и углекислого натрия.The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals and alloys, in particular to metallurgical and welding fluxes. Known flux for processing aluminum alloys by ed. St. SU 1033561, M. Cl. C 22 C 1/06; C 22 V 9/10, which is a mixture of dump cakes for the production of zirconium dioxide by the calc-chloride method and sodium carbonate.
Недостатком флюса является узкая область применения, а именно рафинирование алюминиевых сплавов по магнию и легирование алюминиевых сплавов кремнием.The disadvantage of the flux is a narrow scope, namely the refining of aluminum alloys with magnesium and the alloying of aluminum alloys with silicon.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является флюс по авт. св. N 840178, C 22 C 1/06; С 22 В 9/10, от 25.06.1981, предназначенный для обработки алюминиевых сплавов.Closest to the proposed technical solution is a flux according to ed. St. N, 840178; C 22 C 1/06; C 22 V 9/10, dated June 25, 1981, intended for the processing of aluminum alloys.
Флюс включает кеки производства двуокиси циркония известково-хлоридным способом.Flux includes cakes for the production of zirconium lime-chloride method.
Кек содержит, вес.%:Cake contains, wt.%:
Кремнезем 84-86Silica 84-86
Соединения циркония 14-15Zirconium Compounds 14-15
Хлорид кальция 0,7-0,9Calcium Chloride 0.7-0.9
К преимуществу флюса относится низкая себестоимость флюса, т. к. основу флюса составляют отходы производства. Кроме того, улучшаются физико-механические свойства обрабатываемого алюминиевого сплава за счет модифицирования соединениями циркония, присутствующими в отходах производства двуокиси циркония. Флюс используют как рафинирующий, легирующий и модифицирующий.The advantage of the flux is the low cost of the flux, because the basis of the flux is production waste. In addition, the physicomechanical properties of the processed aluminum alloy are improved due to the modification with zirconium compounds present in the waste products of zirconium dioxide. Flux is used as refining, alloying and modifying.
К недостаткам флюса относится узкая область применения, а именно только для обработки определенных сплавов алюминия, а также флюс не является покровным, т.к. содержит до 85% кремнезема, температура плавления которого составляет 1710 С°, а температура плавления алюминия, меди, а также сплавов на основе каждого металла не превышает 1100°С.The disadvantages of the flux include a narrow scope, namely, only for processing certain aluminum alloys, and the flux is not coverslip, because It contains up to 85% silica, the melting temperature of which is 1710 ° C, and the melting temperature of aluminum, copper, and also alloys based on each metal does not exceed 1100 ° C.
Температура плавления покровных флюсов должна быть ниже температуры перегрева жидкой ванны обрабатываемого сплава, при этом флюс должен обладать удовлетворительной жидкотекучестью, т.к. необходимо защищать зеркало расплава от окисления и выгорания легкоплавких компонентов.The melting temperature of the coating fluxes should be lower than the superheat temperature of the liquid bath of the alloy being treated, while the flux must have satisfactory fluidity, since it is necessary to protect the melt mirror from oxidation and burning of fusible components.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, - получение универсального фторидного флюса, обладающего покровными, рафинирующими и модифицирующими свойствами при одновременном снижении затрат на его получение.The problem solved by the claimed invention is to obtain a universal fluoride flux having integumentary, refining and modifying properties while reducing the cost of its production.
Техническое решение задачи заключается в том, что в качестве ингредиентов флюса используются фторидные кеки нейтрализации фтор-хлорсодержащих сбросных растворов, образующихся при производстве фторцирконата калия, и отработанный электролит электролизного производства циркония при следующем соотношении компонентов, вес.%:The technical solution to the problem lies in the fact that fluoride cakes for neutralizing fluorine-chlorine-containing waste solutions formed during the production of potassium fluorozirconate and spent electrolyte from the electrolysis production of zirconium are used as flux ingredients in the following ratio, wt.%:
Фторидные кеки 10-30Fluoride cakes 10-30
Отработанный электролит 70-90Spent electrolyte 70-90
Отработанный электролит имеет следующий состав, вес.%:The spent electrolyte has the following composition, wt.%:
КСl 12-20KCl 12-20
NaCl 2-4NaCl 2-4
NaF 1-3NaF 1-3
К2ZrF6 10-15K 2 ZrF 6 10-15
KF ОстальноеKF Else
Фторидные кеки и отработанный электролит являются отходами производства. Кеки направляются в отвалы и требуют дополнительных затрат по предотвращению загрязнения окружающей среды. Отработанный электролит частично используется при вскрытии циркониевых концентратов, однако фторидные соединения отработанного электролита также уходят в отвалы.Fluoride cakes and spent electrolyte are waste products. Muffins are sent to dumps and require additional costs to prevent environmental pollution. The spent electrolyte is partially used in the opening of zirconium concentrates, however, the fluoride compounds of the spent electrolyte also go to dumps.
