RU2657681C1 - Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием - Google Patents

Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием Download PDF

Info

Publication number
RU2657681C1
RU2657681C1 RU2017118284A RU2017118284A RU2657681C1 RU 2657681 C1 RU2657681 C1 RU 2657681C1 RU 2017118284 A RU2017118284 A RU 2017118284A RU 2017118284 A RU2017118284 A RU 2017118284A RU 2657681 C1 RU2657681 C1 RU 2657681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
alloy
silicon
alloys
melt
Prior art date
Application number
RU2017118284A
Other languages
English (en)
Inventor
Константин Сергеевич Ёлкин
Владимир Кузьмич Крючков
Дмитрий Константинович Ёлкин
Сергей Валентинович Кошкин
Михаил Владиславович Пеганов
Антон Алексеевич Молявко
Дмитрий Викторович Дресвянский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2017118284A priority Critical patent/RU2657681C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2657681C1 publication Critical patent/RU2657681C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии производства алюминиевых сплавов. Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием, включает введение в расплав алюминия кремния и тугоплавких металлов, при этом перед введением в расплав алюминия жидкий кремний подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, смешивают с жидким алюминием, тугоплавкие металлы вводят в расплав в виде легкоплавких лигатур, после чего зеркало сплава в ковше укрывают расплавленным силикатом натрия, транспортируют, заливают в миксер и добавляют необходимое для получения заданного состава сплава количество алюминия. Изобретение направлено на снижение содержания примесей в алюминиевых сплавах, повышение степени использования легирующих элементов при подготовке сплавов и снижение потерь сплава. 3 пр., 3 табл.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии производства алюминиевых сплавов.
Сплавы на основе алюминия получают в миксерах, куда вначале загружают кремний и высокотемпературные металлы, марганец, никель, титан, в зависимости от марки сплава, прогревают, заливают часть алюминия, при этом проводят механическое перемешивание до полного растворения внесенных материалов, затем в ванну миксера добавляют оставшуюся часть алюминия и легирующие металлы (Зельберг Б.И., Рогозин Л.В. и др. Производство алюминия и сплавов на его основе, Иркутск, ИрНИТУ, 2015, С. 374-378). При таком способе приготовления сплавов часть мелких классов материалов окисляется и переходит в шлак. Структура сплавов, приготовленных данным способом, отличается неоднородностью, так как невозможно равномерно распределить легирующие компоненты сплава. Недостатком способа являются потери легирующих компонентов сплава в виде шлака.
Возросшие, в последние годы, требования к алюминиевым сплавам ограничивают содержание в сплавах таких элементов, как кальций, фосфор, которые вносятся легирующими элементами, такими как кремний. Удаление нежелательных примесей из сплавов приводит к потерям сплавов в виде шлака.
Известен способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов (патент RU 2034927, С22С 1/02, опубл. 10.05.1995), включающий легирование расплава кремнием с перемешиванием, охлаждением и разливку, при этом легирование ведут в две стадии: сначала в расплав алюминия или его сплав вводят кремний с температурой 1350-1650°С с одновременным барботированием и охлаждением расплава инертным газом до температуры на 40-100°С выше температуры ликвидуса получаемого сплава, а затем вводят пылевидный кристаллический кремний струей инертного газа в количестве 5-16% от общего веса, вводимого в расплав кремния. Недостатком способа является низкая степень использования пылевидного кремния и ухудшение качества сплава из-за нахождения в расплаве окисленных пленок кремния, вносимых пылевидным кремнием.
Известен способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов (патент RU 2041967, С22С 1/02, опубл. 20.08.1995), содержащих тугоплавкие и легкоплавкие металлы, включающий расплавление алюминия, введение в расплав кремния, который вводят в жидком виде частями вначале в количестве, достаточном для получения эвтектического состава, совместно с частью тугоплавких металлов, причем количество тугоплавких металлов определяют как 0,7-1,2 отношения содержания кремния в эвтектическом и конечном сплаве, затем расплав охлаждают до 620-680°С и легируют легкоплавкими металлами, после чего вводят оставшуюся часть жидкого кремния и тугоплавких металлов. Недостатком способа являеюся потери легирующих элементов из-за перегрева сплава при легировании.
Известен способ получения алюминиево-кремниевого сплава (патент RU 2432411, С22С 1/03, опубл. 27.10.2011), включающий подачу и растворение в жидком алюминии жидкой алюминиево-кремниевой лигатуры с содержанием кремния 25-45 вес. %, при этом количество кремния в лигатуре составляет не менее 60 вес. % от количества кремния в получаемом сплаве, а в жидкий алюминий дополнительно подают и растворяют твердый кремнийсодержащий компонент и в качестве алюминиево-кремниевой лигатуры используют жидкую алюминиево-кремниевую лигатуру, получаемую при температуре 1430-1520°С. Недостатком данного способа является ухудшение структуры сплава из-за использования твердых кремнийсодержащих материалов.
