Обычно для получения алюминиевых литейных сплавов используют кристаллический
кремний фракции 20-50 мм, а пылевидную и мелкую фракции после дробления и
отсева направляют в отвал.
Одним из способов переработки кремния пылевидной фракции (0,3-1,0 мм),
образуемой от дробления и транспортировки кристаллического кремния, является способ, включающий в себя введение указанной фракции кремния в расплавленный и нагретый до температуры
850-900оС (выше температуры плавления на 190-240оС)
алюминий путем вдувания его под
уровень расплава с инертным газом или погружения в спрессованном виде с
утяжелителем и флюсом. Недостатком
этого способа является низкая усвояемость пылевидного кремния, которая
составляет лишь 60%. Фракция кремния менее 0,3 мм не усваивается, а более 1 мм
- усваивается частично (менее 60%). Низкая
усвояемость существенно увеличивает время приготовления сплава, так как для
достижения требуемой концентрации кремния в получаемом сплаве необходимо ввести
большее количество пылевидного кремния (больше в 1,6 раза). Увеличение
продолжительности плавки ведет к повышенным потерям металла (алюминия и
кремния-дополнительно) от окисления расплава.
Существует второй способ втворения кремния, включающий в себя введение кремния пылевидной и мелкой фракции (0-20 мм) в расплав алюминия при
перемешивании, кремний указанных фракций вводят на поверхность расплава,
нагретого до температуры на 10-20оС выше температуры плавления, а
после введения кремния темпеpатуpу расплава повышают до 720-750оС со
скоростью 2,5-4оС/мин. При получении заэвтектических
алюминиевых литейных сплавов отходы кремния вводят в расплав силумина. Введение
отходов кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) на поверхность расплава,
нагретого до температуры на 10-20оС выше температуры плавления, с
последующим повышением температуры расплава до 720-750оС с
определенной скоростью обеспечивает повышение усвояемости кремния и сокращение
потерь металла от окисления расплава за счет уменьшения продолжительности
плавки. Усвояемость
кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) повышается за счет интенсивного
замешивания кремния указанных фракций в расплав, нагретый до температуры на
10-20оС выше температуры плавления, что создает благоприятные
условия для эффективного его усвоения в период повышения температуры расплава
до 720-750оС с определенной скоростью. С повышением усвояемости
кремния снижаются его потери, а значит, уменьшается количество вводимого в
расплав кремния пылевидной и мелкой фракций, необходимое для достижения требуемой
концентрации кремния в сплаве, что ведет к уменьшению времени приготовления
сплава и за счет этого - сокращению потерь металла (алюминия и
кремния-дополнительно) от окисления расплава.
Выбранные
пределы параметров способа лимитируются следующими факторами.
1. Введение
кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) в расплав, нагретый до
температуры, превышающей температуру плавления более, чем на 20оС,
ведет к резкому ухудшению замешивания кремния в расплав, что снижает его
усвояемость и повышает потери металла от окисления расплава в результате
увеличения продолжительности плавки, а введение кремния указанных фракций в
расплав, нагретый до температуры, превышающей температуру плавления менее, чем
на 10оС, не представляется возможным из-за сближения температуры
расплава и температуры его плавления.
2.
Увеличение температуры расплава после введения кремния выше 750оС
ведет к увеличению потерь металла, а уменьшение ниже 720оС - не
обеспечивает высокой усвояемости (она ниже усвояемости кремния фракции 20-50 мм
по известному способу приготовления сплава, равной 96,5%).
3.
Увеличение скорости подъема температуры расплава более 4оС/мин ведет
к значительному снижению усвояемости (также ниже 96,5%), а уменьшение менее 2,5оС/мин
- к увеличению потерь металла от окисления расплава.
Реализация
способа осуществляется при получении алюминиевокремниевых сплавов типа АЛ2 (
АК12) и АК18.
В качестве
присадки используют отходы кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм), получаемые
при дроблении и транспортировках кристаллического кремния и направляемые после
отсева в отвал. В качестве основы - расплава для введения отходов кремния,
используют первичный алюминий марок А5, А6 и А0, а для получения сплава АК18 -
чушковой силумин.
|