Способ рафинирования алюминия и егоСплАВОВ Советский патент 1981 года по МПК C22B21/06 C22B9/02 

(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ миксер сплавления на следующие плавки. Это значительно снижает рабо чий объем миксеров сплавления за счет высаживания тугоплавких интерметаллидов, затрудняет в дальнейшем процесс фильтрации, снижает выход годного. Переплавка фильтростатков в индукционных печах ведет к дополнительному угару полезного металла, требует больших трудозатрат, расход электроэнергии и рафинирующих флюсо Наиболее близким к изобретению является способ, предусматривающий фильтрацию расплава через активные или нейтральные фильтры и создание давления сжатым воздухом или нейтральным газом. Для этого находящийся на фильтрующем слое алюминиевокремниевый сплав при температуре зейгерования подвергается воздействию инертного, подогретого до темпе ратуры зейгерования и предпочтитель но cyxdro газа под давлением 2. В известном способе не указан оптимальный режим проведения процесса, в частности величина прилага емого давления и оптимальная продол жительность его воздействия. Сущест вует также необходимость греть сжатый газ до температуры зейгерования (т.е. не ниже ), что говорит о громоздкости аппаратурно-техничес кой схемы процесса. При проведении процесса в промышленном масштабе тр буется иметь большие фильтровальные объемы, так как весь исходный сплав подают на фильтрующий слой в жидком состоянии, дают ему медленно остыть там и только по достижении температуры зейгерования прилагают давлени или разрежение. Целью изобретения является повышение экономичности процесса и упро ние аппаратурного оформления. Цель достигается тем, что непосредственно -по окончании процесса,, фильтрования металла герметизируют объем фильтровального устройства над .фильтростатком, создают в этом объеме сжатым воздухом или нейтраль ным газом избыточное давление 1,22,5 кгс/см и обеспечивают постоянную подачу газа до начала резкого снижения давления, после чего вновь повышают давление до 1,2-6,0 кгс/сл и поддерживают его в течение 3-10 м эа счет увеличения подачи газа. Процесс извлечения сплава под давлением ведут в две стадии, что обусловлено неравномерным распределением исходного сплава в фильтростатке. На первой стадии под давлением 1,2-2,5 кгс/см часть жидкого сплава, оставшаяся, над каркасом интерме Тсшлидов, движется вниз и замещает вытесняекый сквозь фильтр сплав, смачивающий кристаллы интерметаллидов. Этот процесс длится 5-40 с. После этого в результате увеличениясвободного от сплава объема и появления утечек газа сквозь открывшийся мелкопористай каркас интерметаллидов давление в фильтровальном устройстве резко падает до 0,010,1 кгс/см . Если проводить эту стадию процесса под давлением, превышающим 2,5 кгс/см , то наблюдается ухудшение получаемого фильтрата по химическому составу вследствие размыва и разрушения скоростным потоком сплава связей между кристаллами каркаса интерметаллидов и попадания этих интерметаллидов в фильтрат. На второй стадии процесса под давлением 1,2-6,0 кгс/см выходит жидкий сплав, .занимающий весь объем пор в каркасе интерметаллидов и удерживаемый силами смачивания. Газ, проходя сквозь образовавшиеся поры с высокой скоростью, обдувает кристаллы интерметаллидов, сдавая обволакивающий их жидкий сплав. Продол-, жительность второй стадии до полного прекращения выхода фильтрата зависит от толщины каркаса интерметаллидов, размера его кристаллов, температуры извлекаемого сплава, величины прилагаемого давления и на практике составляет 200-600 с. На этой стадии повышение давления не влечет за собой разрушение каркаса интерметаллидов, так как нет мощного потока сплава, а величина 6 кгс/см выбрана из соображений прочности фильтровального устройства и вполне удовлетворительного выхода годного при малой длительности процесса. При давлении на обеих стадиях ниже 1,2 кгс/см процесс извлечения сплава протекает медленно и неполно, так как не преодолеваются силы смачивания. Пример . Проводили промышленные испытания способа фильтрации алюминия и его сплавов на сплаве Сил 2. Разбавлений люминиево-кремниевый сплав состава,%: Sil 14,1; Fe 1,07; Мп 0,72%; Т1 0,3-%; Zr 0,2%, А1 - оЬтальное в количестве 18-23 т, пропускали через фильтр при 598-60бОс. По окончании фильтрования фильтровальное устройство (воронка емкостью 1,4 м со съемным фильтром) герметизировали сверху крышкой специальной конструкции и создавали в нем давление 1,4-1,8 кгс/см сжатым воздухом. По достижении этого давления подачу воздуха не увеличивали. Через 10-30 с давление в устройстве резко падало до 0,05-0,1 кгс/см. После этого за счет увеличения расг хода сжатого воздуха поднимали дач- „ ление в устройстве до 1,5-3,5 кгс/см и поддерживали его в течение 300500 с. Истеч ение фильтрата из-под фильтра наблюдали визуально,. Всего было проведено 9 плавок с общей загрузкой 198 т. Получе сплав Сил 2 ;состава, %: Sit 11,9; Fe 0,6б;МП 0, Т 0,09; Zr следы, А) - остальное в количестве 183,2 т. Это составляе 92,5% от загрузки. Для получения сравнительных данных параллельно проводили плавки с использованием существующей технологии, которые показали выход 91,2%. Данный способ фильтрации алюмини от сплавов по сравнению с существующими позволяет повысить выход филь рата на 1-2% без предварительного разогрева газа, применяемого для создания давления; исключить энерго затраты на переплавку фильтростатков и сохранить полезную емкость миксеPQB сплавления, отпадает необходимост иметь фильтровальные устройства боль шой емкости. Формула изобретения Способ рафинирования алюминия и е сплавов от металлических и неметаллических примесей, включающий фильтрацию расплава через активные или нейтральные фильтры и создание давления сжатым воздухом или нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса и упрощения апдаратурного оформления, непосредственно по окончании фильтрации объем фильтрующего устройства над фильтростатком герметизируют, создают в этом объеме избыточное давление 1,22,5 кгс/см и продолжают постоянную подачу нейтрального газа или сжатого воздуха до начала резкого снижения давления, после чего вновь повышают давление до 1,2-6 кгс/см и поддерживают его в течение 3-10 мин. Источниеи информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ларионов Г.В. Вторичный алюминий. М., Металлургия, 1967, с. 191-196. 2.Патент Австрии № 128341, кл. 40 В, опубл. 1930.