SU1766997A1 - Способ рафинировани алюмини и его сплавов - Google Patents

Description

1

(21) 4877534/02 (22)23.07.90 (46)07.10.92. Бюл. № 37

(71)Белорусский политехнический институт

(72)М. И, Стриженков, Б. М. Немененок, A.M. Галушно. В. М. Беседин, Л П. Долгий, А. А. Сучков. М. И. Бондарь. А. С., Савицкий и А. Н, Крутилин

(56)За вка Японии № 59-212164. кл. В 22 О 21/04. 1984.

(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОб

(57)ИспШъзойа й : литейное производство , е acT-MCcfи разработка средств очистки расшэвоб ёгпю ими  и его сплавов от примесей . Цель изобретени  - повышение степени рафинировани  алюмини  и его

сплавов и утилизаци  отходов, образующихс  после проведений операции рафинировани . Сущность: фильтраци  алюминиевых расплавов через огнеупорный материал, в качестве которого используютс  алюминиева  проволока или длинномерна  алюминиева  стружка, эаформованна  в виде комка, с оксидным покрытием, обладающим высокой стойкостью ж эрозии в алюминиевых расплавах. Покрытие наноситс  одним из известных способов оксидировани  например методом микродугового оксидировани . Способ может найти применение в металлургических и цветно-литейных цехах дл  повышени  качества лить  при широком использовании низкосортных шихтовых материалов . табл.

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству, в частности к разработке средств дл  очистки расплавов алюмини  и его сплавов от примесей.

В насто щее врем  дл  рафинировани  алюмини  и его сплавов используют различные способы, позвол ющие существенным образом повысить качество расплава и Литых заготовок. Одним из распространенных способов рафинировани  расплава  вл етс  фильтраци  через сетчатые и зернистые фильтры, причем последние за счет объемной фильтрации более эффективны.

Известны способы очистки жидкого алюмини  и его сплавов фильтрацией через различные огнеупорные материалы, например магнезит, пеношамот пропитанный сульфидом натри , корундовые гранулы, глинозем, конверторный шлак, алунд, магнезитовый шамот, легковесный шамот, ас- ботермосиликат. синтетическую безалюминиевую слюду и огнеупорный микалекс.

Недостатками указанных способов  вл ютс  жесткость примен емых фильтрующих элементов, необходимость выполнени  специальных приспособлений дл  удержани  их в потоке расплава, сложность технологии получени  и подготовки фильтров к разливке, значительные габаритные размеры при увеличении активной поверхности фильтра, невозможность извлечени  фильтров из закристаллизованного металла или использование его в виде возврата, как компонента шихты.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ очистки жидких алюминиевых сплавов, где фильтрующий злемент{сет- ку) предлагаетс  изготавливать из

VI

СЬ О Ч

ю

s

металлических прутков (например, чугунные ) на поверхность которых нанесен слой более тугоплавкого материала (например, нитрида или карбида титана)

Данный способ выбирают за прототип

К недостаткам данного способа следует отнести трудоемкость его изготовлени , жесткость фильтрующего элемента, невозможность повторного использовани  закристаллизованного в сетке металла в качестве возврата при последующих переплавах , возможность насыщени  расплава материалом сетки, низка  эффективность рафинировани .

Целью изобретени   вл етс  повышение степени рафинировани  алюмини  и его сплавов и утилизаци  отходов, образующихс  после проведени  операции рафинировани 

Поставленна  цель достигаетс  тем, что рафинирование осуществл ют путем объемной фильтрации через алюминиевую проволоку или длинномерную алюминиевую стружку, зэформованную в виде комка, на поверхность которой наво сйтс  оксидное покрытие, состо щее в основном из оксидов алюмини  и обладающее высокой стойкостью в основном из оксидов Злюмини  и обладающее высокой стойкостью в алюминиевых расплавах. Покрытие наноситс  одним из известных способов оксидировани , например методом микродугового оксидировани  (МДО)

Повышение степени рафинировани  расплава достигаетс  не только за счет механического удержани  крупных неметаллических и интерметаллических включений на оксидированной поверхности алюминиевой проволоки Величина активной поверхности при одном и том же объеме фильтра определ етс  диаметром алюминиевой проволоки, из которой формируетс  фильтр. Вследствие малой жесткости фильтрующий элементно предлагаемому способу может устанавливатьс  без трудоемкой подгонки габаритных размеров в уже имеющиес  полости литейных форм, например литниковые чаши, коллекторы, м,еста дл  установки иных фильтрующих элементов и т.п. Рафинирование алюмини  и его сплавов с приме- нением предлагаемого способа не приводит к изменению химического состава даже в случае растворени  фильтра потоком расплава. Кроме того, обработанный фильтрующий элемент с остатками закристаллизованного металла может быть использован дл  последующего переплава как возврат. В этом случае фильтр (алюминиева  проволока ) с остатками металла раствор етс  в жидком металле, не вызыва  существенного

изменени  его химического состава а про дукты фильтрации и разрушенное покрытие шлакуютс  и в последствии удал ютс  с зеркала расплава

5Способ осуществл ют следующим образом .

