UA127367U - Спосіб отримання ливарних алюмінієвих сплавів з відходів - Google Patents

Abstract

Спосіб отримання ливарних алюмінієвих сплавів з відходів включає розплавлення основної шихти, легування, рафінування, модифікування та розливання розплаву. При цьому використовують дуплекс-процес: роторна піч - піч опору, при якому на першому етапі в роторній печі здійснюють завантаження та розплавлення до температури 800(950 °C основної шихти, що може складатися зі стружки та інших дрібнодисперсних відходів, крупногабаритного брухту, флюсу, алюмінійвмісного шлаку в будь-якому поєднанні, а на другому етапі отриманий в роторній печі рідкий метал при температурі 800(850 °C переміщується у піч опору, в якій проводять технологічні операції легування, рафінування та модифікування.

Description

Корисна модель належить до ливарного виробництва та металургії кольорових металів, зокрема до технології отримання ливарних алюмінієвих сплавів.

Відомий "Способ переплава стружки и других дисперсньїх отходов металлов и сплавов в среде твердожидкого металла" (патент Російської федерації Мо 2135613, С2287/00, С2289/10, опубл. в 1999 р.). Спосіб, згідно з прототипом, включає переплав стружки та відходів в середовищі твердорідкого металу. Середовище рідкого металу добре змочує стружку, захищає її від окислення та проводить тепло, що забезпечує швидке прогрівання та плавлення стружки.

При цьому стружку та інші дисперсні відходи вводять в твердорідкий метал після попереднього прогріву відходів теплом рідкого металу в печі.

До недоліків способу переплаву відходів металів і сплавів належить наступне. Неможливо отримати якісний сплав заданого хімічного складу з причини неможливості ефективного проведення комплексу технологічних операцій, що включають процеси легування та рафінування. Також, процес переплаву передбачає використання як твердої шихти тільки стружки та інших дрібнодисперсних відходів, не передбачає використання шлаку та крупногабаритного брухту.

Відомий спосіб отримання алюмінієвого сплаву (Никитин В.И. Наследственность в литих сплавах. - Самара: СамгГТУ, 1995.-249 с, с.186), що полягає в перегріванні розплаву до 1080-1090 С, подальшому охолодженні шляхом вистоювання і заливки при температурі 700 "С, при якій працюють водоохолоджувані валки. Недоліком цього способу є вистоювання розплаву, яке призводить до насичення розплаву газами і неметалевими включеннями, а також збільшення часу ведення плавки.

Відомий "Способ получения литейньїх алюминиевьїх сплавов из вторичного сьірья" (патент

Російської федерації Мо 2351670, С22С1/02, опубл. в 2009 р.). Це технічне рішення прийняте за найближчий аналог (прототип), при якому проводять розплавлення шихтових матеріалів, перегрівання розплаву до 990-1000 "С, витримку розплаву при температурі перегрівання, охолодження розплаву попередньо підготовленою твердою металевою шихтою, рафінування та розливання розплаву. Завантаження попередньо підготовленої твердої металевої шихти роблять порційно. Перша порція вводиться при температурі перегрівання і становить 8-40 95 від маси основної шихти. Друга порція вводиться при температурі 860--870 "С і становить 4--6 95 від

Зо маси основної шихти. Третя порція вводиться при температурі 750--760 "С і становить 4--6 95 від маси основної шихти.

Ознаками прототипу, що співпадають з істотними ознаками корисної моделі, що заявляється, є: розплавлення основної шихти, рафінування та розливання розплаву.

До недоліків способу можна віднести наступні. Перегрівання розплаву до 990-1000 С та витримка при температурі перегрівання призводить до насичення розплаву газами та неметалевими включеннями, підвищеного вигоряння легуючих елементів. Технологічна операція попередньої підготовки твердої металевої шихти потребує спеціального обладнання та не гарантує стабільного хімічного складу шихтової заготовки. Порційне завантаження шихтових матеріалів викликає підвищене вигоряння основних компонентів сплаву та потребує допоміжного устаткування. Сукупність усіх цих факторів значно ускладнює технологічний процес, призводить до підвищеної нестабільності окремих параметрів та негативним чином впливає на вихід придатного та, відповідно, економічну ефективність процесу.

