способ рафинирования кремнийсодержащего сплава алюминия от кальция

Формула изобретения

Способ рафинирования кремнийсодержащего сплава алюминия от кальция, включающий плавление сплава, снятие с его поверхности шлака, нанесение на поверхность расплава флюса, содержащего хлорид калия и фторид алюминия, расплавление и перемешивание флюса, снятие шлака и разлив сплава, отличающийся тем, что в качестве флюса используют смесь покровно-рафинирующего и модифицирующего универсального флюса и фторида алюминия при следующем их массовом соотношении 0,9-1,1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для рафинирования алюминия и его сплавов от кальция.

Известен способ рафинирования алюминия и его сплавов от примесей путем обработки расплава хлорсодержащей газообразной смесью с азотом (см. пат. СССР 1239157 A1, кл. С22В 21/06, 23.06.1986). Недостатком указанного способа является вредность производства, связанная с использованием хлорсодержащей газовой смеси.

Известен также способ рафинирования алюминия флюсом на основе карналлита с добавкой фторида алюминия (А.В.КУРДЮМОВ И ДР., Флюсовая обработка и фильтрация алюминиевых расплавов, М., Металлургия, 1980, с.59). Недостатком указанного способа является длительность процесса и вредность производства из-за летучести флюса.

Из известных способов рафинирования алюминия наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ рафинирования алюминия от натрия и кальция путем плавления алюминия, снятия с его поверхности шлака, нанесение на поверхность расплава алюминия флюса, содержащего хлорид калия и фторид алюминия при соотношении компонентов (0,85-0,95): 1 (см. пат. РФ 2068017, кл. С22С 1/06, 1996). Процесс рафинирования ведут при температуре 710-740С.

Недостатком указанного известного способа рафинирования является высокая стоимость используемого флюса и высокая температура технологического процесса.

Задачей изобретения является создание способа рафинирования, обеспечивающего технический результат, который заключается в снижении стоимости технологического процесса за счет использования более дешевого флюса и снижения рабочей температуры.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе рафинирования кремнийсодержащего сплава алюминия от кальция, включающем плавление сплава, снятие с его поверхности шлака, нанесение на поверхность расплава флюса, включающего хлорид калия и фторид алюминия, расплавление и перемешивание флюса, снятие шлака и разлив сплава, согласно изобретению в качестве флюса используют смесь покровно-рафинирующего и модифицирующего универсального флюса, содержащего хлоридные (KCl, NaCl, CaCl₂, MgCl₂) и фторидные (AlF₃, NaF, CaF₂, MgF₂, Na₂SiF₆) компоненты (ПРУФ) ТУ 1718-001-51177697-01 и фторида алюминия при массовом соотношении ПРУФ и фторида алюминия, равном 0,9-1,1. Использование флюса указанного состава для рафинирования силуминового сплава позволяет снизить стоимость технологического процесса рафинирования за счет использования дешевого флюса ПРУФ и снижения рабочей температуры процесса рафинирования.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется примером реализации способа.

Пример реализации.

Указанный способ рафинирования кремнийсодержащего сплава от кальция был проверен на сплаве марки АК12М2 на ОАО “Новокузнецком алюминиевом заводе”. Указанный сплав загружали в печь ИАТ6, подвергали плавлению, вводили флюс, в качестве которого использовали смесь, содержащую ПРУФ и фторид алюминия при массовом соотношении 1:1. Процесс рафинирования ведут при температуре 660С. После перемешивания и выдержки в течение 25-30 минут снимали шлак и отбирали пробу для химического анализа. В результате анализа установлено, что содержание кальция в сплаве уменьшилось с 0,02 до 0,003 мас.%. Расход используемого флюса составляет от 4 до 5 кг на тонну расплава. Экономическая эффективность использования заявленного способа рафинирования сплава АК12М2 составила порядка 1500 р. на тонну сплава за счет использования более дешевого кремния и заявленного флюса.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный способ рафинирования может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствует критерию “промышленная применимость”.