Фторидный кек нейтрализации сбросных растворов представляет собой порошкообразный синтетический фторид кальция - СаF2, образующийся при нейтрализации F- и Cl- известковым молоком - Са(ОН)2. Фторид кальция имеет высокую чистоту по примесям и размер частиц менее ста микрон, что исключает операции измельчения при подготовке шихты флюса.Fluoride cake for neutralization of effluent solutions is a powdered synthetic calcium fluoride - CaF 2 , formed when neutralizing F - and Cl - with milk of lime - Ca (OH) 2 . Calcium fluoride has a high purity of impurities and a particle size of less than one hundred microns, which excludes grinding operations in the preparation of a flux mixture.
Отработанный электролит представляет собой плав галогенидовых солей калия и натрия, а также фторцирконата калия. Фторцирконат калия во флюсе является источником модификатора цветных металлов и сплавов. Цирконий из К2ZrF6 при плавке переходит в обрабатываемый сплав и создает дополнительные центры кристаллизации расплавленного металла.The spent electrolyte is a melt of halide salts of potassium and sodium, as well as potassium fluorozirconate. Potassium fluorozirconate in the flux is a source of a modifier of non-ferrous metals and alloys. Zirconium from K 2 ZrF 6 during melting goes into the processed alloy and creates additional centers of crystallization of the molten metal.
Пределы содержания ингредиентов флюса обусловлены следующим.The limits of the content of flux ingredients are due to the following.
Температура плавления предлагаемого флюса составляет 700-750°С. При содержании кека во флюсе более 30% возрастает температура плавления флюса, что снижает покровность флюса при переплаве алюминиевых сплавов.The melting point of the proposed flux is 700-750 ° C. When the cake content in the flux is more than 30%, the melting temperature of the flux increases, which reduces the flux coating during the remelting of aluminum alloys.
При содержании кека во флюсе менее 10% наблюдается повышенная гидролизуемость флюса.When the cake content in the flux is less than 10%, an increased hydrolysis of the flux is observed.
При содержании отработанного электролита во флюсе менее 70% снижаются модифицирующие свойства флюса.When the content of spent electrolyte in the flux is less than 70%, the modifying properties of the flux are reduced.
При содержании электролита более 90% значительно повышается гидролизуемость флюса, усложняются условия хранения и подготовка флюса к использованию.When the electrolyte content is more than 90%, the hydrolyzability of the flux increases significantly, storage conditions and preparation of the flux for use are complicated.
В отличие от прототипа использование в качестве флюса фторидных кеков циркониевого производства, включающих в себя фторид кальция, в сочетании с отработанным электролитом электролизного производства порошка циркония, в указанных пропорциях, позволило получить универсальный флюс, покровный, рафинирующий и модифицирующий, используемый при выплавке алюминия, меди и их сплавов. Таким образом, предлагаемый состав флюса придает ему новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".In contrast to the prototype, the use of fluoride cakes of zirconium production, including calcium fluoride, in combination with spent electrolyte of electrolytic production of zirconium powder, in the indicated proportions, made it possible to obtain a universal flux, coating, refining and modifying, used in the smelting of aluminum, copper and their alloys. Thus, the proposed composition of the flux gives it new properties, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Такой состав флюса, например, использовали при раскислении бронзы и латуни, при выплавке и литье этих сплавов. Отливки имели плотную, мелкозернистую структуру.Such a flux composition, for example, was used in the deoxidation of bronze and brass, and in the smelting and casting of these alloys. Castings had a dense, fine-grained structure.
