тотно підвищити якість металу [5 - 8].
Однак, володіючи істотними перевагами, ці способи також не позбавлені деяких недоліків, одним з яких є невисока якості одержуваного металу, обумовлене його забрудненням оксидними полон і неметалевими включеннями. Це пояснюється тим, що плавлення стружки відбувається не в обсязі флюсу, що бажано для досягнення високого ступеня очищення, а в обсязі металевого розплаву.
З наведеного огляду видно, що всі технологічні процеси переплаву стружки включають в себе необхідну операцію рафінування отриманого металу від неметалевих включень і газів.
Таким чином, різноманіття існуючих технологій переробки стружки визначається, в основному, масштабами переплавних виробництва і, відповідно, обсягом переплавляють стружки; наявністю чинного плавильного обладнання та допоміжних матеріалів, а також рівнем вимог, що пред'являються до одержуваних сплавам. У ливарних цехах машинобудівних підприємств таких умов немає, тому вторинні алюмінієві сплави, отримані з використанням стандартних плавильних агрегатів, в тому числі і в індукційних печах з перехідною ванній, відрізняються невисокою якістю і підвищеним вмістом неметалічних домішок. Це призводить до необхідності пошуку нових шляхів і рішень по розробці оригінальних спеціалізованих установок і технологічних процесів.
На підставі досліджень взаємодії металевих і флюсових розплавів, нижче представлені особливості технології термофлюсового переплаву та рафінування стружки алюмінієвих сплавів (ТФП), що дозволяє за один переділ отримувати металевий розплав, відповідний вимогам діючих стандартів за змістом неметалічних включень і шкідливих домішок.
Механізм термофлюсового переплаву стружки алюмінієвих сплавів включає наступні стадії:
прогрів і змочування поверхні алюмінієвої стружки розплавленим флюсом;
руйнування і часткове розчинення оксидної плени в обсязі флюсу;
плавлення та відділення дрібних крапель розплавленого алюмінієвого сплаву від оксидної оболонки і залізовмісних прироблень в обсязі флюсу;
осадження утворилися дрібних крапель розплавленого металу в обсязі флюсу, що супроводжується їх активним взаємодією з компонентами сольовий системи і глибоким рафінуванням від неметалічних включень;
коалесценція алюмінієвих крапель з накопиченням розплаву в підставі тигля під шаром флюсу і подальшим відстоюванням для завершення процесів рафінування.
На підставі термодинамічного аналізу процесу переплаву отримані рівняння для обчислення значень вільних енергій і визначення термодинамічної ймовірності протікання процесу на кожній із стадій.
З урахуванням вимог до флюсовим композиціям для термофлюсового переплаву стружки, встановлено, що найбільш придатними для успішного здійснення технології ТФП є флюсові композиції на основі еквімольной суміші солей NaCl - KCl з активними добавками Na3AlF6, CaF2 та Na2SiF6.
Дослідження технології термофлюсового переплаву та рафінування стружки алюмінієвих сплавів проводили з використанням печі опору САТ - 0,25 з графітошамотним тиглем. При переплаву використовували такі матеріали: флюс універсальний, МХЗ - 60 кг; натрієвий кріоліт - 3,5 кг; стружку сплаву АК5М7 (орієнтовно 40 кг). Флюс перед плавкою НЕ сушили, стружку використовували необпалену, сиру, з присутністю емульсії (вологість - 7%, вміст сторонніх пилоподібних домішок - 8,5%, вміст феромагнітної фракції - 2,7%).
Технологію здійснювали наступним чином. Розігрівали піч і наплавляли флюс з умови заповнення 1/3 об'єму тигля. Після повного розплавлення і перегріву флюсу до температури 750 - 780 ° С вводили заздалегідь прогріте приймальний пристрій (чашу). Порційну завантаження стружки виробляли в міру її засвоєння. По закінченні процесу переплаву флюс і метал розливали у виливниці, при цьому в процесі розливання відливали проби для проведення хімічного аналізу.
Дослідження хімічного складу отриманого сплаву проводили на зразках, відібраних з чушок і спеціально залитих пробах. Для порівняння окремо визначали хімічний склад вихідної стружки.
Результати проведених досліджень представлені в табл.1.
Таблиця 1 - Хімічний склад сплаву, отриманого при переплаву стружки АК5М7
ШіхтаСодержаніе елементів,% AlCuSiFeMgMnZnNiCтружкаоснова6,1- 6,34,7- 4,90,7- 0,80,010,180,140,06Проби- - 6,0 - 6,34,77 - 5,010,80 - 0,920,010,17 - 0,180,14 - 0,170,06Чушкі- - 5,91 - 6,44,55 - 5,200,75 - 0,980,010,16 - 0,180,14 - 0,150,06По ГОСТ-" - 6,0 - 8,04,5 - 6,5до 1,10,2 - 0 , 5до 0,5до 0,6 -
У результаті дослідно - промислових випробувань технології термофлюсового переплаву стружки пок...
