Повышение качества отливок из цветных сплавов

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «»

Вы можете скачать(открыть) полный текст статьи в PDF-версии

Improving of Nonferrous Alloy Casting

The article covers the flux metal compositions (fluxes) and different pellets which are useful for melt treatment when dealing with casting. It includes the nomenclature of fluxes and information about the peculiarities of complex treatment of the melt with the help of these elements. It is stated by the authors that the described way of nonferrous alloy treatment proved to be an environmentally-friendly and highly-efficient one.

Наряду с объемной обработкой расплава, описанной в первой части статьи, необходимо обеспечить его защиту от контакта с печной атмосферой, минимизировать потери металла со шлаком, а также усилить эффективность таблетированных препаратов. Для этого специалистами БНТУ и ОДО «Эвтектика» разработана гамма флюсовых композиций.

Б.М. Немененок, д.т.н., профессор, БНТУ,
В. М. Михайловский, к.т.н., главный инженер,
С.Г. Задруцкий, к.т.н., главный технолог,
С.П. Королев, к.т.н., директор, А.В. Шешко,
ОДО «Эвтектика», г. Минск (Республика Беларусь)

Использование таблетированных препаратов на отдельных единицах плавильного оборудования затруднительно либо нецелесообразно. В качестве примеров такого оборудования назовем газопламенные печи с глубиной ванны металла до 300 мм, закрытые магнитодинамические дозаторы и т. д. Поэтому были разработаны флюсовые композиции различного назначения. Эффективность обработки расплава значительно повышается при комбинированном воздействии на него флюсов и таблетированных препаратов.

НОМЕНКЛАТУРА ФЛЮСОВ

«Флюс покровно- рафинирующий» ТУ РБ 100196035.005-2000 порошкообразный нашел применение на более чем 300 предприятиях, таких как «Минский моторный завод», ОАО «АВТРАМАТ» (г. Харьков), ОАО «КАМАЗ-Металлургия» и ОАО «Камский моторный завод» (г. Набережные Челны), ОАО «ДААЗ» (г. Димитровград). Этот флюс обеспечивает:

создание сухого защитно-покровного слоя на поверхности расплава, препятствующего контакту печной атмосферы с расплавом и, как следствие, исключение насыщения расплава образующимся в процессе сгорания углеводородного топлива водородом, а также протеканию окислительных процессов на границе раздела «расплав — печная атмосфера»;
адсорбционное рафинирование алюминия от комплексов хAl₂O₃•уН и других неметаллических включений;
связывание адсорбированных комплексов хAl₂O₃•уН и присутствующих в сплаве неметаллических включений в легко отшлаковывающиеся, устойчивые в интервале температур 570–1000 °С комплексные химические соединения;
минимизацию содержания алюминия в шлаке за счет протекания пиротермических реакций восстановления алюминия из окислов и, как следствие, образования сухого, хорошо скачиваемого с поверхности расплава шлака;
снижение поверхностного натяжения на границе раздела «флюс — расплав», что минимизирует захват алюминия в виде корольков и позволяет переплавлять стружечные отходы и высокодисперсные шихтовые материалы;
создание защитно-восстановительной атмосферы в результате термической диссоциации карбонатной составляющей флюсовой композиции, что блокирует протекание окислительных процессов;
снижение зарастания стенок плавильных агрегатов и плавильно- заливочного инструмента за счет подавления адгезионных процессов на границах раздела «футеровка плавильной печи — расплав» и «поверхность плавильно-заливочного инструмента — расплав».
Флюс инертен по отношению к любому типу футеровки.
Для переработки сильно загрязненных ломов, дисперсных материалов и стружки разработан и промышленно выпускается «Флюс покровно- рафинирующий самоплавящийся» ТУ РБ 100196035.005-2000. Он применяется на ОАО «ДААЗ» (г. Димитровград), ОАО «КЭМЗ» (г. Ковров), РУП «БЕЛЦВЕТМЕТ» (г. Минск), Металлургический завод «МЕТАЛЛВЕРКЕ» (Германия), ООО «АДМ» (г. Киев) и др. Флюс представляет собой легкоплавкий порошкообразный препарат, обеспечивающий:
создание жидкой ионной композиции на поверхности металлического расплава, выполняющей покровно-защитные функции;
рафинирование алюминия от комплексов хAl₂O₃•уН и других неметаллических включений за счет их адсорбции и растворения в ионном расплаве;
минимизацию содержания алюминия в шлаковой фазе за счет низкого поверхностного натяжения на границе раздела «металлический расплав — ионный расплав»;

Этот флюс рекомендуется к использованию при электрошлаковом переплаве, а также при переплаве сильно окисленных и загрязненных значительными по площади пленочными окислами отходов литейного производства (шлаки, съемы с раздаточных печей и т. п.).

Для обеспечения модифицированной структуры эвтектической составляющей силуминов промышленно выпускаются «Флюс по-
кровно- рафинирующий с модифицирующим эффектом» ТУ РБ 100196035.005- 2000. Данный препарат, обладая всеми рафинирующе- дегазирующими, покровно-защитными, ресурсосберегающими показателями препарата «Флюс покровно-рафинирующий» ТУ РБ 100196035.005–2000, обеспечивает измельчение эвтектического кремния за счет включения в его состав натрийсодержащих соединений. Флюс может использоваться как самостоятельный препарат, а также в комплексе с соответствующими таблетками (опыт работы ОАО «КЭМЗ» (г. Ковров), ОАО «ДААЗ» (г. Димитровград)).

