RU2266971C1 - Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов - Google Patents
Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266971C1 RU2266971C1 RU2004115881/02A RU2004115881A RU2266971C1 RU 2266971 C1 RU2266971 C1 RU 2266971C1 RU 2004115881/02 A RU2004115881/02 A RU 2004115881/02A RU 2004115881 A RU2004115881 A RU 2004115881A RU 2266971 C1 RU2266971 C1 RU 2266971C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- silicon
- alloy
- melt
- production
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии производства сплавов на основе алюминия и кремния, в частности к способу получения алюминиево-кремниевых сплавов. Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов включает введение расплавленного кремния в расплав алюминия или его сплава, корректировку расплава и разливку в формы, при этом проводят обработку расплавом алюминия или его сплавом металлсодержащих отходов алюминиевого и/или кремниевого производства, количество которых определяют по формуле: Мотх=(0,077÷0,23)MSi/МAl(MSi+MAl), где Мотх - количество загружаемых металлсодержащих отходов, кг; MAl - вес жидкого алюминия или его сплава до заливки в него жидкого кремния, кг; MSi - вес заливаемого жидкого кремния, кг; 0,077 - минимальный коэффициент пропорциональности; 0,23 - максимальный коэффициент пропорциональности, после чего в полученный расплав вводят расплавленный кремний. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса. 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии производства сплавов на основе алюминия и кремния.
Существующая на алюминиевых заводах технология приготовления алюминиево-кремниевых сплавов включает растворение в жидком алюминии или его сплаве кристаллического кремния, полученного электротермическим восстановлением кварцита. В силу технологических особенностей выплавляемый в электротермических печах кремний отливается в крупногабаритные слитки весом до 1,5-2,0 тонн. В то же время при приготовлении алюминиево-кремниевых сплавов наилучшие результаты достигаются при использовании кристаллического кремния крупностью 20-50 мм (на практике 5-70 мм). Данное обстоятельство обуславливает необходимость организации специальных участков по дроблению, измельчению и рассеву кремния, что значительно повышает себестоимость производства алюминиево-кремниевых сплавов. Кроме того, в процессе дробления и измельчения слитков кремния образуется пыль и мелочь кремния крупностью до 5 мм в количестве 3-7% от общего объема твердого кремния. Данный вид отходов в настоящее время не находит эффективного применения и используется частично на подсыпку изложниц перед заливкой в них жидкого кремния, а частично переплавляется в жидком алюминии с «угаром» до 50%. В этом заключается еще один недостаток существующей технологии приготовления алюминиево-кремниевых сплавов.
Известен способ получения алюминиево-кремниевого сплава, включающий введение в расплав алюминия или его сплава кускового кристаллического кремния при температуре 780-820°С (Международная заявка WO 088/02409, кл. С 22 С 1/02, 1988). К недостаткам известной технологии следует отнести низкую эффективность растворения кремния в расплаве алюминия, а также значительные потери кристаллического кремния в виде пыли и мелочи, образующейся при дроблении и рассеве слитков.
Исключить перечисленные недостатки позволяют способы, основанные на приготовлении алюминиево-кремниевых сплавов смешением жидкого электротермического кремния или силикоалюминия с жидким алюминием или его сплавом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающий расплавление алюминия, введение кремния в расплавленном виде с температурой 1600-1800°С при поддержании температуры расплава алюминия не выше 850°С, корректировку расплава и разливку в изложницы (Авт. св. СССР №1203917, кл. С 22 С 1/02, опубл. 10.05.1996).
Недостатком известного способа является значительная продолжительность процесса, обусловленная главным образом, естественным охлаждением сплава до температуры разливки. Кроме того, из-за повышенной температуры процесса значительны потери металла в результате окисления расплава, а также возможно повышение содержания окисных включений в сплаве.
Задачей изобретения является повышение эффективности процесса за счет:
- сокращения времени остывания сплава до температуры разливки;
- переработки металлсодержащих отходов производства без дополнительных энергозатрат;
- снижения потерь металла от окисления.
Техническим результатом заявляемого предложения является более полное извлечение металлов из металлсодержащих отходов в алюминиево-кремниевый сплав без дополнительных энергозатрат при сокращении времени приготовления сплава (более быстрое охлаждение сплава).
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающем введение расплавленного кремния в расплав алюминия или его сплава, корректировку расплава и разливку в формы, согласно заявляемому способу проводят обработку расплавом алюминия или его сплавом металлсодержащих отходов алюминиевого и/или кремниевого производства, количество которых определяют по формуле:
где Мотх - количество загружаемых металлсодержащих отходов, кг;
MAl - вес жидкого алюминия или его сплава до заливки в него жидкого кремния, кг;
MSi - вес заливаемого жидкого кремния, кг;
0,077 - минимальный коэффициент пропорциональности;
0,23 - максимальный коэффициент пропорциональности, после чего в полученный расплав вводят расплавленный кремний.
