Универсальный флюс для обработки алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к флюсовой обработке алюминиевых сплавов. Целью изобретения является повышение степени модифицирования сплава и уменьшение потерь металла со шлаком и на окисление. В качестве компонентов флюса используют окиси алюминия, алюминиевый порошок, хлорид и/или хлорид бария, а также криолит, хлорид и фторид натрия. Введение окиси алюминия и алюминиевого порошка усиливает эффект модифицирования, что способствует повышению прочности на 18%. Дополнительное введение в состав флюса кремнефтористого натрия способствует повышению чистоты сплава и прочности на 4%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10-20 порошок

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (2i) 4406404/23-02 (22) 19.02.88 (46) 07.07.90. Бюл. В - 25 (71) Братский алюминиевый завод (72) А.Н.Маленьких, В.А.Горбунов, А.Н..Матвеичев и В.С.Коркушко (53) 669.7 14. 11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 834178, кл. С 22 С 1/06, 1978. (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ФЛЮС ДЛЯ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к флюсовой обработке алюминиевых сплавов. Целью

Изобретение относится к,цветной металлургии, конкретно к флюсовой об. работке алюминиевых сплавов.

Цель изобретения — повышение сте-. пени модифицирования сплава, уменьшение потерь металла со шлаком и на окисление.

Предлагаемый универсальный флюс для обработки алюминиевых сплавов, .включающий криолит и хлориды и фториды натрия металлов, дополнительно содержит хлористый и/или фтористый барий, окись алюминия и алюминиевый порошок при следующем соотношении компонентом, мас.7.:

Криолит 16-20

Хлористый и/или фтористый барий 5-10

Окись алюмйния 5-15

Алюминиевый

„.Я0„„1576588 A 1 (51)5 С 22 С 1/06, С 22 В 9/10 изобретения является повышение степени модифицирования сплава и уменьшение потерь металла со шпаком и на окисление. В качестве компонентов флюса используют окиси алюминия, алюминиевый порошок, хлорид и/или хлорид бария., а также криолит, хлорид и фторид натрия. Введение окиси алюминия и «люминиевого порошка усиливает эффект модифицирования, что способствует повышению прочности на 187. Дополнительное введение в состав фпюса кремнефтористого натрия способствует повьпчению чистоты сплава и прочности на 47. 2 табл.

Хлориды и фториды натрия Остальное

С целью повышения чистоты мета.в а путем снижения содержания неметаллических примесей, дополните:ьно;вводят кремпефтористый натрий в количестве 5-157. от массы флюса.

С целью рационального использования отходов производства в качестве компонентов флюса применена электролитная корочка, образующаяся при электролитическом рафинировании алюминия при соотношении флюса и электролитной корочки 1,5:1.

Известное модифицирующее действие оказывает .окись алюминия, повышение содержания которой, однако, ведет к увеличению металла со шпаком и загрязнению сплава. Модифицирующий эффект (при одновременном снижении потерь металла со шлаком) усиливает

1576588 алюминий металлический, находящийся в составе флюса в диспергированном виде, за счет наследия сплавом аномальной структуры быстрозакристалли- 1 эованных диспергированных частиц алюминия. При этом достижение высокой степени модифицирования (в присутствии алюминия. металлического в диспергированном виде) происходит с введением специального модификатора, а именно окиси алюминия, в ограниченном количестве, что способствует повЫшению чистоты сплава. Однако при полной замене окиси алюминия металлическим алюминием в диспергированном виде для достижения аналогичного модифицирующего эффекта необходимо значительное увеличение количества последнего, что увеличивает продолжительность процесса приготовления сплава.

Хлористый и/или фтористый барий йовышает плотность флюса, что обеспечивает более равномерное распределение флюса в объеме ванны расплава в процессе перемешивания, в результате чего увеличивается поверхность реагирования (контакта) флюса с металлом и сокращается время обработки сплава, следовательно, и окисление расплава.

