Получение вторичных цветных сплавов из низкосортного сырья литейных цехов

Язык труда и переводы:
УДК:
621.74.043.2
Дата публикации:
01 июня 2022, 16:37
Категория:
Литейное и сварочное производство
Авторы
Демьянов Евгений Данилович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Панкратов Сергей Николаевич
Московский политехнический университет
Аннотация:
Рассмотрены вопросы использования различных видов флюсов для получения вторичных цветных сплавов из низкосортных отходов литейных цехов. Опытным путем было установлено, что наиболее целесообразно для этого использовать комбинированные флюсы, которые содержат в себе две составляющие: рафинирующую и огнеупорную. Такие флюсы помимо высокой рафинирующей способности, обладают повышенной экологической чистотой.
Ключевые слова:
вторичные сплавы, комбинированные флюсы, комплексные флюсы, низкосортное сырье, плавка, печь сопротивления, рафинирование
Основной текст труда

Для рафинирования расплавов на основе алюминия, защиты металла от окисления, минимизации потерь алюминия со шлаком, в расплав вводится 0,1…0,5 % флюсов от массы расплава. При переплаве низкосортного сырья (стружечных и шлаковых отходов алюминиевых сплавов, алюминиевой тары, металлолома), расход составляет от 1,0…3,0 % до 3,0…10,0 % от массы металлозавалки в зависимости от дисперсности и загрязненности шихты. 

В результате исследований [1], сформулированы принципы подбора составов комплексных флюсов для обработки цветных сплавов: 

  • ~50 % гранулы огнеупорного, теплоизоляционного материала; 
  • ~50 % рафинирующая составляющая из смеси легкоплавких солей, состав которой в основном определяется обрабатываемым сплавом. 

При замешивании флюса в расплав огнеупорная составляющая создает на поверхности расплава покровно-защитный теплоизолирующий слой, препятствующий взаимодействию расплава и легкоплавких солей с печной атмосферой; сокращающий выбросы вредных веществ в атмосферу и обеспечивающий протекание реакций при требуемой температуре. 

Кроме того, комбинированный флюс, обладает повышенной экологической чистотой: содержит минимальное количество солей 30 % от массы стандартных солевых флюсов, которые расходуются на рафинирование сплава, а остаточная летучая фракция в основной массе задерживается в охлажденных верхних слоях покрова; предохраняет рабочую зону печи от вредных испарений легирующих компонентов; общая загрязненность воздушной среды вредными летучими веществами при плавке цветных сплавов находится ниже ПДК [2, 3]. 

Эффективность такого подхода к разработке комплексных флюсов была подтверждена при выплавке вторичного сплава ЦАМ4-1 из низкосортного вторничного сырья [4]. 

Его применение позволило сократить расход электроэнергии при плавке на 8…10 %, сэкономить на 1 тонну выплавленного сплава 40…45 кг металла. 

В настоящие время выполняются работы по отработке технологии обработки комплексными флюсами расплавов при переплаве низкосортного алюминиевого сырья. 

В качестве шихтовых материалов использовался вторичный сплав АК12 и шлаковые съемы с печи, собранные при плавке этого сплава в цехе, при проведении лабораторных работ. Изучали влияние дисперсности и загрязненности шихты на эффективность рафинирования комплексным флюсом.   

Плавку вели в печи сопротивления с шамотно-графитовым тиглем (марка АА30Т). Вначале наводили болото из вторичного сплава АК12, перегревали расплав до 720…740 °С и подавали отсортированные шлаковые съемы с печи на зеркало расплава постепенно погружая их в расплав. При полном расплавлении и достижении температуры 730 °С, в расплав вводили навеску комплексного флюса, постепенно замешивая его в расплав. Под образовавшимся покровом расплав выдерживали 10 минут. Снимали покровный слой и сливали расплав в изложницы. Результаты исследований представлены в таблице 1. 

Вывод: Обработка расплава комплексным флюсом, позволяет извлечь из шлаковых съемов 70–85 %   вторичного сплава, в зависимости от содержания  

шлаков в съемах и степени их загрязнения, при этом расход комплексного флюса

Таблица 1.Результаты экспериментов

 

№ 

Тип  

съемов 

Кол-во флюса, % 

Всего болота, кг / % 

Всего съемов, кг 

Выход вторичного сплава, кг 

Выход вторичного сплава, % 

0,38/0,43* 

4,4/56** 

3,5 

2,9 

85 

0,50/0,65 

4,1/62 

2,55 

1,915 

74 

0,50/0,50 

3,5/50 

3,5 

2,55 

73 

0,50/0,40 

3,0/37 

5,2 

3,61 

70 

* — от металлозавалки / расход солей на съемы; 

** — масса болота / % болота от металлозавалки. 

 

на металлозавалку  не  превышает 0,50 %. Если исходить из расхода рафинирующих солей в составе флюса, на массу  загружаемых  шлаковых  съемов он составляет 0,40…0,65 %, что позволяет  говорить о достаточности  болота  на  уровне 30…35 % от металлозавалки. 

 

Литература
  1. Алексеев А.И. Научные основы переработки алюминийсодержащих отходов. Записки горного института, 2016, т. 216, с. 428–434. https://doi.org/10.18454/pmi.2016.3.428
  2. Филиппов С.Ф., Колосков С.В. Применение комбинированных флюсов повышенной экологичности для плавки цветных сплавов. Металлургия машиностроения, 2018, № 4, с. 10–12.
  3. Батышев К.А., Колосков С.В., Семенов К.Г., Демьянов Е.Д. Переплав низкосортного вторичного сырья с целью получения качественных цинковых сплавов. Электрометаллургия, 2019, № 8, с. 35–40.
  4. Колосков С.В., Демьянов Е.Д., Зуйков С.С., Юсипов Р.Ф. Технологические особенности получения сплава ЦАМ4-1 при переплаве низкосортного сырья. Металлургия машиностроения, 2018, № 3, с. 16–20.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.