SU1700079A1 - Покровно-рафинирующий флюс дл обработки алюминиевых сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к цветной металлургии , в частности к рафинированию алюмини  и его сплавов. Цель изобретени  - улучшение санитарно-гигиенических условий за счет снижени  концентрации хлористого водорода и повышение рафинирующих свойств флюса. Достигаетс  это тем, что флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: фторид алюмини  5-15; хлорид кали  5-22; хлорид кальци  70-90. Применение изобретени  позвол ет снизить концентрацию хлористого водорода в атмосфере в 3-4 раза и уменьшить газосодержание в сплаве. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии , в частности к рафинированию алюмини  и его сплавов.

Известен рафинирующий и покровный флюс, содержащий фториды магни  и оксид бора дл  защиты от окислени  магниевых сплавов (ВАМИ-5). Данный флюс хорошо защищает сплав от окислени , но имеет высокую температуру плавлени  ( 750°С), обусловленную большим содержанием фторида кальци  (16-18 мас.%) и фторида магни  (16-18 мас.%). Флюс также характеризуетс  повышенной в зкостью.

Известен флюс, содержащий до 40% карналлита и до 28% хлорида магни . Флюсы , содержащие карналлит в большом количестве , подвергаютс  гидролизу по реакции

MgCl2 + H20 MgO + 2HCI(1)

Образующийс  оксид магни  снижает рафинирующие свойства флюса.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  флюс, содержащий хлориды магни 

MgCl2 и кальци  CaCl2. Флюс не содержит фторидов, содержание оксида магни  находитс  в пределах 2-20% 1.

Однако флюс отличаетс  повышенной гигрбскопичностью, обусловленной высоким содержанием хлорида магни , и, кроме того, непосредственно перед рафинированием он должен быть прокален в специальном агрегате, оснащенном системой очистки отход щих газов от хлористого водорода . В процессе прокалки часть хлорида магни  тер етс  по реакции

MgCl2 + H20 MgOHCI + HCI(2)

MgOHCI MgO + HCI(3)

при этом ухудшаютс  санитарно-гигиенические услови  на рабочем месте и рафинирующие свойства флюса.

В процессе рафинировани  также имеет место взаимодействие хлорида магни  с водой с образованием оксида магни  и хлористого водорода, что нарушает сплошел

G

2

О

о

ч1

ю

ность флюсового сло  и приводит к окислению магни , растворенного в алюминии. Цель изобретени  -улучшение санитарно-гигиенических условий на рабочем месте и повышение рафинирующих свойств флюса за счет более полного удалени  газовых и неметаллических включений из рафинируемого сплава.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что дл  рафинировани  используетс  флюс состава , мас.%: фторид алюмини  5-15; хлорид кальци  70-90. Хлорид кальци , составл ющий основу флюса, при прокаливании выше 150°Стер ет влагу. Это свойство устран ет реакцию

СаСЬ + 2 HCI(4)

при подготовке (прокалке) флюса перед рафинированием . Пределы содержани  компонентов во флюсе выбраны исход  из следующих соображений.

. Хлорид кальци . При содержании хлорида кальци  во флюсе более 90% резко возрастает концентраци  оксида кальци  во флюсе при рафинировании по реакции (4). Наличие оксида кальци  во флюсе снижает качество и скорость рафинировани . При содержании хлорида кальци  ниже нижнего предела флюс становитс  легкоплавким (температура плавлени  флюса менее 590°С), жидкотекучим, так как в процессе рафинировани  перегреваетс  выше температуры плавлени  более чем на 100°С. В этих услови х также протекает реакци  (4), снижающа  рафинирующие свойства флюса.