Введение в состав предлагаемого универсального флюса дополнительно кремнефтористого натрия повышает флотирующую способность флюса, что позволяет повысить чистоту расплава путем уменьшения в нем содержания неметаллических примеСей без увеличения времени выдержки.

Применение в качестве компонентов флюса электролитной корочки, имеющей состав, мас.Х: алюминий металлический в диспергированном виде 30-40, окись алюминия 20-30, хлористый и фтористый барий 20-30, криолит 5-10 и хлористый натрий 3-6, позволяет рационально использовать отходы про-. изводства, образованные при электролитическом рафинировании алюминия.

Стоимость флюса при этом снижается, часть алюминия переходит в расплав.

Выбранные пределы состава флюса лимитируются следующими факторами.

Уменьшение содержания алюминия ме таллического в диспергированном виде менее 10 мас. Х не обеспечивает достижения цели, так как при незначительном увеличении прочности сплава (эа счет модифицирования) увеличиваются потери металла со шпаком, а увеличение более 20 мас.Х нецелесообразно, 5 так как дополнительный эффект от модифицирования отсутствует, а потери металла на окисление увеличиваются из-за увеличения продолжительности процесса обработки сплава.

10 Уменьшение содержания окиси алюминия менее 5 мас.Х не обеспечивает повышение модифицирования, а увеличение более 15 мас,Х ведет к увеличению потерь металла со шлаком при отсутФ5 ствии дополнительного эффекта модифицирования.

Уменьшение содержания хлористого и/или фтористого бария менее 5 мас.Х не позволяет снизить потери металла от окисления расплава, а увеличение более 10 мас.Х ведет к увеличению потерь металла со шлаком.

Уменьшение содержания кремнефтористого натрия менее 5 мас.Х не обес25 печивает повышение чистоты металла (снижение коэффициента дефективности не наблюдается}, а увеличение более

15 мас.Х (при отсутствии дополнительного эффекта по чистоте металла) ведет к увеличению потерь металла от окисления расплава.

Проверку свойств предлагаемого состава универсального флюса проводили при приготовлении сплава АЛ-4К.

Для испытания готовили солевые смеси, содержащие компоненты в заявляемых пределах (составы 1-10 и 1922), за их пределами (составы 1 1-18 и 23-24) и в известных соотношениях

40 (состав 25).

Эти составы представлены в табл.1.

Приготовленную солевую смесь иэ расчета расхода 1,5 кг/т сплава загружали на поверхность расплава в ванне электрической отражательной пе. чи (миксера емкостью 25 т), затем расплав перемешивали с помощью ИГДперемешивателя в течение 37 мин. После 10 мин выдержки снимали шлак и

50 отбирали образцы для механических испытаний и исследований микроструктуры излома. После остывания шпака от не" го отбирали пробы на определение количества металла и окислов в нем.

Шлак взвешивали.

55 Чистоту мет оце в и по наличию штрихдефектов (микроаналиэ фрезерованных темплетов из деформирован ных проб).

5 157658

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно из данных табл.2, применение предлагаемого состава флюса (1-10) для обработки алюминиевых спла,вов позволяет повысить прочность сплава (за счет повышения степени модифицирования) в среднем íà 18Х, уменьшить потери металла: со шлаком 10 на 0,26 кг/т (49X), от окисления расплава — на 0,3 кг/т (20X), а использование флюса составов (19-22) обеспечивает повышение чистоты металла и за счет этого - дополнительное увели- !5 чение прочности на 4Х.

2. Флюс по п.1, о т л и ч а . шийся тем, что, .с целью повышения чистоты металла, ои дополнительно содержит кремнефтарид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.Х!

Криолит 16-20

Хлорид и/или фторид бария 5-10

Окись алюминия 5-15

Металлический алюминий в диспергированном виде

Кремнефторид натрия

Хлорнд и фторид натрия Остальное

3. Флюс по п.1, о т л и ч а вшийся тем, что, с целью снижения себестоимости флюса, в качестве крио" лита, хлорида и/или фторида бария, окиси алюминия и алюминия металлического в диспергированном виде он содержит электролитную корку, образующуюся при электролитическом рафинировании алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.Х;

Электролитная корка 40

Хлорид и фторнд натрия Остальное

4. Флюс по п.3, о т л и ч а ю— шийся тем, что содержит электролитную корку следующего состава, мас.X;.

