МНОГОСЛОЙНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ И ОДНОВРЕМЕННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2002 года по МПК C22B9/02 

Описание патента на изобретение RU2187564C2

Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к рафинированию и модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов.

Известен фильтр [Коротков В.Г. Рафинирование литейных алюминиевых сплавов. - М.: Машгиз, 1963, с. 107-109] для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, содержащий огнеупорный материал, например магнезит, и модифицирующий слой из переплавленного и раздробленного до размеров кусков 10-15 мм фтористого кальция (CaF2), фтористого натрия (NaF) или фторцирконата калия (K2ZrF6).

Отмечаются хорошие рафинирующие и модифицирующие свойства. Однако дополнительное модифицирование сплава ведут за счет уменьшения высоты рафинирующих слоев или увеличения общей высоты фильтра, что приводит к снижению эффективности очистки сплава от неметаллических включений и необходимости повышения металлостатического напора над фильтром или увеличения начальной температуры фильтра и металла.

Задачей изобретения является улучшение рафинирующей способности фильтра и расширение технологических возможностей.

Техническим результатом применения предлагаемого многослойного фильтра является получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистка от неметаллических включений и интерметаллических фаз, повышение физико-механических свойств алюминиево-кремниевого сплава.

Этот технический результат достигается тем, что в предлагаемом многослойном фильтре для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиевого-кремниевых сплавов, состоящего из двух слоев: слоя измельченного огнеупорного материала - магнезита и модифицирующего слоя, согласно изобретению на слой высотой 40-50 мм, состоящий из раздробленных кусков диаметром 7,5-10 мм сплава фтористых и хлористых солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фторид натрия (NaF ) - 30-40
Криолит (Na3AlF6) - 15-20
Хлорид натрия (NaCl ) - Остальное
размещают слой высотой 25-30 мм из частиц огнеупорного материала диаметром 10-15 мм.

Сплав фтористых и хлористых солей натрия, обладая более низкой температурой плавления (715oС), чем составляющие его компоненты, оказывает флюсующее действие, размягчаясь при фильтровании алюминиевого сплава. Это обуславливает адгезионное взаимодействие его с неметаллическими включениями.

Применение в предлагаемом фильтре в качестве верхнего слоя измельченного огнеупора обеспечивает грубую очистку от крупных включений алюминиевого сплава. В качестве огнеупорного материала используют магнезит в виде измельченных кусков магнезитового кирпича.

Предложенный фильтр обеспечивает равномерное распределение структурных составляющих, получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистку сплавов от неметаллических включений и интерметаллических фаз, которые в комплексе обуславливают увеличение физико-механических свойств:
предела прочности на разрыв с 22,4 до 28,1 кг/мм2;
относительного удлинения с 2,2 до 5,4%.

Фильтр, состоящий из двух слоев, из которых нижний слой - сплав солей натрия с размером частиц 7,5-10 мм, верхний слой - измельченные куски магнезита размером 10-15 мм, помещают в фильтрующее устройство и нагревают до температуры 500-550oС.

Через нагретый фильтр непрерывно пропускают расплав со скоростью 12-14 кг•см2/ч с температурой 730-750oС. При этом происходит взаимодействие расплава и неметаллических включений с полутвердой поверхностью фильтра, которая сепарирует поток металла на элементарные струйки и очищает сплав от включений за счет высокой работы адгезии, а также модифицирует сплав натрием солей.

Преимущества предложенного фильтра иллюстрируются примерами применения.

Пример 1.

В фильтрующий блок помещают описанный фильтр и подогревают до температуры 500oС. Алюминиевый сплав АК9ч в количестве 250 кг непрерывно пропускают через многослойный фильтр. Во время опыта отбирают пробы на металлографический и химический анализ, образцы на физико-механические свойства.

Пример 2.

Алюминиевый сплав, полученный из брикетов алюминиевый стружки в количестве 450 кг, пропускали через описанный фильтр со скоростью 6-8 кг•см2/ч.

Результаты приведены в таблице, из которой видно, что механические свойства отфильтрованных алюминиево-кремниевых сплавов по предлагаемому способу выше обработанных по известным способам. Количество включений в сплаве, пропущенном через предлагаемый фильтр, сокращается более чем в 2 раза. В результате обработки микроструктура сплавов АК9ч и переплава стружки становится модифицированной с равномерным распределением структурных элементов. При обработке через предлагаемый фильтр уменьшается содержание интерметаллидов, представленных в виде β-фазы (AlSiFe), как следствие, уменьшается содержание железа на 13-27%.

