SU939577A1 - Брикет дл плавки алюминиевых сплавов - Google Patents

Description

(5) БРИКЕТ ДЛЯ ПЛАВКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано при плавке алюминиевых сплавов с применением в качестве составл ющей шихты отходов механического производства - алюминиевой стружки

Отходы механического производства, как правило, подвергают переплаву и разливают в чушки, которые затем примен ютс  в качестве составл ющей шихты при произ водстве отливок.

Известен способ подготовки алюминиевой стружки к переплаву, согласно которому алюминиевую стружку покрывают флюсом, а затем осуществл ют ее сушку, пропуска  газообразный теплоноситель через флюс в направлении к стружке. При сушке происходит выжигание масла и эмульсии. Затем осуществл ют переплав стружки с последующей разливкой в чушки l .

Известен способ переработки алюииниевых сплавов, при котором исходный лом уплотн ют, а затем ведут его

переплав, подава  в предварительно нагретый до 800-1000°С нижний флюс.

Таким образом получают алюминиевые сплавы в чушках, которые затем и примен ют при плавке сплавов дл .производства отливок 2.

Недостатком такой технологии производства отливок  вл етс  то, что предварительно обработанную стружку и лом переплавл ют в чушки с целью

10 последующего вторичного переплава дл  производства отливок. При этом происходит значительный угэр металла и имеет место высокий расход энергии на производство 1т годных отливок.