Металлический алюминий в диспергированном виде 30-40

Окись алюминия 20-30

Хлорид и/или фторид бария

Криолит

Хлорид натрия та блица 1

10-20

5-15

Формула изобретения

1, Универсальный флюс для обработки алюминиевых сплавов, содержащий криолит, хлориды и фториды натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения степени модифицирования, уменьшения потерь металла, он дополнительно содержит хлорид и/или фторид бария, окис алюминия и металлический алюминий в диспергированном виде при следующем соотношении компо- нентов, мас.X: 30

Крнолит 16-20

Хлорид и/или фторид бария

Окись алюминия

Металлический 35 алюминий в диспергированном виде 10-20

Хлорид и. фторид натрия

5-10

5-15

20-30

5-10

3-6

Остальное

Комлонентн, мас.X

Состав

Al мет. в днсперг.виде

Электро Na z Fc лнтная

Na3A1F6 NaF NaC1

ВаС1 < BaF корочка

1О

-9 45

7 43

5 40

9 45

7 43

5 40

9 45

7 43

5 40

7 38

7 53

7 33

7 51

7 33

7 48

7 37

7 4.8

15 5

1О 7

5 10

10

15 2

10 4

5 .5

10 7

20 7

10 2

10 1Э

16

18

16

18

16

18

18

18

18

18

18

18

1

3

5

7

9

11

12

13

14

16

5

3

1576588

Продолжение табл.

Компоненты, масЛ

Состав

Na А11 NaF

NaC1 Al мет. в А1 0 9 ВаС1. дисперг.виде

КС1

ВаГ

Электро литная корочка

18 18

7 37 15 10

9 30 10 15 5

7 33 15. 10

5 35 20 5 5

7 28

7 41 15 10 7

7 25 15 10

25 Иавеотныи

18 7 38

Та блица 2

l т и, рема пр есса об аботки, мин

11 20>5

12 23,5

13 19,1

14 23,5

15 19,8

16 23,4

17 19,9

18 23,6

19 24,0

20 24>2

21 24,3

22 24,1

23 23,0

24 24 >3

25 19,1 фавестный

0,51

1,5

2,3

45

1,2

Составитель Н.Белов

Техред М.Дидык Корректор Э.Лончакова

Редактор С.Патрушева

Заказ .1831 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб» д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород> ул. Гагарина,.101

19 16

20 !8 21 20

22 . !5

23 18

24 18

2

4

6 7

9

23,5

21,8

22,7

23,6

21,8

22,6

23,5

21,8

23,2

2,3

2 4

2,3

2,4

2,4

2,3

2,3

2,3

2,Э

2,4

2,3

2,4

2,3

2,5

2,3

2,4

2,3

2,4

2,4

2,3

2,4

2,4

2,4.21

23

;20

21

24

22

24

18

24

16

23

16

24

17

22

22

23

22

23

0,32

0,25

0,20

0,31

0,24

0,20

0,32

0,24

0> 20

0,26

0,52

0,20

0,28

0,53

0,29 0,53

0,28

0,51

O, 30

0,25

0,21

0,28 . 0,32

0 25

1,2

1,1

1,3 >;

1,2

1,1

1,3

1,2

1,1

1,3

1,1

1,3

1,5

1,3

1,3

1,5

1,1

1,5

1,1

1,2

1,2

1,Э

1,2

I 2

1,5

>7

39

37

39

37

39

41

38

36

36

36

38

36

37

2.

1,2

1,2

1,1

1,2

1,2

1,1

1,2

1>2

1,1

1,2

1,1

1,2

1,1

1,2

1>2

1,2

1,2

1,2

0,8 0,7

0,6

0,7

1,2

0,6