При применении флюса по прототипу бронза не раскисляется. Металл в любом сечении штанги имеет значительную пористость, крупное зерно и низкие механические свойства.When applying the flux according to the prototype, bronze is not deoxidized. Metal in any section of the rod has significant porosity, large grain and low mechanical properties.
Предложенный универсальный флюс получали традиционным методом - смешиванием ингредиентов.The proposed universal flux was obtained by the traditional method - by mixing the ingredients.
Примеры использования флюса.Examples of the use of flux.
Пример 1. Фторидный кек и отработанный электролит (состава п.2 формулы), при соотношениях, приведенных в таблице 1, использовали при выплавке бронзы ОЦС-555 в печи ИС-160.Example 1. Fluoride cake and spent electrolyte (composition of claim 2 of the formula), with the ratios shown in table 1, was used in the smelting of bronze OCS-555 in the furnace IS-160.
Масса флюса составляла 2% от массы сплава. Загрузку флюса производили на дно графитового тигля, что обеспечивало дополнительную очистку капель сплава, проходящих через слой расплавленного флюса, который полностью покрывал ванну жидкого металла. После полного расплавления шихты сплав перемешивали и отстаивали 10-15 мин с целью разделения флюса и сплава.The flux mass was 2% of the mass of the alloy. The flux was loaded onto the bottom of the graphite crucible, which provided additional cleaning of the alloy droplets passing through the molten flux layer, which completely covered the molten metal bath. After complete melting of the charge, the alloy was mixed and settled for 10-15 minutes in order to separate flux and alloy.
Флюс удаляли с поверхности расплава специальным черпаком, а бронзу переливали в разливочный ковш.The flux was removed from the melt surface with a special scoop, and the bronze was poured into the casting ladle.
В таблице 1 представлены составы флюса с различным содержанием ингредиентов.Table 1 presents the composition of the flux with different contents of the ingredients.
В таблице 2 представлены результаты механических испытаний, размер зерна и оценка пористости бронзы ОЦС-555 в слитках, выплавленных с использованием предлагаемого флюса, составы 1, 2, 3, 4, 5 и с использованием флюса по прототипу.Table 2 presents the results of mechanical tests, grain size and porosity assessment of OTSS-555 bronze in ingots melted using the proposed flux, compositions 1, 2, 3, 4, 5 and using the prototype flux.
Таким образом, сравнительные испытания показали повышенное качество бронзы ОЦС-555, выплавленной с применением разработанного флюса, в сравнении с известным.Thus, comparative tests showed an increased quality of the OCS-555 bronze smelted using the developed flux, in comparison with the known one.
Пример 2. Флюс с составом ингредиентов по п.1 формулы использовали при переплаве и литье бронзы БрАЖ-9-4 в печи ИС-160.Example 2. The flux with the composition of the ingredients according to claim 1 of the formula was used for remelting and casting bronze BrAZh-9-4 in the furnace IS-160.
Соотношение ингредиентов флюса приведено в таблице 1.The ratio of flux ingredients is shown in table 1.
Масса флюса составляла 2% от массы сплава. Технологические операции выполняли аналогично примеру 1.The flux mass was 2% of the mass of the alloy. Technological operations were performed analogously to example 1.
В таблице 3 представлены результаты испытаний механических свойств, оценка размеров усадочной раковины, оценка микропористости отлитой бронзы БрАЖ-9-4 в слитках, выплавленных с использованием предлагаемого флюса - составы 1, 2, 3, 4, 5 и с использованием флюса по прототипу.Table 3 presents the results of tests of mechanical properties, an assessment of the size of a shrink shell, an assessment of the microporosity of cast bronze BrAZh-9-4 in ingots smelted using the proposed flux - compositions 1, 2, 3, 4, 5 and using a flux according to the prototype.
Сравнительные испытания переплавленной и отлитой в штанги бронзы БрАЖ-9-4 показали преимущество предлагаемого флюса в сравнении с известным. Особенно показательно влияние флюса на линейный размер усадочной раковины в слитках и микропористость сплава.Comparative tests of the BrAZZh-9-4 remelted and cast into the bronze rods showed the advantage of the proposed flux in comparison with the known one. The effect of flux on the linear size of the shrinkage shell in ingots and the microporosity of the alloy is especially indicative.