Известен способ получения доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов (патент RU 2059010, С22С 1/02, опубл. 27.04.1996), содержащий тугоплавкие и легкоплавкие металлы, включающий введение в расплав алюминия кремния, перемешивание, при этом жидкий кремний с введенными в него тугоплавкими металлами вводят в количестве, соответствующем эвтектическому составу, затем расплав охлаждают до 620-680°С и при этой температуре вводят легкоплавкие металлы с последующим введением жидкого алюминия до получения сплава конечного состава. Недостатком способа являются потери легирующих элементов при перемешивании сплава во время легирования.
Известен способ получения алюминиевых сплавов (патент RU 2038398, С22С 1/02, опубл. 27.06.1995), включающий легирование расплава алюминия кремнием и тугоплавкими металлами с перемешиванием, при этом легирование осуществляют струей расплавленного кремния, а тугоплавкие металлы подвергают дополнительному перемешиванию в струе расплавленного кремния. По технической сущности, по наличию общих признаков данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога. Недостатком данного способа получения алюминиевых сплавов являются потери легирующих элементов при перемешивании сплава.
Раскрытие сущности изобретения.
В основу изобретения положена задача, направленная на повышение качества сплавов.
Техническим результатом способа является снижение содержания примесей в алюминиевых сплавах, повышение степени использования легирующих элементов при подготовке сплавов, снижение потерь сплава.
Технический результат достигается тем, что в способе получения алюминиевого сплава, легированного кремнием, включающем введение в расплав алюминия кремния и тугоплавких металлов, новым является то, что перед введением в расплав алюминия жидкий кремний подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, смешивают с жидким алюминием, тугоплавкие металлы вводят в расплав в виде легкоплавких лигатур, после чего зеркало сплава в ковше укрывают расплавленным силикатом натрия, транспортируют, заливают в миксер и добавляют необходимое для получения заданного состава сплава количество алюминия.
Осуществление изобретения.
Ковш с жидким алюминием доставляют в отделение получения технического кремния. Жидкий кремний, выпускаемый из печи в ковш, подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, и после окончания рафинирования его заливают в ковш с алюминием для получения алюминиевого сплава. Затем в ковш со сплавом загружают легирующие тугоплавкие металлы в виде легкоплавких лигатур металл-флюс, температура плавления которых ниже температуры плавления чистых металлов. После загрузки легирующих тугоплавких металлов ковш со сплавом перевозят в литейное отделение. Для снижения потерь сплава при транспортировке, предотвращения его окисления зеркало сплава в ковше укрывают расплавленным силикатом натрия, накрывают крышкой. После транспортировки сплав заливают в миксер, добавляют необходимое для получения заданной по технологии марки сплава количество алюминия.
После выливки сплава в миксер ковш взвешивают. По разнице веса ковша до заполнения его алюминием и после выливки расплава рассчитывают потери сплава при приготовлении и транспортировке.
По анализам состава готового сплава определяют степень усвоения всех легирующих элементов. По анализам сплава, состоящего из алюминия и кремния, перед подачей легирующих элементов в ковш определяют количество примесей кальция и фосфора в сплаве и определяют качество исходного кремния и сплавов.
По действующей технологии при транспортировке из литейного отделения в отделение получения кремния и обратно ковш с жидким алюминием накрывают крышкой. Потери сплава от охлаждения при транспортировке составляет 0,6-0,8%. Примеры осуществления способа.
Пример 1. Получение в миксере алюминиевого сплава, легированного кремнием, титаном. Ковш с жидким алюминием в количестве 3,01 т доставляют в отделение получения технического кремния. Температура доставленного алюминия составила 810°С. Кремний во время выпуска из печи подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, после этого кремний с температурой 1440°С заливают в ковш с алюминием, после заливки кремния (1,102 т) замеряют температуру сплава с содержанием кремния 26,8%, которая составила 930°С. После замера температуры в ковше растворяют титановую лигатуру Ti80F20, замеряют температуру сплава, которая составила 910°С. Зеркало сплава в ковше укрывают расплавленным силикатом натрия, накрывают крышкой и перевозят в литейное отделение. В литейном отделении замеряют температуру, она составила 892°С, заливают сплав в миксер, добавляют необходимое для получения заданной по технологии марки сплава количество алюминия.