15

Известен брикет дл  плавки алюминиевых сплавов, включающий стружку сплава. Предварительно обезжиренную и измельченную стружку брикетируют, использу  энергию взрыва, создавае20 мую в рабочей камере брикет-установг ки за счет сгорани  топлива. Плотность брикета составл ет 2,2-2, XIО кг/м. 3. Брикеты примен ютс  как шихтовый материал взамен алюминиевых сплавов в чушках. В брикетах используетс  стружка той же марки, что и выплавл емый сплав, поэтому химический со тав выплавленного сплава находитс  регламентируемых пределах дл  данно марки. Плавка с использованием брикетов ведетс  под слоем флюса. Использование брикетов из алюминиевой стружки в составе шихты при производстве отливок из алюминиевых сплавов позвол ет увеличить извлече ние металла за счет уменьшени  угар стружки, который составил 2-3 ГЗ. Основной недостаток этой техноло гии производства брикетов и отливок необходимость предварительного обезжиривани  стружки, а также то, что при ведении плавки с использованием брикетов не происходит эффективного рафинировани  и дегазации жидкого металла, так как флюс подаетс  на расплав и его воздействие ограничиваетс  непосредственной зоной контакта с металлом, что снижает качест во и механические свойства отливок. Цель изобретени  - снижение затрат на производство и повышение механических свойств сплавов систем алюминий-кремний и алюминий-кремн 1й-медь Поставленна  цель достигаетс  тем . что брикет дл  плавки алюминиевых сплавов, включающий стружку сплава, дополнительно содержит покровно-рафинирующий флюс и св зующее при следующем соотношении компонентов, вес. Покровно рафинирующий 5,0-7,0 флюс 1,0-6,0 Св зующее Остальное Стружка сплава В качестве св зующего брикет может содержать побочный продукт произ водства кристаллического кремни , во ду и щелочь. В брикете используетс  стружка сплавов на основе системы алюминийкремний и алюминий-кремний-медь. Побочный продукт производства кристаллического кремни  представл ет собой тонкую, непористую, высококремнеземистую аморфную пыль общего химического состава,%: Двуокись кремни  80-90 Углерод3 10 Окись алюмини  I- Окись железа 1. .6 Окись кальци  0..7 Св зующее готов т следующим образом . Щелочь (едкий натр) раствор ют в расчетном количестве воды при комнатной температуре. Далее ввод т побочный продукт производства кристаллического кремни  и ведут его растворение , непрерывно помешива , до получени  однородного раствора при 80-90°С в течение 2-2,5 ч, обеспечива  технологически приемлемую в зкость 2530 спз. Готовое св зующее представл ет собой устойчивый коллоидный раствор , в котором частицы побочного продукта производства кристаллического кремни  наход тс  в виде высокомолекул рных кремниевых кислот. В составе брикета в качестве св зующего может быть также использовано жидкое стекло марки В с модулем. ,61-3,0 (ГОСТ 826it-66), оазбавлен .ное водой непосредственно перед употреблением при соотношении 1:8. Наличие в составе св зующего щелочной среды способствует очищению стружки от примесей масла и эмульсии, которые отрицательно вли ют на качество выплавл емого сплава, а также на увеличение загр зненности атмосферы. Щелочна  среда приводит к образованию 2,3-3,6 алюмината натри , который способствует повышению прочности характеристик брикета. В качестве флюсового наполнител  в состав брикета введены хлорид натри , фторид натри , хлорид бари  и криолит , которые в композиции представл ют собой покровно-рафинирующий флюс, Хлорид натри  обладает низкой температурой плавлени , высокой смачивающей способностью, пассивен по отношению к алюминию и легирующим металлам. Он создает защитную пленку на поверхности расплава и п|эеп тствует проникновению кислорода и водорода воздуха в расплав. Фторид натри  и криолит сообщают флюсу рафинирующие свойства, т.е. способность раствор ть и адсорбировать окислы и удал ть газы. Фторид натри  и криолит улучшают защитные свойства флюса, дела  его пленку более плотной и непроницаемой, хорошо смачивают окись алюмини  и способствуют ее удалению. Воздействие на расплав хлорида бари  аналогично воздействию хлорида натри . В то же врем  хлорид бари  способствует дегазации благодар  переходу бари  в расплав, его окислению изменению структуры и свойс тв окисной пленки на поверхности металлической ванны за счет содержани  окиси бари  Кроме того, хлорид бари  придает флю су модифицирующие свойства. Нижний предел содержани  св зующего обусловлен механической прочностью брикета, верхний - изменением свойст защитной пленки флюса. Состав брикета позвол ет улучшить качество и повысить механические свой ства отливок. Это обеспечиваетс  образованием защитного покрыти  из смеси покровнографинирующего флюса и св зующего на стружке в микрообъемах брикета. При производстве брикета за счет содержани  щелочной среды в составе покрыти  происходит обезжиривание стружки. Таким образом не требуетс  предварительна  обработка и ликвидируетс  вредное воздействие масла и эмульсии на расплав. Смесь флюса и св зующего образует защитный слой, который изолирует стружку от соприкосновени  с кислородом атмосферы и тем самым снижает угар металла и степень газонасыщенности расплавленной ванны. Кроме того, покрытие из флюса и св зующего образует на стружке огнеупорный слой, который обеспечивает одновременное расплавление флюса и стружки. При этом происходит активное рафинирование и дегазаци  в объеме брикета и в расплаве в целом, чем и обеспечиваетс  повышение механических свойств отливок и улучшение его качества . Изготовление брикетов осуществл етс  следующим образом. В шаровой мельнице измельчают криолит , хлорид и фторид натри , хлорид бари  до фракции не более 2 мм, которые затем перемешивают с добавлением св зующего в шнековом смесителе. При перемешивании компонентов происходит обволакивание флюса пленкой св зующего , что создает на поверхности огнеупорное покрытие. Полученную смесь ввод т в предварительно дробленую до фракции не более 30 мм стружку сплавов на основе системы алюминий-кремний или алюминий кремний-медь и осуществл ют их непрерывное перемешивание до получени  однородной массы. Полученную смесь брикетируют (прессуют) при давлении 600-9509 8х х10 Па. Оптимальный размер брикета выбран из условий обеспечени  максимальной прочности 0 100-120 мм и высотой 60-80 мм. Сушку брикетов осуществл ют при ТЗ-ЗО С в течение ЗЗ сут или при 80120С в течение 5-60 мин. Предпочтительно осуществл ть сушку брикетов при 18-30C, так как при этом режиме в брикете происходит образование алюмини  натри , что способствует увеличению прочности брикета. Плотность брикета 2,3-2,«4.10 кг/м. Дл  получени  брикетов используют составы смесей с различным содержанием компонентов (табл.1). Испытани  брикетов на сжатие осуществл ют на установке фирмь) Георг Фишер. Значени  прочности брикета удовлетвор ют требовани м, предъ вл емым к прочности брикетов в металлургии и выше этих значений в 1 . раза, а значени  плотности наход тс  в тех же пределах, что и у известного брикета из алюминиевой стружки (табл.2). По химическому состайу брикет отвечает требовани м, предъ вл емым к брикету как заменителю алюминиевого сплава в чушках систем алюминий-кремний и алюминий-кремний-медь. Опытные плавки сплава марки АК5М2 проведены в индукционной печи ИСТ 0,06. Футеровка - графитовый тигель, вес садки 10 кг. Испытуемые брикеты укладывались в середину шихты и на расплав. После расплавлени  шихты образовавшийс  шлак перемешивалс  с металлом и отстаивалс  в течение 12 мин. После скачивани  шлака заливались пробы на химический анализ и механические испытани  в песчаные формы. В табл.2 приведены сравнительные данные механических характеристик брикетов . Химический состав сплава, выплавленного с использованием в шихте бри-, кетов, находитс  в регламентируемых пределах дл  этой марки сплава (АК5М2). Применение при плавке брикетов позвол ет повысить механические свойства выплавленных сплавов. Наиболее высокие показатели по механическим характеристикам имеют сплавы, полученные с использованием в шихте брикетов состава 3. Твердость сплава выше нормативной на временное сопротивление на а отнрсительное удлинение составл ет 1,0-1,5. 7.9395 Механические характеристики получены на образцах без термообработки . Угар металла при переплаве предлагаемого состава брикета составл ет 1,2-1,7%, а известного брикета - 2-31.