Проводились испытания предлагаемого флюса при автоматической дуговой сварке медных изложниц для вакуумных дуговых печей. Предлагаемый флюс успешно заменяет флюс АН-13 М, ТУ-05447444.009.98The proposed flux was tested in automatic arc welding of copper molds for vacuum arc furnaces. The proposed flux successfully replaces the flux AN-13 M, TU-05447444.009.98
Швы, выполненные с применением предлагаемого флюса, выдержали вакуумные испытания.Seams made using the proposed flux passed the vacuum test.
Таким образом, флюс может использоваться для плавки, рафинирования и модифицирования меди, алюминия и сплавов на их основе, а также при автоматической сварке сплавов.Thus, the flux can be used for melting, refining and modifying copper, aluminum and alloys based on them, as well as in the automatic welding of alloys.
Предприятие располагает всеми компонентами флюса в виде чистых отходов циркониевого производства и может производить до 500 т флюса в год.The company has all the components of flux in the form of pure waste from zirconium production and can produce up to 500 tons of flux per year.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100149/02A RU2230809C1 (en) | 2003-01-04 | 2003-01-04 | Flux for melt, refining, inoculation of non-ferrous metals amd alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100149/02A RU2230809C1 (en) | 2003-01-04 | 2003-01-04 | Flux for melt, refining, inoculation of non-ferrous metals amd alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2230809C1 true RU2230809C1 (en) | 2004-06-20 |
RU2003100149A RU2003100149A (en) | 2004-07-27 |
Family
ID=32846646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003100149/02A RU2230809C1 (en) | 2003-01-04 | 2003-01-04 | Flux for melt, refining, inoculation of non-ferrous metals amd alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230809C1 (en) |
-
2003
- 2003-01-04 RU RU2003100149/02A patent/RU2230809C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10988830B2 (en) | Scandium master alloy production | |
CS199282B2 (en) | Method for removal of alkaline metals and alkaline earth metals,especially sodium and calcium contained in light alloys based on aluminium | |
EP2446065B1 (en) | USE OF A BINARY SALT FLUX OF NaCl AND MgCI2 FOR THE PURIFICATION OF ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOYS, AND METHOD THEREOF | |
JPH08509913A (en) | Direct chill casting of aluminum-lithium alloy under salt coating | |
US20120017726A1 (en) | Use of a tertiary salt flux of nacl, kci and mgcl2 for the purification of aluminium or aluminium alloys, and method thereof | |
RU2230809C1 (en) | Flux for melt, refining, inoculation of non-ferrous metals amd alloys | |
RU2683176C1 (en) | Method of obtaining silumin | |
US4261746A (en) | Flux | |
JP7284727B2 (en) | Flux for aluminum refining | |
Gallo | Development, evaluation, and application of granular and powder fluxes in transfer ladles, crucible, and reverberatory furnaces | |
JP3235670B2 (en) | Dissolution method of aluminum and aluminum alloy | |
JP3740131B2 (en) | Refining method for molten aluminum alloy and refining flux for molten aluminum alloy | |
US7988763B2 (en) | Use of a binary salt flux of NaCl and MgCl2 for the purification of aluminium or aluminium alloys, and method thereof | |
JP3766363B2 (en) | Method for refining molten aluminum alloy | |
US3993474A (en) | Fluid mold casting slag | |
JP2021050368A (en) | Method for removing aluminium phosphide cluster in molten metal of aluminum alloy | |
JP2009114532A (en) | Manufacturing method of magnesium alloy material | |
RU2002134993A (en) | RECYCLING METHOD | |
US3951764A (en) | Aluminum-manganese alloy | |
RU2094514C1 (en) | Method of modifying silumins | |
Pekguleryuz | Melting, alloying and refining | |
RU2791654C1 (en) | Flux for refining primary aluminum | |
US2497538A (en) | Fluxes for use in the treatment of light metals | |
JP3463343B2 (en) | Manufacturing method of aluminum | |
RU2068017C1 (en) | Method of refining aluminium from sodium and calcium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100105 |