Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Термические способы получения алюминиевых сплавов

01.02.2020

Ранее указывалось, что попытки получить алюминий путем восстановления Al2O3 углеродом не имели успеха в связи с трудной восстановимостью глинозема, который реагирует с углеродом при температуре около 2000° с образованием при этой температуре карбида алюминия.

При восстановлении глинозема в присутствии вещества более труднокипящего, чем алюминий и образующего с ним сплавы, можно восстанавливать алюминий из глинозема, одновременно растворяя его в этом веществе.

Присутствие растворителя облегчает восстановление алюминия и препятствует образованию карбидов.

Кремний, кипящий при 2600° и хорошо растворяющий алюминий, является весьма удобным с этой точки зрения веществом, так как при восстановлении окислов кремния и алюминия сначала образуется кремний, который уменьшает летучесть Al и способствует получению кремнеалюминиевых сплавов, содержащих до 70% Al.

Сырьем для такого процесса служат каолины, бедные железом бокситы и пр., причем для получения силумина используют не содержащее железа сырье, а для сплавов, служащих раскислителем стали, используют и железистые материалы.

В качестве восстановителей служат древесный уголь, торфяной и нефтяной кокс и другие малозольные виды топлива.

Для получения кремнеалюминиевых сплавов плавку ведут в дуговых электропечах шахтного типа с токоподводящей угольной подиной. Высокая температура процесса ведет к разрушению стен из различных огнеупоров, поэтому их стараются защищать гарниссажем из застывшей шихты.

Плавку ведут при низком (50 в) напряжении и с закрытым (для уменьшения потерь алюминия) колошником.

Спекание шихты в верхней зоне печи мешает нормальному ее сходу и нормальному выделению из нее газов, что иногда приводит к выбросам шихты из печи. Поэтому корку систематически пробивают и производят насильственную осадку шихты.

Для разрушения образующихся карбидов алюминия в ванну перед выпуском силикоалюминия добавляют кремнезем. При этом протекает реакция, выражаемая уравнением:

2Аl4С3 + 3SiO2 = 8Аl + 3Si + 6СО.


Силикоалюминий выпускается через летку в футерованные угольными блоками изложницы. Сплав содержит 25—70% Al; 28—70% Si и 1—1,5% Fe. Расход электроэнергии на 1 т сплава достигает 16 тыс. квт-час.

Сплавы с высоким содержанием кремния отличаются высокой хрупкостью и используются только как раскислители стали. Сплав же с содержанием 12,5% кремния, получивший название силумина, дает прочные и вязкие отливки.

Силумин получают либо сплавлением силикоалюминия с чистым алюминием, либо частичным обескремниванием силикоалюминия.

При охлаждении сплава, богатого кремнием, ниже 1000°, растворимость последнего понижается и из сплава начинают выделяться кристаллы кремния. При температуре 580° в сплаве остается не более 13% кремния, и если разделить твердую и жидкую фазы, то можно получить силумин и кремний.

Такое разделение производят обычно фильтрованием в вакууме или под давлением, применяя в качестве фильтрующей массы слой песка.

Для получения высококачественного силумина исходный сплав должен быть свободным от железа, так как оно при описанных операциях из алюминия не удаляется.

В результате фильтрования из силикоалюминия можно получить электротермический силумин, содержащий около 12% Si и 0.7—1,0% Fe, а также остаток на фильтре, содержащий до 30% Si и применяющийся как раскислитель стали для термического восстановления магния и других целей.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: