Способ получения лигатуры для легирования алюминиевых сплавов марганцем Советский патент 1992 года по МПК C22B9/10 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии получения лигатур на основе алюминия для легирования алюминиевых сплавов, например, марганцем.

Целью изобретения является уменьшение потерь марганца за счет повышения его усвоения, улучшение качества лигатуры за счет повышения степени очистки расплава от примесей, сокращение времени приготовления лигатуры и потерь алюминия.

Введение марганца или его соединения и рс|финирующего флюса совместно с измельченным алюминием или его сплавом в брикетированном виде при заданном соотношении компонентов обеспечивает постепенное перемещение вводимого сырья по высоте ванны расглава в печи в результате чего создается высокий градиент концентрации марганца в приграничном слое расплава, омывающего брикет, при одновременном увеличении времени контакта марганца или его соединения с расплавом. В результате этого достигается наибольшая скорость растворения в расплаве марганца, что ведет к повышению усвоения последнего. Из алюминия в измельченном виде создается каркас, в котором при прессовании размещают марганец или его соединение и флюс равномерно по всему объему. Флюс при расплавлении (имеет меньшую температуру плавления, чем алюминий лли его сплав) вытесняется более плотным алюминиевым расплавом, за счет чего создается дополнительная циркуляция алюминиевого расплава и увеличивается площадь контакта расплава с марганцем или его соединением, в результате чего дополнительно повышается скорость растворения марганца За счет перемещения брикета вглубь ванны расплаVIV{

ND

2

ва с заданной скоростью увеличивается время контакта флюса с расплавом, имеющим наибольшую концентрацию примесей, что обеспечивает повышение эффективности рафинирования расплава. Постепенный расход флюса, обусловленный размещением его по всему объему брикета, усиливает этот эффект, т.к. обеспечивается равномерная проработка фпюсом расплава во всем объеме ванны печи. Повышение скорости растворения марганца позволяет сократить время приготовления лигатуры, в результате чего уменьшаются потери алюминия и марганца от окисления расплава (последнего - дополнительно).

Реализация способа осуществляется при приготовлении алюминиево-марганце- вой лигатуры в индукционной печи ИАТ-6М2 (емк. 6 т). Расчет ведут на получение 5000 кг лигатуры с 10%-м содержанием марганца. Для получения лигатуры используют марганец металлический марки Мр2 по ГОСТ 6008-82 и силикомарганец марки СМн 10 по ГОСТ 4756-77, подвергаемые дроблению. Флюс готовят путем смешивания измельченного карналлита {43-67 мас.% MgCte и 33-57 мас.% КС) и порошкообразного MnCi2 по ГОСТ 612-75 с получением смеси при соотношении компонентов, мас.%: Карналлит83

Хлорид марганца17

В качестве измельченного алюминий мли его сплава используют стружку посое резки на пиле Вагнер слитков из алюминия или сплава АМг2. Брикетирование компонентов производят на гидравлическом прессе с дозированием стружки, дробленого марганца или силикомарганца и вышеуказанного флюса. Получают брикеты с заданным содержанием компонентов размерами 300х300х(180-220} мм. .

Фактическое содержание марганца в лигатуре получают с учетом потерь и перехода его в расплав с хлоридом марганца. Марганец или силикомарганец {в пересчете на марганец) загружают в количестве 500 кг. Пример1.В печь заливают 4175 кг алюминия-сырца (по расчету). Загружают брикеты, изготовленные прессованием алюминиевой стружки, марганца и флюса. Прессуют брикеты при давлении 20 МПа. Состав брикета, кг: алюминиевая стружка- 18; марганец-27,5 и флюс -4,5 или в мас.%: Марганец55

Флюс. 9

Алюминий измельченный (стружка) 36 Всего брикетов: 500:27, шт. Всего загружают, кг: марганец 500

флюс81

алюминиевая стружка325

Получают лигатуру с содержанием марганца 9,87 мас.% (потери - 0,25%, приход с хлоридом марганца - 0,12%), 8 примерах 2 и 3 лигатуру получают

аналогично примеру 1 при следующих параметрах.