После выливки сплава в миксер ковш взвешивают. Результаты потерь сплава при приготовлении и транспортировке приведены в таблице 1.
Пример 2. Получение в миксере алюминиевого сплава, легированного кремнием, титаном, марганцем. Ковш с жидким алюминием в количестве 2,95 т доставляют в отделение получения технического кремния. Температура доставленного алюминия составила 840°С. Кремний во время выпуска из печи подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, после этого кремний с температурой 1455°С в количестве 1,205 т заливают в ковш с алюминием, после заливки кремния замеряют температуру сплава, которая составила 942°С. После замера температуры в ковше растворяют марганец, затем титановую лигатуру Ti80F20, замеряют температуру сплава, которая составила 926°С. Зеркало сплава в ковше укрывают расплавленным силикатом натрия, накрывают крышкой и перевозят в литейное отделение. В литейном отделении замеряют температуру сплава (906°С) и заливают в миксер, добавляют необходимое для получения заданной по технологии марки сплава количество алюминия.
После выливки сплава в миксер ковш взвешивают. Результаты потерь сплава при приготовлении и транспортировке приведены в таблице 1.
Пример 3. Получение в миксере алюминиевого сплава, легированного кремнием, никелем, титаном, марганцем, медью. Ковш с жидким алюминием в количестве 3,04 т, температура 855°С, доставляют в отделение получения технического кремния. Кремний во время выпуска из печи подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, после этого кремний с температурой 1470°С заливают в ковш с алюминием, после заливки кремния (0,450 т) замеряют температуру сплава, она составила 890°С. Далее растворяют никелевую лигатуру ЛТ 12, после титановую лигатуру Ti80F20, замеряют температуру сплава, которая составила 865°С. После доливают в ковш жидкого кремния в количестве 0,70 т с температурой 1465°С и в сплаве с температурой 915°С растворяют марганец и медь. Зеркало сплава в ковше с температурой 904°С укрывают расплавленным силикатом натрия, накрывают крышкой и перевозят в литейное отделение. В литейном отделении замеряют температуру сплава (890°С), заливают сплав в миксер, добавляют необходимое для получения заданной по технологии марки сплава количество алюминия.
После выливки сплава в миксер ковш взвешивают. Результаты потерь сплава при приготовлении и транспортировке приведены в таблице 1.
Figure 00000001
При последующих испытаниях после заливки в миксер полученных в ковше сплавов, добавления необходимого для получения заданной по технологии марки сплава количество алюминия выполняют анализ состава сплава и определяют степень усвоения всех легирующих элементов сплавами. При этом соблюдаются все процедуры, описанные в примерах 1-3 испытаний по определению потерь сплава при приготовлении и транспортировке. Результаты испытаний по степени усвоения тугоплавких металлов при приготовлении сплавов для различных по составу легирующих элементов сплавов сведены в таблицу 2.
Figure 00000002
В примерах 1-3 при проведении испытаний определяли качество сплава, состоящего из алюминия и кремния, перед подачей легирующих элементов в ковш, определяли количество примесей кальция и фосфора в сплаве. Сравнили с типичным способом получения сплава, когда в алюминий заливают технический кремний, не прошедший процесс рафинирования. Результаты измерений качества исходного кремния и сплавов приведены в таблице 3.
Figure 00000003
Сравнение предлагаемого способа получения алюминиевых сплавов не только со способом по прототипу, но и с ближайшими аналогами показывает:
- что известно получение алюминиевых сплавов смешением жидкого алюминия и жидкого кремния;
- известно введение тугоплавких металлов в струю жидкого кремния;
- известно охлаждение сплава перед введением в него легкоплавких легирующих металлов.
Сравнение предложенного способа получения алюминиевых сплавов с действующими технологиями показало преимущество предложенного технического решения.
Новая совокупность признаков позволяет получить технический результат более высокого уровня по сравнению с известными, а именно:
- сплав из алюминия и рафинированного кремния обладает меньшим содержанием нежелательных примесей, а именно кальция и фосфора, что значительно увеличивает потребительские свойства алюминиевых сплавов, повышается качества сплавов;
- легирование сплава тугоплавкими металлами в виде легкоплавких лигатур увеличивает степень усвоения этих металлов и уменьшает потери легирующих материалов;
- укрытие зеркала сплава в ковше расплавленными легкоплавкими силикатами щелочных металлов уменьшает теплоотдачу и приводит к снижению потерь сплава и легирующих элементов при транспортировке сплава с места приготовления в литейное отделение;
- во время переливки в миксер приготовленного сплава с введенными тугоплавкими металлами из ковша происходит улучшение структуры сплава за счет равномерного распределения легирующих элементов по массе сплава.
Таким образом, предлагаемое техническое решение отвечает критериям изобретения изобретательский уровень и промышленная применимость.