В тигель с отверсти ми в днище или литниковую чашу литейной формы помещают фильтрующий элемент в виде алюмини0 евой проволоки с оксидным покрытием, заформованной в виде комка по размерам тигл  или чаши Покрытие на проволоку наноситс  предварительно или после изготовлени  фильтрующего элемента одним из

5 известных методов оксидировани  и состоит в основном из оксидов алюмини  Толщина покрыти  определ етс  его механической прочностью при воздействии жидкого металла и должна составл ть не

0 менее 0,05 мм Габаритные размеры формирующего элемента обуславливаютс  и местом его установки (литникова  чаша, коллектор и т п) и объемом разливаемого металла, а его  чейки-технологическими

5 параметрами лить  Так как основой фильтра остаетс  пластичный материал - алюминий , то изменение его габаритных размеров и размеров  чеек не вызывает трудностей и может быть осуществлено вручную. Рас0 плавленный металл проливаетс  через фильтр при 710-740°С В случае использовани  предлагаемого фильтрующего материала в элементах литниковых систем литейных форм, например в литниковой ча5 ше, необходимо прогреть его до 250-400°С Дл  опробовани  предлагаемого способа в лабораторных услови х были подготовлены фильтрующие элементы (объемом около 40 см из алюминиевой проволоки

0 диаметром 0,8 мм, оксидное покрытие наносилось на установке НМ-Т95, толщина покрыти  составл ла 0,12-0,2 мм. Качество рафинировани  расплава оценивалось по уровню физико-механических и технологи5 ческих свойств технически чистого алюмини  марки А7 и сплава АК7, приготавливаемого из лома и отходов производства Дл  сравнени  указанные сплавы фильтровались через фильтр-сетку с

0 размером  чеек 1,2 х 1,2 мм, изготовленную из стальных прутков диаметром 3 мм, на поверхность которых нанесен слой нитрида титана.

Плавка сплавов проводилась в графи5 товом тигле в печи сопротивлени , механические свойства и электросопротивление как критерий оценки степени чистоты расплава оценивались на литых стандартных образцах с диаметром рабочей части 12 мм, и идкотекучесть - на U-образной пробе Нехензи-Самарина с калиброванным питателем

Фильтрующие элементы, прогретые до 250-300°С, устанавливались в литниковую чашу металлической формы. Температура формы поддерживалась в интервале 250- 300°С, температура заливки дл  алюмини  А7 составл ла 750-770°С, сплава АК7-710- 730°С. Дл  каждого варианта фильтрации было залито не менее 5 проб. В таблице представлены средние значени  полученных результатов по оценке степени рафинировани  алюминиевых расплавов при использовании известного и предлагаемого способов фильтрации.

Опыты показали (таблица), что сплавы, профильтрованные через алюминиевую проволоку с оксидным покрытием, обладают более высоким уровнем свойств, что сви- детельствует о более эффективном рафинировании расплава

Рафинирующа  способность алюминиевой проволоки с оксидным покрытием обусловлена не только механическим отделением крупных металлических и интерме- таллических включений, но и адсорбционной способностью оксидного покрыти . Последнее позвол ет отфильтровать более мелкие включени  оксидов алюмини  и интерметаллических фаз, которые наход тс  в расплаве в комплексе с растворенным водородом, поэтому при использовании предлагаемого фильтра достигаетс  одновременна  дегазаци  расплава, что

подтверждаетс  снижением электросопро- тивелни  и ростом плотности.

Полученные результаты позвол ют рекомендовать предлагаемый способ дл  промышленного использовани / После такой фильтрации алюминевые сплавы, полученные из лома и отходов (вторичные сплавы),

ПО СЗОИМ ппуача-поло ft утупашт перВИЧным литейным алюминиевым сплавам. Использование Тторичных алюминиевых сплавов взамен первичных с учетом разницы в их стоимости обеспечивает значительное снижение себестоимости лить  Кроме того, снижение удельного электросопротивлени  алюмини  и его сплавов при использовании предлагаемого способа фильтрации позвол ет уменьшить сечение кабелей, а значит, и. стоимость материалов (алюминиева  катанка), идущих на их изготовление .

Claims (2)

1.Способ рафинировани  алюмини  и его сплавов, включающий расплавление и фильтрацию через огнеупорный материал, отличающийс  тем, что. с целью повышени  степени рафинировани  и возможности утилизации отходов, в качестве огнеупорного материала используют алюминиевую проволоку с оксидным покрытием , заформованную в фильтрующий элемент.

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что используют покрытие из оксидов алюмини  или на их .