Св зующее (например, побочный продукт производства кристаллического кремни  в сочетании с водой и щелочью )

Известный 1 2

3 Ц

5

Прочность на удар определ ют по количеству сбрасываний с высоты 2 м на чугунную плиту до разрушени  брикета . 5

1,5 1,0. 1,0

Таблица 2

2,2-2,i4-10

2,31 -10

15-19

2,3-10

13-15

2,39-10

9-11

2,t-IO

6-20

2,38-10

Claims (3)

1. 6-9 78 Результаты испытаний показывают, что при плавке алюминиевых сплавов в электропечах и печах сопротивлени  в составе шихты можно заменить до 25% количества алюминиевого сплава в чушках на брикеты, что способствует снижению себестоимости выплавл емого металла . Таблица 1 9.9 Формула изобретени  1. Брикет дл  плавки алюминиевых сплавов, включающий стружку сплава, отлимающийс  тем, что, с целью снижени  затрат на производство и повышени  механических свойств сплавов систем алюминий-кремний и алюминий-кремний-медь, брикет дополнительно содержит покровно-рафинирующий флюс и св зующее при следующем соотношении компонентов, весД: Покровнорафинирующий флюс5,0-7.0 957710 Св зующее 1,0-6,0 Стружка сплава Остальное
2. 2. Брикет по п. I, о т л и ч а ющ и и с   тем, что в качестве св 5зующего он содержит побочный продукт производства кристаллического кремни , воду и щелочь, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе ю 1 . Авторское свидетельство СССР N 537П9, кл. С 22 В 7/00, 19752 , Авторское свидетельство СССР № 571522. кл. С 22 В 7/00, 197.
3. 3. Цветные металлы, 1976, № 1, 15с.68-71.