Хлорид кали . При содержани хлорида кали  более 22% температура плавлени  флюса превышает 670°С, т.е. приближаетс  к температуре рафинировани  и разливки алюминиево-магниевых сплавов, что затрудн ет разделение шлака, флюса и сплава . При содержании хлорида кали  ниже нижнего предела возрастает гигроскопичность флюса, обусловленна  большой массовой долей гигроскопичных хлорида кальци  и фторида алюмини . В этих услови х осложн етс  обезвоживание флюса перед рафинированием, а в процессе рафинировани  увеличиваетс  концентраци  хлористого водорода в атмосфере на рабочем месте за счет реакции (4) и реакции 2 А1Рз + 3 Н20 А120з + 6 HF(5)

Фторид алюмини . При -содержании фторида алюмини  во флюсе более 15% реализуетс  реакци 

2 AIF3 + Mg(AI):3MgF2 + AI(6)

Фторид магни  резко повышает температуру плавлени  флюса. Флюс становитс  в зким, эффективность рафинировани  падает .

При содержании фторида алюмини  ниже нижнего предела по данным наших исследований снижаетс  растворимость оксидных включений во флюсе, что отрицательно вли ет и на удаление водорода из сплава.

Флюс провер ют в лабораторных услови х . Рафинирование провод т в электрической печи сопротивлени . В предва0 рительно разогретую печь устанавливают графитовый тигель. В тигель заливают расплавленный алюминий, на поверхность расплава нанос т слой флюса, под флюс ввод т алюминиево-магниевую лигатуру (20 мас.%

5 марганца), металлический магний, расплав перемешивают. Плавку и рафинирование провод т в течение 1800 с при 973К. Затем снимают флюс, шлак, разливают сплав. Образцы сплава анализируют на содержание

0 магни , марганца и водорода. На рабочем месте отбирают пробы воздушной среды на содержание хлористого водорода. Во всех опытах масса компонентов составл ет, кг: алюминий 2,0; магний 0..046; алюминиево5 марганцева  лигатура 0,040; флюс 0,010.

Дл  сравнени  провод т приготовление сплава и его рафинирование по известному способу с использованием в качестве флюса смеси хлоридов кальци  и магни . Результа0 ты исследований представлены в таблице.

Анализ результатов, приведенных в таблице (плавки 2-5), показывает,-что предла- гаемый покровно-рафинирующий флюс дл  алюминиевых сплавов по сравнению с изве5 стным позвол ет снизить концентрацию хлористого водорода в атмосфере на рабочем месте на 5,5-6,0 мг/м3 и газосодержание сплава на 0,04-0,06 см3/100 г сплава. Кроме того, из данных таблицы видно,

0 что при реализации способа с параметрами, выход щими за граничные значени , положительный эффект не достигаетс  (плавки 6-9), Так, при содержании фторида алюмини  во флюсе выше верхнего предела (плав5 ка 6) концентраци  хлористого водорода в воздухе на рабочем месте и газосодержание сплава повышаютс  по сравнению с граничными значени ми, хот  и остаютс  ниже по сравнению с известным способом. При рез0 ком снижении фторида алюмини  (плавка 7) содержание хлорида кальци  выходит за пределы (90%), что приводит к повышению НС в атмосфере (до 5,8 мг/м3). При содержании хлорида кали  во флюсе выше верх5 него предела (плавка 8) газосодержание сплава не измен етс  по сравнению с известным способом. При содержании хлорида кали  во флюсе ниже нижнего предела велико содержание хлористого водорода в воздухе на рабочем месте (5,5 мг/м. При

работе с флюсами, где содержание хлорида кальци  выходит за интервал предлагаемых границ (плавки 6-9), не достигаетс  существенных изменений концентрации хлористого водорода в воздухе на рабочем месте и газосодержани  сплава.

Предлагаемый флюс может найти применение при производстве алюминиево- магниевых сплавов,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Покровно-рафинирующий флюс дл  обработки алюминиевых сплавов, содержа

   щий хлорид кальци , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  санитарно-гигиенических условий за. счет снижени  со- держани  концентрации хлористого водорода и повышени  - рафинирующих свойств флюса, он дополнительно содержит фторид алюмини  и хлорид кали  при следующем содержании компонентов, мас.%: Фторид алюмини 5-15

   Хлорид кали 5-22

   Хлорид кальци Остальное