В качестве металлсодержащих отходов алюминиевого или кремниевого производства в предлагаемом способе возможно использование различных шлаков производства алюминия и его сплавов, стружки от резки слитков, бракованной продукции, шлаков электротермического производства кремния и кремнийсодержащих сплавов, а также других металлсодержащих отходов производства.
Существующие технологии алюминиевого и электротермического производства предусматривают частичную переработку отходов в основном производстве, но такая переработка требует специального оборудования и значительных энергетических затрат.
Сравнение предлагаемого способа с прототипом показывает, что он отличается:
- использованием металлсодержащих отходов алюминиевого и/или кремниевого производства в качестве охладителя в определенном соотношении;
- предварительной обработкой металлсодержащих отходов расплавом алюминия.
Сравнение предлагаемого способа с аналогом показывает, что известно использование расплавленного электротермического кремния для получения алюминиево-кремниевого сплава. Однако неизвестно использование металлсодержащих отходов алюминиевого и/или кремниевого производства в качестве сырья и охладителя в процессе производства алюминиево-кремниевого сплава с предварительной их обработкой расплавом алюминия перед заливкой жидкого кремния.
Под предварительной обработкой металлсодержащих отходов алюминиевого и/или кремниевого производства следует понимать заливку расплава алюминия или его сплава на отходы, предварительно загруженные в емкость (ковш), либо загрузку этих отходов в расплав, предварительно залитый в емкость (ковш).
Новая совокупность признаков, как известных, так и неизвестных (заявляемых) в их тесной взаимосвязи позволяет получить технический результат более высокого уровня, а именно:
- перерабатывать отходы без дополнительных энергозатрат;
- сэкономить товарный металл (за счет исключения его использования в качестве охладителя и снижения его угара);
- увеличить прирост товарного металла за счет более полного извлечения металлов из шлаков и безвозвратно теряемых отходов;
- повысить производительность процесса за счет сокращения времени приготовления сплава (более быстрое охлаждение сплава).
Кроме того, при использовании предлагаемой технологии возможно приготовление алюминиево-кремниевых сплавов с широким спектром химического состава без дополнительной подшихтовки.
Экспериментально установлено, что количество обрабатываемых расплавом жидкого алюминия или его сплава металлсодержащих отходов алюминиевого и/или кремниевого производства ограничено. Это ограничение связано с необходимостью максимального извлечения металла из отходов при минимально возможном времени охлаждения готового сплава до температуры разливки.
Если количество загружаемых отходов превышает рассчитанное по предлагаемой формуле с максимальным коэффициентом пропорциональности 0,23, то термической энергии жидкого алюминийсодержащего расплава и термической энергии расплавленного кремния недостаточно для более полного извлечения металла из отходов и в результате образуется «жирный» шлак с повышенным содержанием металлов. Если количество загружаемых отходов меньше рассчитанного по предлагаемой формуле с минимальным коэффициентом пропорциональности 0,077, то получаемый сплав имеет очень высокую температуру и требуется значительное время для его охлаждения до температуры разливки, а также увеличиваются потери металла за счет окисления.
Экспериментально установлено, что предельное количество металлсодержащих отходов, которые можно эффективно переработать по заявляемой технологии, пропорционально сумме весов жидкого алюминия (или его сплава) и весу заливаемого в него жидкого кремния, а также весовому отношению второго к первому. Пределы коэффициентов пропорциональности (0,77-0,23) установлены экспериментально.
Как показали эксперименты, температура исходных смешиваемых жидких расплавов не оказывает на процесс существенного влияния, т.к. в технологическом процессе она изменяется незначительно.
Пример осуществления способа.
Опыты проводились в электротермическом цехе по производству технического кремния. Для приготовления алюминиево-кремниевых сплавов использовался алюминий-сырец технической чистоты или алюминиево-кремниевый сплав, полученные в алюминиевых электролизерах. Исходный металл доставлялся автотранспортом в электротермический цех из электролизных корпусов в транспортировочном ковше емкостью 5 тонн (по алюминию). Вес исходного металла перед заливкой в него жидкого кремния во всех опытах составлял около 3 тонн (плюс, минус 20 кг).
Температура исходного металла перед заливкой кремния изменялась в пределах 780-840°С. Количество заливаемого жидкого кремния в опытах варьировалось от 350 до 1000 кг и определялось по показаниям весов, установленных на тележке под ковшом с исходным алюминием. Температура кремния изменялась в пределах 1570-1680°С.