Похожие патенты RU2187564C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2001
  • Леушин И.О.
  • Мухин А.Г.
RU2199599C2
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДОЭВТЕКТИЧЕСКИХ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2006
  • Крушенко Генрих Гаврилович
  • Москвичев Владимир Викторович
  • Буров Андрей Ефимович
RU2337981C2
Способ рафинирования и модифицирования алюминиевокремниевых сплавов 1977
  • Гребенкин Вячеслав Сергеевич
SU899698A1
СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2006
  • Панфилов Александр Васильевич
  • Бранчуков Дмитрий Николаевич
  • Панфилов Алексей Александрович
  • Панфилов Александр Александрович
  • Петрунин Алексей Валерьевич
  • Чернышова Татьяна Александровна
  • Калашников Игорь Евгеньевич
  • Кобелева Любовь Ивановна
  • Болотова Людмила Константиновна
RU2318029C1
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СИЛУМИНОВ 1995
  • Казанцев Г.Ф.
  • Барбин Н.М.
  • Бродова И.Г.
  • Моисеев Г.К.
  • Ватолин Н.А.
  • Поленц И.В.
  • Башлыков Д.В.
  • Яблонских Т.И.
RU2094514C1
Способ обработки алюминиево-кремниевых сплавов 1977
  • Гребенкин Вячеслав Сергеевич
SU712451A1
МОДИФИКАТОР ДЛЯ СТАЛИ 2013
  • Назаратин Владимир Васильевич
  • Дегтярев Александр Федорович
  • Егорова Марина Александровна
  • Новиков Владимир Алексеевич
  • Сверчков Сергей Николаевич
RU2530190C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОГО РАСПЛАВА И МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Исхаков Альберт Ферзинович
  • Малько Сергей Иванович
  • Гольдштейн Владимир Яковлевич
  • Григорьев Владимир Николаевич
  • Пащенко Сергей Витальевич
  • Радченко Юрий Анатольевич
  • Онищук Виталий Прохорович
RU2487174C2
Флюс для рафинирования первичного алюминия 2022
  • Бабкин Владимир Григорьевич
  • Чеглаков Владимир Викторович
  • Трунова Алина Игоревна
  • Степанов Дмитрий Валерьевич
RU2791654C1
СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ 1997
  • Кононов М.П.
  • Липинский Л.П.
  • Шустеров С.В.
  • Паленко А.И.
  • Шеметев Г.Ф.
  • Васильев В.А.
  • Оскольских А.П.
  • Кузнецов С.С.
  • Чупалова Т.А.
RU2112065C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 187 564 C2

Реферат патента 2002 года МНОГОСЛОЙНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ И ОДНОВРЕМЕННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к рафинированию и модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов. Предложенный многослойный фильтр для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов состоит из двух слоев: слоя измельченного огнеупорного материала - магнезита и модифицирующего слоя, согласно изобретению на слое высотой 40-50 мм, состоящем из раздробленных кусков диаметром 7,5-10 мм сплава фтористых и хлористых солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид натрия (NaF) - 30-40, криолит (Na3AlF6) - 15-20, хлорид натрия (NaCl) - остальное, размещен слой высотой 25-30 мм из частиц огнеупорного материала диаметром 10-15 мм. Обеспечивается получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистка от неметаллических включений и интерметаллических фаз и увеличение физико-механических свойств. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 187 564 C2

Многослойный фильтр для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, состоящий из двух слоев: слоя измельченного огнеупорного материала - магнезита и модифицирующего слоя, отличающийся тем, что на слое высотой 40-50 мм, состоящем из раздробленных кусков диаметром 7,5-10 мм сплава фтористых и хлористых солей натрия при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Фторид натрия (NaF) - 30-40
Криолит (Na3AlF6) - 15-20
Хлорид натрия (NaCl) - Остальное
размещен слой высотой 25-30 мм из частиц огнеупорного материала диаметром 10-15 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2187564C2

КОРОТКОВ В.Г
Рафинирование литейных алюминиевых сплавов
- М., Свердловск: ГНТИ машиностроительной литературы, 1963, с
Счетный сектор 1919
  • Ривош О.А.
SU107A1
Флюс для модифицирования высококремнистых сплавов на алюминиевой основе 1952
  • Альтман М.Б.
  • Баранов П.И.
  • Голубков И.В.
  • Климов И.Т.
  • Меркулов В.В.
  • Орлова М.М.
  • Подольский М.Л.
  • Полянский А.П.
  • Смирнов М.С.
  • Телис М.Я.
SU99424A1
DE 2934144 В2, 19.06.1981
US 5476249 А, 19.12.1995.

RU 2 187 564 C2

Авторы

Мухин А.Г.

Блинова О.С.

Даты

2002-08-20Публикация

2000-10-25Подача