П р и м е р 2 Состав брикета, кг: алюминиевая стружка - 18: марганец- 32,8 м флюс - 0 3,8 или вмас,%:

Марганец60

Флюс7

Алюминий измельченный (стружка) 33 Всего брикетов: Ь00:32, шт. 5Всего загружают, кг:

марганец500

флюс57

алюминиевая стружка270

алюминий-сырец4230

0 Получают лигатуру с содержанием марганца 9,89 мас.% (потери -- 0,20%, приход - 0.09%),

П р и м е р 3. Состав брикета, кг: алюминиевая стружка - 18; марганец -39.0 и флюс - 5 3,0 или в мае. %:z

Марганец.65

Флюс5

Алюминий измельченный (стружка) 30 Всего брикетов- 50С:39---ЧЗ иг.. 0Всего загружают, кг;

марганец5 JO

флюс39

алюминиевая стружка235

алюминий-сырец V 65

5Получают лигатуру с содержанием марганца 9,76 мас.% (потери - 0,30%, приход - 0,06%).

В примерах 4-7 лигатуру получают аналогично примерам 1-3 за пределами заяв- 0 ленных интервалов,

В примерах 8-14 лигатуру получают аналогично примерам 1-7 с использованием измельченного сплава алюминия - стружки из сплава АМг2 и марганецсодер- 5 жащего соединения - силикомзрганца,

Получают лигатуру по известному способу.

Результаты испытаний приведены в таблице.

0 Из табличных данных видно, что использование заявляемого способа получения лигатуры для легирования алюминиевых сплавов(примеры 1-3 и 8-10) позволяет за счет повышения усвоения марганца 5 уменьшить его потери s 2 раза. Повышение скорости растворения марганца позволяет сократить время приготовления лигатуры на 18%, что ведет к сокращению потерь злюми- ния от окисления расплава в 1,2 раза. За счет эффективной проработки расплава по

всей его толщине достигается уменьшение количества примесей в лигатуре (содержание натрия уменьшается в 1.4 раза, водорода - в 1,5 раза), что обеспечивает-улучшение качества лигатуры.

Уменьшение содержания измельченного алюминия или его става менее 30 мас.% и увеличение более 36 мас.% ведет к снижению усвоения марганца в первом случае из- за высокой СКОРОСТИ движения брикета, во втором - от нахождения брикета на поверхности расплава. Уменьшение содержания флюса менее 5 мас.% не обеспечивает снижения содержания натрия, а увеличение более 9 мас.% ведет к перерасходу флюса без дополнительного эффекта по усвоению марганца и рафинированию расплава.

Способ может быть использован также при переплаве измельченных отходов производства (алюминиевой стружки и опилов- ки) с получением дополнительного эффекта от сокращения угара отходов за счет более высокой плотности брикетов, содержащих марганец или его соединений.

Формула изобретения Способ получения лигатуры для легирования алюминиевых сплавов марганцем, включающий измельчение и введение в расплавленный алюминий марганца или его соединения и рафинирование расплава флюсом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь марганца за счет повышения его усвоения, улучшения качества лигатуры за счет повышения степени очистки расплава от примесей, сокращения времени приготовления лигатуры и потерь алюминия, марганец или его соединение и рафинирующий флюс вводят в расплав совместно с измельченным алюминием или его сплавом в брикетированном виде при следующем соотношении компонентов, мас.%:

марганец или его соединение (в расчете на марганец)55-65;

рафинирующий флюс5-9:

измельченный алюминий или его сплав30-36.

Изобретение может быть использовано в металлургии, в частности при получении лигатур на основе алюминия для легирования алюминиевых сплавов, например, марганцем. Сущность: марганец или его соединения и рафинирующий флюс вводят в расплав совместно с измельченным алюминием или его сплавом в брикетированном виде при следующем соотношении компонентов, мас.%: марганец или его соединения (в расчете на марганец) 55-60; флюс рафинирующий 5-9; измельченный алюминий или его сплав 30-36. 1 табл. Ё