Способ приготовления алюминиево-кремниевых сплавов

(51)4 С 22 С 1/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ СЗ потока одинами па, о т что, с и сплав соз- ским ь огид го т но т оипо ентов ри енисплава направ в изменяют на астотой смены направеляеотоков, оп.Е Ч аправления аст сме где еталла в канал то нас ы - лин ка, чная скоро я тока металла о сечения Р - площканалЧ - объеР опере соса,расплава ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯАЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий загрузку кремния на подинупечи, заливку расплава алюминия иперемешиваниа расплава преимущест 80118039 венно тангенциал даваемыми магнит насосом канально ч а ю щ и й с я повышения одноро снижения потерь перемешивании ра укаэанных потоко тивоположное с ч ления указанных мой по формулеИзобретение относится к металлургни алюминиево-кремниевых сплавови может быть использовано при приготовлении силумина.Цель изобретения - повьппение 5однородности алюминиево-кремйиевыхсплавов и снижение потерь компонентовсплава,При перемешивании расплава в замкнутом объеме тангенциальными потоками одного направления с течениемвремени в различных точках этогообъема создаются зоны, характер движения расплава в которых отличаетсяот общего характера движения потока, 15в связи с чем и скорость насьпценияалюминия кремнием в этих зонах будетиной, Поэтому для выравнивания хими-ческого состава сплава по всемуобъему необходимо изменять в каждой 20его точке направление вектора скорости на обратное.Однако произвольный выбор частоты смены направления движения потоказамедляет выравнивание химического 25состава одновременно во всех точкахобъема расплава, поскольку при произвольно выбранной частоте сменавсего объема расплава за время егодвижения через канал МГД-насоса водном направлении может не произойти,следовательно, не будет обеспеченоизменение направления вектора скорости потока во всех точках объемарасплава, Расчеты показывают, чточастота смены направления движенияпотока металла должна быть не менееИкРквеличины и = --- . Выполнениерэтого условия обеспечивает при тангенциальном характере движения нотока смену всего объема расплава завремя движения через канал в одномнаправлении, что ведет к ускорениювыравнивания концентрации кремнияпо объему ванны, поэтому при разливке готового сплава колебания содержания кремния уменьшаются.1Перемешивание расплава с изменением направления движения потока с 50частотой, установленной по указанному соотношению, обеспечивает такжеснижение потерь металлов при приготовлении сплава. Это происходит изэа повышения скорости растворения 55кремния в объеме расплава, ведущегок уменьшению скорости перехода(ремния в шлак,П р и м е р. Предлагаемый способосуществляют в промьпаленных условияхв миксере емкостью 15 т. Для создания преимущественно тангенциальныхпотоков расплава в миксере используют магнитогидродинамический насосс горизонтально расположенным кана-.лом.Приготовление силумина ведут следующим образом.На подину миксера загружают кремний в виде кусков из расчета приготовления сплава с содержанием крем"ния не более 11,5 мас.Х. Затем заливают расчетное количество жидкого.алюминия. Перемешивание расплава осуществляют включением МГД-насоса. Поскольку, канал насоса расположен горизонтально, то включением МГД-насоса создают направленный поток металла, имеющий преимущественно тангенциальный характер движения в каналеи миксере.Частоту смены направления движения потока устанавливают равной10 раз в час из соотношения иисходя из следующих данУк Ркных: линейная скорость движенияЧепотока в канале 0,3 м/с или1080 м/ч, сечение канала 0,054 мф,объем расплава в миксере 5,8 м.Для оценки эффективности предлагаемого способа образовавшийся впроцессе приготовления сплава шлаквзвешивают и анализируют на содержание алюминия и кремния. Полученныерезультаты представлены в табл. 1,для сравнения даны результаты, достигнутые при использовании извест.ного способа,Из приведенных данных следует,что при использовании предлагаемогоспособа потери алюминия со шлакомснижаются с 9,0 до 7,6 кг/т, а кремния с 4,9 до 2,6 кг/т,При осуществлении известного ипредлагаемого способов производятотбор проб для определения среднегосодержания кремния по объему ваннырасплава в девяти точках; по угламванны, в середине каждой из сторони в центре ванны. Полученные результаты представлены в табл. 2Из приведенных данных следует,что при использовании предлагаемого способа существенно повьпааетсподнородность химического состава1180396 Таблица 1 Баланс металла известный предлагаемый Загружено шихты, кг: алюминий 431081 82546 кремний 54425 10708 алюминий 900,6 113,7 894,5 116,0 426611 81814 О 10467алюминий 52077 кремний 891, 2 108,8 886,6 кремнийПолучено шлака, кг: 701 4307 алюминий 237 2328 кремний 9,0 2,6 4,9 кремний 3сплава (среднеквадратическое отклонение концентрации кремния по всему объему ванны уменьшается в 3 ра."а), что обеспечивает повышение качества готового сплава. При осуществлении предлагаемого способа изучают влияние частоты смены направления движения потока металла на однородность химического состава расплава, При этом в одном случае сплав готовят, устанавливая частоту предлагаемым способом, а в другом частоту выбирают произволь" но. Продолжительность перемешивания расплава во всех случаях 60 мин. Полученные результаты представлены в табл. 3.Из приведенных данных следует, что расплав получается более однородным по химическому составу в слуНа 1 т готового сплава кремний, Получено готового сплава, кг: На 1 т готового сплава: алюминий На 1 т готового сплава: алюминий чае, если частота устанавливаетсяиз соотношения и = -И Р10.Этот вывод подтверждастся и результатами химического состава чу"шек готового сплава,Предлагаемый способ приготовления алюминиево-кремниевых сплавовимеет следующие технико-экономичесО кие преимущества в сравнении с известным: обеспечивает уменьшениепотерь металла, ускоряет растворение кремния, повышает скорость выавнивания химического состава сплав ва, обеспечивает его равномерностьв объеме всей ванны расплава,Экономический эффект от использованияпредлагаемого способа получают за счет снижения потерь алю 2 О миния и кремния со шлаком и уменьшения брака по химическому составу.1180396 Таблица 2 Интервал колебания концентрации кремниямас.7 Среднее содержание кремния врасплаве, мас.й Способ приготовления сплава Среднеквадрати-,ческое отклонение концентрациикремния Таблица 3 Частота смены направ- Среднее содержание ления движения потока, кремния в расплач- ве, мас.Х Интервал коле" Среднеквадратибания среднего ческое отклозначения, мас.й некие 10 13 Составитель В.БадовскийТехредЖ.Кастелевич Корректор А.Зимокосов Редактор Н,Гунько Заказ 5855/23 Тираж 582 Подписное ВНИИПИ Го ударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5