SU931776A1 - Способ получени алюминиево-кремниевых сплавов - Google Patents

Description

( СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ

I

Изобретение относитс  к электротермическому производству конструк-; ционных алюминиевых сплавов разного типа и назначени , в частности к процессу получени  алюминиево-кремниевых сплавов углетермическим восстановлением кремнезем-глиноземного сырь  в рудовосстановительных электропечах .

Способы получени  алюминиевокремниевых сплавов св заны с образованием металлизированных отходов (шлаков), отдел емых на стадии, рафинировани  полученных первичных сплавов , от неметаллических примесей, содержание которых в выпушенном из печи сплаве составл ет . С удал емыми примес ми, которые содержат карбиды и окислы кремни  и алюмини , увлекаетс  большое количество восстановленного из сырь  сплава, что снижает извлечение металлов иа сырь  в рафинированный сплав и ухудшает другие технико-экономическ1 е показа СПЛАВОВ

тели электротермического производства .

Известен способ переработки металг лизированных шлаков путем их частичного введени  в окускованную шихту при получении алюминиево-кремниевых сплавов электротермическим способом 1.

Недостатком способа  вл етс  низкое извлечение полезных компонентов .из плотных тугоплавких кусков шлака.

Известен способ переработки металлизированных шлаков фракции +2-45 мм в в смеси с газовым уГлем, добавл емом в количестве 8-10 (от веса шлаков ) 2.

Недостаток способа заключаетс  в том, что добавл емый углерод к шлакам может восстановить только окислы, Содержащиес  в шлаке, но не разрушает карбидов, что приводит к неполному восстановлению до металла всех составл ющих шлака. Невосстановленна  часть шлака выпадает на подине печи.

затрудн ет выпуск сплава и приводит к снижению выхода при рафинировании сплава.

Цель изобретени  - повышение извлечени  алюмини  и кремни  из сырь  и снижение расхода электроэнергии при получении сплава.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  алюминиево-кремниевых сплавов в рудновос становительных печах углетермическим восстановлением окускованной шихты с возвратом в процесс металлизированных шлаков, отдел емых при рафиниг ровании первичных сплавов, часть окускованной щихты замен ют смесью, содержащей металлизированные шлаки , кварцит, известь и углеродистый восстановитель при следующем соотношеНИИ ингредиентов, весД:

Кварцит5,,0

Известь 15,0-0,10

Углеродистый

восстановитель 5,0-30,0

Металлизирован ,ные шлаки Остальное

Смесь загружают к электродам печи в количестве -15 от веса окускованной шихты, используемой при плавке .

Процессы плавлени  и вocctaнoвлeни  металлизированных шлаков, содержащих карбиды и окислы кремни  и алюмини  в присутствии кварцита и извести существенно облегчаютс  и ускор ютс . Указанное обуславливаетс : во-первых, ошлакованием тугоплавкой окиси алюмини  шлака кремнеземом .кварцита и известью по химическим реакци м типа:

3Al20,-t2Si02- 3Al2032Si02; (D Al20a,+2Si02- Al202,-2SiOa; (2)

+ СаО - 2А120з-СаО; (З) или другим, превращающим окись алюмини  в алюмосиликаты, алюминаты и подобные им химические соединени  окислов , температу|Ьа плавлени  которых существенно ниже, чем дл  чистой окиси ал юмини .

Во-вторых, кремнезем и образующие при нагревании субокислы кремни  снижают температуру и повышают скорость окислени  карбидов в соответствии с суммарными реакци ми:

2SiC+Si02- 3Si+3CO; (4)

2Al4CT,43SiO- - 8Al- 3Si- -6CO (5)

Реакции окислени  карбидов кремнеземом и субокислами кремни  протекают при более низких (на 200300 С) температурах, чем реакции окислени  карбидов окислами алюмини , содержавшимс  в шлаке.

Согласно химанализам фазовый состав металлизированных шлаков содержит , вес. %: металлическа  фаза сплава 0-50; AJjOa 29-35; SiC ,4; АЦС ,7 в виде карбидов и оксикарбидов алюмини .

Постехиометрическим расчетам вышеприведенных реакций (1)-(3) при переработке одной тонны металлизированных шлаков, указанного сплава, требуетс  вводить 130-НО кг кварцита , 130-0,0 кг, извести и 150-260 кг углерода дл  восстановлени  образующихс  химических соединений окислов. Така  смесь содержит, %: металлизированные отходы 69,93-71 ,«3, кварцит 9,09-10,0, M3Bectb 10,+9-0)0 и углерод 10,49-13,57.

Процентный состав смеси может измен тьс  в зависимости от состава металлизированных шлаков и от типа

используемого углеродистого восстанбвител .

Введение в состав смеси извести производ т, как правило, при значительном недостатке кремнезема, наход щегос  непосредственно в металлизированных шлаках, необходимого дл  ошлаковани  и понижени  температуры плавлени  окиси алюмини .

В св зи с тем, что рудовосстановйтельную плавку ведут в электропечах , добавка в шихту металлизированных шлаков оказывает вли ние на. электрический режим работы печи. При использований предлагаемых смесей в количестве до 15 от веса окускованной шихты расплавленный металл, содержащийс  в шлаках, не оказывает заметного вли ни  на электрическую проводимость шихты. Увеличение расхода смеси больше 15% приводит к выплавлению из шлака значительного количества металла в верхних горизонтах ванны печи и увелиНивает , шихтовую электрическую проводимость . Это вызывает нарушение элек° трического режима работы печи, что влечет за собой снижение производительности печи и ухудшение техникоэкономических показателей процесса.

Пример.. Провод т промышленные испытани  по получению алюминиево-кремниевого сплава из брикетированной каолино-глиноземной шихты на трехфазной рудовосстановительноГ электропечи мощностью 15.. мВт с возвратом в процесс металлизированных шлаков, отдел емых при рафинировании сплавов, в смеси с кварцитом и каменным углем.. Смесь дробленных материалов круп- . ностью от 3,0 до 50,0 мм имеет следующий состав, : металлизированные шла-. ки , кварцит , известь 15,093 6 0,10 и каменный уголь . Расход металлизированных шлаков составл ет 1,11 от веса брикетированной шихты, расходуемой при плавке. В таблице приведены результаты испытани  сплавов, полученных предлагаемым способбм и прин тым за прототип .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   1. Способ прлучения алюминиевокремниевых сплавов в рудновосстановительных печах углетермическим восстановлением окускованной шихты '_ч с возвратом в процесс металлизированных шлаков, отделяемых при ра- ₅₅ финировании первичных сплавов, о тличающийся тем, что, с целью повышения извлечения алюминия ю

   жают к электродам печи в количестве 4-15% от веса окускованной шихты, используемой при плавке.