В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб отримання ливарних алюмінієвих сплавів з відходів, що дозволяє виплавляти високоякісні алюмінієві сплави з використанням в шихті відходів алюмінієвих сплавів без необхідності їхньої спеціальної попередньої підготовки, без обмежень за хімічним складом та ступенем дисперсності, включаючи алюмінійвмісний шлак.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання ливарних алюмінієвих сплавів шляхом розплавлення основної шихти, легування, рафінування, модифікування та розливання розплаву, згідно з корисною моделлю, використовується дуплексо-процесу: роторна піч - піч опору, при якому на першому етапі в роторній печі здійснюють завантаження та розплавлення до температури 800-950 С основної шихти, що може складатися зі стружки та інших дрібнодисперсних відходів, крупногабаритного брухту, флюсу, алюмінійвмісного шлаку в будь- якому поєднанні, а на другому етапі отриманий в роторній печі рідкий метал при температурі 800-850 С переміщується у піч опору, в якій проводять технологічні операції легування, рафінування та модифікування.

Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак корисної моделі й технічним результатом, що досягається, забезпечується наступним. Те, що використовується дуплекс- процес: роторна піч - піч опору, дає можливість на першому етапі переплаву в роторній печі бо отримати однорідний за хімічним складом та температурою об'єм рідкого металу з шихти, що може складатися зі стружки та інших дрібнодисперсних відходів, крупногабаритного брухту, алюмінійвмісного шлаку в будь-якому поєднанні (визначається технологічною інструкцією). При цьому є можливість в процесі плавки скачувати та наводити шлак, вводити рафінуючі флюси для підвищення виходу придатного рідкого металу. Максимальна температура розплаву протягом цього технологічного етапу становить 800-950 С. На другому етапі отриманий в роторній печі рідкий метал при температурі 800-850 "С переміщується у піч опору, в якій проводять технологічні операції легування, рафінування та модифікування. При цьому підвищується вихід придатного завдяки можливості скорочення часу на здійснення технологічних операцій легування, рафінування та модифікування, зменшення вигоряння основних компонентів сплаву, недопущення надмірного насичення розплаву газами та неметалевими включеннями, зручності реалізації вищенаведених технологічних операцій, що дозволяє в результаті отримати якісний сплав заданого хімічного складу та зробити спосіб більш економічно ефективним.

Приклад здійснення способу. Плавку стружки сплавів, що деформуються АМг4, АМг5, АМгб проводили в роторній печі РІП-000. Плавку вели під покровно-рафінуючим флюсом. Як флюс застосовували карналіт (МоСі2-КСЇ) в кількості 30 95 від маси завалки. Завантаження шихти проводили в порожню піч, розігріту до 750-800 "С при включеному пальнику в два прийоми. Піч нагрівали протягом 30-45 хвилин для осідання шихти, після чого завантажували решту шихти і флюси. Температуру розплаву доводили до 750-800 "С. Злив металу проводили в ківш, підігрітий до 600-700 С, а потім розплав зливали у піч опору Н4і3-0048, в якій доводили температуру до 750-800 "С, вводили лігатури А/І-5і, АІ-Мп, АІ-Ті з метою отримання сплаву

АК5МГЗ. Потім після розплавлення лігатури підвищували температуру розплаву до 740-760 "С, вводили магній і ретельно перемішували розплав. Рафінування розплаву здійснювали при температурі 740-750 "С гексахлоретаном (СгСів) в кількості 0,3-0,5 9о від маси рідкого металу.

Після закінчення рафінування з поверхні розплаву видаляли шлак та розливали розплав по формах.

Спосіб дозволяє виплавляти високоякісні сплави з використанням в шихті відходів алюмінієвих сплавів та лігатур без необхідності їхньої спеціальної попередньої підготовки, без обмежень за хімічним складом та ступенем дисперсності, включаючи алюмінійвмісний шлак.

Зо

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання ливарних алюмінієвих сплавів з відходів, що включає розплавлення основної шихти, легування, рафінування, модифікування та розливання розплаву, який відрізняється

   З5 тим, що використовують дуплекс-процес: роторна піч - піч опору, при якому на першому етапі в роторній печі здійснюють завантаження та розплавлення до температури 800-950 "С основної шихти, що може складатися зі стружки та інших дрібнодисперсних відходів, крупногабаритного брухту, флюсу, алюмінійвмісного шлаку в будь-якому поєднанні, а на другому етапі отриманий в роторній печі рідкий метал при температурі 800-850 "С переміщується у піч опору, в якій

   40 проводять технологічні операції легування, рафінування та модифікування.