Вид, количество и состав алюминий- и/или кремнийсодержащих отходов в разных опытах варьировались от 0 до 400 кг. В каждом опыте фиксировались вес шлака, снятого с поверхности сплава, вес полученного сплава, содержание кремния в сплаве, а также продолжительность остывания готового сплава до температуры разливки (до 880°С).
Результаты опытов приведены в таблице.
Из данных таблицы видно, что использование заявляемого способа обеспечивает:
- повышение извлечения металла из отходов;
- уменьшение потерь металла со снимаемым шлаком;
- уменьшение времени остывания сплава до температуры разливки.
Claims (1)
- Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающий введение расплавленного кремния в расплав алюминия или его сплава, корректировку расплава и разливку в формы, отличающийся тем, что проводят обработку расплавом алюминия или его сплавом металлсодержащих отходов алюминиевого и/или кремниевого производства, количество которых определяют по формулеМотх=(0,077÷0,23)MSi/МAl(MSi+MAl),где Мотх - количество загружаемых металлсодержащих отходов, кг;MAl - вес жидкого алюминия или его сплава до заливки в него жидкого кремния, кг;MSi - вес заливаемого жидкого кремния, кг;0,077 - минимальный коэффициент пропорциональности;0,23 - максимальный коэффициент пропорциональности, после чего в полученный расплав вводят расплавленный кремний.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115881/02A RU2266971C1 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115881/02A RU2266971C1 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004115881A RU2004115881A (ru) | 2005-11-10 |
RU2266971C1 true RU2266971C1 (ru) | 2005-12-27 |
Family
ID=35865022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004115881/02A RU2266971C1 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266971C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448180C2 (ru) * | 2010-06-16 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ приготовления мелкокристаллической алюминиево-кремниевой лигатуры |
RU2692542C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ плавки и литья литейного алюминиевого сплава |
-
2004
- 2004-05-25 RU RU2004115881/02A patent/RU2266971C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448180C2 (ru) * | 2010-06-16 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ приготовления мелкокристаллической алюминиево-кремниевой лигатуры |
RU2692542C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ плавки и литья литейного алюминиевого сплава |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004115881A (ru) | 2005-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Puga et al. | Recycling of aluminium swarf by direct incorporation in aluminium melts | |
CN108866404B (zh) | 一种大规格高强高韧7000系铝合金圆铸锭的制备方法 | |
US7550028B2 (en) | Method for recycling aluminum-lithium-type alloy scrap | |
JP6667485B2 (ja) | Al合金の再生方法 | |
CN100406159C (zh) | 一种使Mg-Al-Zn基铸造镁合金获得高强度高韧性的方法 | |
Kuz'min et al. | Obtaining of Al–Si foundry alloys using amorphous microsilica–Crystalline silicon production waste | |
JP2017537224A (ja) | 低窒素で実質的に窒化物を含まないクロム並びにクロム及びニオブ含有ニッケル基合金を製造するための工程、並びに結果物であるクロム及びニッケル基合金 | |
Limmaneevichitr et al. | Novel technique for grain refinement in aluminum casting by Al–Ti–B powder injection | |
Kuz’min et al. | New methods of obtaining Al–Si alloys using amorphous microsilica | |
WO2020163707A1 (en) | Aluminum alloys for structural high pressure vacuum die casting applications | |
CN114214534A (zh) | 改性铝合金及其制备方法 | |
CN114058918A (zh) | 一种高强韧镁合金及其制备方法和应用 | |
RU2266971C1 (ru) | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов | |
RU2699887C1 (ru) | Способ получения прецизионного сплава 42ХНМ (ЭП630У) на никелевой основе | |
JP6800128B2 (ja) | Al合金の再生方法 | |
CN102418009A (zh) | 一种可消解高硬度化合物的铝合金及其熔炼方法 | |
JP5303978B2 (ja) | スラグ除去材および除去方法 | |
CN113286912A (zh) | 铝合金的再生方法 | |
EP1466038A1 (en) | Magnesium-zirconium alloying | |
AU2003201396A1 (en) | Magnesium-zirconium alloying | |
JP7414592B2 (ja) | Al合金の再生方法 | |
CN111378887A (zh) | 硅铝合金及其制备方法 | |
RU2590772C1 (ru) | Способ получения алюминиевого чугуна | |
CN110885935B (zh) | 一种适用于Mg-Al合金晶粒细化的铸造方法 | |
Kuz et al. | Possibilities and prospects for producing silumins with different silicon contents using amorphous microsilica |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090526 |