способ получения борсодержащей лигатуры

Формула изобретения

Способ получения борсодержащей лигатуры, включающий расплавление алюминия, введение реагента и борсодержащего соединения, отличающийся тем, что в качестве реагента используют шлак производства силумина, в качестве борсодержащего соединения борную кислоту и борную кислоту вводят в шлак силуминового производства, наведенный на расплавленный алюминий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения борсодержащей лигатуры, преимущественно шлаколигатуры на основе алюминия.

Известные способы получения борсодержащей алюминиевой лигатуры предусматривают растворения бора в алюминиевой ванне (В.И. Напалков и др. Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов.-М. Металлургия, 1983, с. 93.)

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения борсодержащей лигатуры, согласно которому оксид бора вводят в слой криолитового флюса, наведенного на расплавленном алюминии при 800.850^oC со скоростью 0,2.0,25 кг бора в 1ч на 1 м² площади контакта расплава с флюсом (авт. св. СССР, N1302712, кл.C 22C 1/02, 1985 ).

Недостатками способа являются:

Использование дорогостоящих флюсов, что определяет относительно высокие затраты.

Выделение токсичных фторичных газообразных соединений (фториды бора и др.).

Задачей изобретения является снижение затрат и улучшение условий труда.

Это достигается тем, что в известном способе получения борсодержащей лигатуры, включающем введение оксидных соединений бора в слой реагента, наведенного на расплавленном алюминии, согласно изобретению в качестве реагента используют шлак силуминового производства, а в качестве оксидного соединения бора используют борную кислоту.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. По аналогии с прототипом в качестве восстановителя используется алюминий, а наличие шлака силуминового производства, содержащего кремний, оксиды кремния и алюминия, а также водород, способствует протеканию реакций:

B₂O₃ + 6H _ 3H₂O + 2B (1)

3H₂O + 2Al _ Al₂O₃ + 6H (2), обеспечивающие восстановление бора наряду с реакцией

2Al + B₂O₃ _ Al₂O₃ + 2B (3)

При этом наличие в шлаке кремния и оксидов алюминия способствует накоплению водорода в расплаве, образующегося по реакции (2) при введении борной кислоты, содержащей кристаллизационную воду.

Совокупность отмеченных особенностей предлагаемого способа позволяет вводить бор в алюминий без предварительного растворения оксида бора в расплавленном криолите, который является синтетическим и относительно дорогим реагентом.

Признаки, отличающиеся заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники и, следовательно, обеспечивают решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом. На разогретой до 730 - 780^oC алюминий наносят слой из шлака силуминового производства, в который вводят борную кислоту в количестве 5.10% от массы расплава. После выдержки в течение 15.30 мин снимают щлаколигатуры и цикл синтеза повторяют.

Способ опробован в лабораторных условиях.

Пример 1. Получали борсодержащую лигатуру по предлагаемому способу по следующей методике. В алундовом тигле в электропечи сопротивления расплавили 1000 алюминия, при 730^oC добавили 200 г шлака силуминового производства и 60 г борной кислоты (5% от массы расплава). После выдержки в течение 15 мин сняли шлаколигатуру и слили металл. Глаколигатуру и металл анализировали на содержание бора.

Результаты приведены в таблице (опыт N1).

Пример 2. Получали борсодержащую лигатуру по методике пример N1 при 750^oC, добавляя различное количество силуминового шлака и борной кислоты, время выдержки составляло 30 мин.

Результаты опытов приведены в таблице (опыты 2, 3).

Пример 3. Получали борсодержащую лигатуру по прототипу в алундовом тигле 60 мм при 800^oC (опыт N4).

Из представленных данных видно, что предлагаемым способом можно получать лигатуру, содержание бора в которой не ниже, чем в лигатуре, полученной известным методом.

Промышленное применение предлагаемого способа позволит не только улучшить условия труда за счет исключения фторсодержащих реагентов, но и снизить затраты на приготовление лигатуры на 10.15% за счет использования дешевых реагентов и реализации процесса при более низких температурах.