Практически в любом литейном цехе существует проблема зарастания плавильных и раздаточных агрегатов. Снижение зарастания и очистку стенок плавильных и раздаточных агрегатов обеспечивает применение препарата «Флюс покровно-рафинирующий очищающий для удаления настылей» ТУ РБ 100196035.005-2000, который представляет собой порошкообразную композицию на основе комплекса карбонатных соединений. Препарат обеспечивает:

разъедание настылей и наростов на футеровке плавильных печей за счет протекания реакций замещения со значительным увеличением мольного объема и, как следствие, возникновением в настылях и наростах высоких внутренних напряжений, превышающих предел прочности настылей и наростов, что приводит к растрескиванию и механическому разрушению последних;
блокирование протекания адгезионных процессов на границе «футеровка—расплав», что предотвращает образование настылей и наростов;
создание восстановительной печной атмосферы за счет протекания реакций термической диссоциации карбонатов, что позволяет получать расплав, чистый по неметаллическим включениям и газам.

Препарат может быть использован для футеровки любого типа. Кроме того, в состав данной флюсовой композиции дополнительно введены рафинирующие и осушающие шлак присадки. Промывочные плавки с его использованием рекомендуется проводить один раз в месяц в количестве 2–3 плавок подряд.

КОМПЛЕКСНАЯ ОБРАБОТКА

Для получения максимального рафинирующе-дегазирующего эффекта рекомендуется комплексная обработка расплава таблетированными препаратами и флюсовыми композициями. На рис. 1 представлены зависимости плотности и балла пористости сплава АК 7ч после комплексной обработки.

Зависимость содержания алюминия в шлаке при переплаве лома от вида рафинирующей обработки сплава и типа плавильного агрегата представлена на рис. 2.

Для усиления процесса модифицирования B-Si фазы в заэвтектических силуминах и минимизации потерь алюминия со шлаком был разработан «Флюс покровно-рафинирующий для обработки заэвтектических силуминов» ТУ РБ 100196035.005-2000, который предназначен для совместного применения с препаратом «Таблетка дегазирующая с модифицирующим эффектом для заэвтектических силуминов» ТУ РБ 14744129.004-98. Основное назначение указанной флюсовой композиции — минимизация потерь металла со шлаком и обеспечение защитного покровного слоя на поверхности расплава.

Для сплавов системы ЦАМ с целью повышения эффективности рафинирования и минимизации потерь металла со шлаком рекомендуется комплексная обработка расплава препаратом «Таблетка дегазирующая рафинирующая для сплавов ЦАМ» ТУ РБ 14744129. 004-98 из расчета 0,05 % от массы расплава совместно с препаратом «Флюс покровно-рафинирующий для сплавов ЦАМ» ТУ РБ 100196035.005-2000 производства ОДО «Эвтектика» в количестве 0,3 % от массы расплава. Указанная технология позволяет проводить металлургический переплав шлаковых и высокодисперсных отходов алюминиевых и цинковых сплавов в печах любого типа.

Разработаны препараты и промышленная технология, позволяющие перерабатывать отходы с повышенным содержанием магния и щелочноземельных металлов (ЩЗМ). Технологический процесс предусматривает комплексную обработку расплава препаратом «Таблетка дегазирующая специальная для удаления магния и ЩЗМ» ТУ РБ 14744129.004- 98 совместно с препаратом «Флюс покровно-рафинирующий специальный для удаления магния и ЩЗМ из алюминиевых сплавов» ТУ РБ 100196035.005-2000.
Как показал опыт работы ООО «Южная региональная группа» (г. Одесса) и других предприятий, многократная обработка расплава позволяет снижать содержание магния и ЩЗМ до 0,001–0,002 % (по Mg).

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Следует отметить экологическую безопасность указанных комплексных процессов обработки расплава. В таблице представлен сравнительный анализ состава газов, выделяющихся при традиционной обработке расплава универсальной четырехкомпонентной флюсовой композицией совместно с гексохлорэтаном, и комплексной обработки флюсами и таблетированными препаратами производства ОДО «Эвтектика».

Комплексная обработка сплавов таблетированными препаратами совместно с флюсовыми композициями является эффективным элементом технологических процессов рафинирующе-дегазирующей обработки расплавов на основе алюминия.

На территории Украины эксклюзивным дистрибьютором продукции минского НПП ОДО «Эвтектика» является ООО «КОМПЛЕКС ПЛЮС».

62064, г. Харьков, ул. Комбайновская, 15, к. 4.
Тел./факс: (057) 754-59-46, 719-55-20;
Быцько Владимир Иванович, коммерческий директор, тел.: 8-050-570-35-32;
Либерг Игорь Геннадьевич, технический директор, тел.: 8-050-406-15-56.

По вопросам технического, технологического и иного характера обращаться:

НПП ОДО «ЭВТЕКТИКА»,
220140, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Притыцкого, 62-4-208,
т/ф: (1037517) 259-45- 01, 253-92-94, 292-75-82, е-mail: evtectik@nsys. by.