Claims (1)

  1. Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием, включающий введение в расплав алюминия кремния и тугоплавких металлов, отличающийся тем, что перед введением в расплав алюминия жидкий кремний подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, смешивают с жидким алюминием, тугоплавкие металлы вводят в расплав в виде легкоплавких лигатур, после чего зеркало сплава в ковше укрывают расплавленным силикатом натрия, транспортируют, заливают в миксер и добавляют необходимое для получения заданного состава сплава количество алюминия.
RU2017118284A 2017-05-25 2017-05-25 Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием RU2657681C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118284A RU2657681C1 (ru) 2017-05-25 2017-05-25 Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118284A RU2657681C1 (ru) 2017-05-25 2017-05-25 Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657681C1 true RU2657681C1 (ru) 2018-06-14

Family

ID=62620399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118284A RU2657681C1 (ru) 2017-05-25 2017-05-25 Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657681C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1663150A (en) * 1925-06-30 1928-03-20 Aluminum Co Of America Aluminum-base alloy
RU2034927C1 (ru) * 1993-01-12 1995-05-10 Братский алюминиевый завод Способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов
RU2038398C1 (ru) * 1993-02-04 1995-06-27 Братский алюминиевый завод Способ получения алюминиевых сплавов
RU2041967C1 (ru) * 1993-02-11 1995-08-20 Братский алюминиевый завод Способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов
RU2059010C1 (ru) * 1993-02-26 1996-04-27 Братский алюминиевый завод Способ получения доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1663150A (en) * 1925-06-30 1928-03-20 Aluminum Co Of America Aluminum-base alloy
RU2034927C1 (ru) * 1993-01-12 1995-05-10 Братский алюминиевый завод Способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов
RU2038398C1 (ru) * 1993-02-04 1995-06-27 Братский алюминиевый завод Способ получения алюминиевых сплавов
RU2041967C1 (ru) * 1993-02-11 1995-08-20 Братский алюминиевый завод Способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов
RU2059010C1 (ru) * 1993-02-26 1996-04-27 Братский алюминиевый завод Способ получения доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5427815B2 (ja) マグネシウム合金及びその製造方法
JP5345647B2 (ja) 溶湯流動性及び耐熱間亀裂性に優れたマグネシウム系合金及びその製造方法
US9901981B2 (en) Alloy production method and alloy produced by the same
JP6954846B2 (ja) 球状黒鉛鋳鉄
WO2007091690A1 (ja) 半融合金鋳造用原料黄銅合金
CN102206765A (zh) 常温用镁合金及其制造方法
CN107502797A (zh) 一种强度稳定的耐热稀土铝合金及其制备方法
RU2657681C1 (ru) Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием
Górny et al. Effect of Titanium and Boron on the Stability of Grain Refinement of Al-Cu Alloy
RU2432411C1 (ru) Способ получения алюминиево-кремниевого сплава
US7156931B2 (en) Magnesium-base alloy and method for the production thereof
KR101591629B1 (ko) 마그네슘의 용융점 이하에서 Al-Mg계 합금을 제조하는 방법
RU2678348C2 (ru) Алюминиевый сплав, содержащий медь и углерод, и способ его производства
JP7114734B2 (ja) ケイ素系合金、その製造方法、及びこのような合金の使用
RU2590772C1 (ru) Способ получения алюминиевого чугуна
US7135079B2 (en) Magnesium-based alloy and method for the production thereof
JP2009114532A (ja) マグネシウム合金材の製造方法
RU2616734C1 (ru) Литейный высококремнистый сплав на основе алюминия
RU2692542C1 (ru) Способ плавки и литья литейного алюминиевого сплава
JP2011074414A (ja) 黒鉛球状化剤、及び鉄溶湯の黒鉛球状化処理方法
RU2788888C1 (ru) Способ получения магниевого сплава
KR102449704B1 (ko) 마그네슘 모합금 및 알루미늄 합금의 제조방법
RU2220221C2 (ru) Сплав на основе магния
JP2007211325A (ja) 半融合金鋳造用原料アルミニウム青銅合金
RU2653042C1 (ru) Лигатура для выплавки титановых сплавов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190526

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210902