Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Производство вторичного алюминия и его сплавов

Вторичное алюминиевое сырье очень разнообразно по всем видам классификации лома и отходов. Значительная часть его (до 40 %) - стружка, образующаяся при механической обработке алюминия и его сплавов. Алюминиевый лом и отходы могут быть представлены также поковками, отливками, профилированным прокатом, листами, прутками и проволокой, фольгой и прочими материалами. Источниками образования вторичного алюминиевого сырья кроме того могут быть детали машин, самолетный лом, лом автомобильных и авиационных двигателей, различных приборов, бытовых и электротехнических изделий и др. К алюминиевому вторичному сырью относятся также шлаки и отходы литейного производства, содержащие от 20 до 80 % Al.

Переработка алюминиевого вторичного сырья в настоящее время проводится повсеместно путем его переплавки преимущественно на сплавы определенного состава. Для плавки алюминиевого лома и отходов применяют отражательные, шахтные, вращающиеся короткобарабанные и электрические индукционные печи. Наибольшее

распространение до настоящего времени во вторичной металлургии алюминия имеют отражательные печи, отапливаемые жидким или газообразным топливом, а также их смесью.

Плавка алюминиевых сплавов в отражательных печах пригодна для переработки практически всех видов вторичного сырья на основе алюминия. Она характеризуется достаточно высокой производительностью, простотой конструкции печи и ее технологической универсальностью и сравнительно небольшими эксплуатационными затратами.

Отражательные печи алюминиевого производства различаются между собой формой печной ванны, вместимостью, количеством рабочих камер и направленностью движения газового потока по отношению к перетоку расплава. Вместимость отражательных печей алюминиевой плавки составляет 10... 50 т. Для удобства обслуживания печей через рабочие окна их ширина должна составлять не более 3 м.

Наиболее совершенными отражательными печами для плавки вторичного алюминиевого сырья являются двукамерные печи противо- точного типа (рис. 170). Рабочие камеры в таких печах расположены на разных уровнях. Камера, расположенная выше, является плавильной, а нижняя - раздаточной или копильником. Расплав из плавильной зоны в копильник переливается самотеком через порог, где он выдерживается, а иногда и доводится до кондиционного состава перед выпуском из печи через летку.

Плавку алюминиевых материалов в отражательных печах ведут при температурах 970 ... 1000 *С в плавильной камере. Основными технологическими операциями плавки являются: загрузка печи, перемешивание шихты и расплава, шлакование (флюсование), удаление железа, скачивание (удаление) шлака, введение расшихтовочных добавок, выпуск и разлив металла.

Исходные материалы могут загружаться вручную, с помощью специальных устройств или с использованием завалочных машин. В настоящее время все большее распространение получают отражательные печи со съемными сводами, что позволяет полностью механизировать загрузку, проводя ее сверху большими по объему порциями.

Перемешивание шихтовых материалов начинают с момента появления первых порций расплавившегося металла. Это способствует ускорению плавления твердых материалов за счет ускорения растворения их в первичном расплаве. Мелкую шихту при этом стремятся вмешать в расплав полнее, что предотвращает ее окисление кислородом газовой атмосферы печи.

После полного расплавления загруженного материала наводится шлак, для чего в печь загружают флюсы. В качестве флюсов обычно используют смесь хлоридов натрия и калия в соотношении 1:1. Назначение шлака - запщта расплава от дополнительного окисления, ошлакование имеющихся в шихте и образующихся в печи оксидов, включая Al2O3, и частичная дегазация металлического расплава.

Операция удаления железа вызвана наличием в перерабатываемом ломе и отходах стальных приделок, которые после расплавления основной массы шихты остаются в твердом состоянии на подине печи. Железо удаляют через рабочие окна с помощью специальных граблей и широких гребков, перемещая твердую фазу по наклонной части пода вверх.

Скачивание шлака проводят гребками в короба с наклонным дырчатым дном для слива из него захваченного гребками металлического расплава.

Расплав легируют с целью получения сплава заданного состава введением в расплав расшихтовочных добавок. В двукамерных печах их можно загружать как в плавильную камеру, так и в копиль- ник во время выдержки расплава перед разливкой.

Выпуск готового расплава из печи проводят через летку в ковши или в изложницы разливочной машины. Для выравнивания состава расплав перед выпуском из печи перемешивают.

В последнее время при производстве вторичных алюминиевых сплавов начали применять отражательные печи с выносной открытой камерой. Такие печи работают с открытой расплавленной ванной и предназначены для плавки сыпучих материалов. Камерыпечи сообщаются через отверстия в разделительной стенке. Отапливается в таких печах только закрытая камера.

Для успешной работы печей с выносной камерой разность температур в камерах должна составлять 100 ... 150 "С. Это обеспечивает достаточную самопроизвольную циркуляцию расплава в печи. Циркуляцию жидкого металла можно проводить также принудительно с помощью механических или магнитогидродинамических насосов.

Таким образом, загружаемое в открытую камеру сырье плавится в ней за счет теплоты, аккумулируемой расплавом в плавильной (обогреваемой) камере. Такой метод плавления шихты исключает контакт ее с топочными газами, что резко снижает угар металла.

Шахтные печи с наклонным подом предназначены для плавки крупного конструкционного лома, сильно загрязненного железом и другими примесями. Наклонный под способствует ускоренному стеканию выплавленного алюминия в металлосборники. Шахты печи и копильники обогреваются газовыми горелками. Железо из печи выгребают через рабочее окно. Перерабатываемое сырье загружают в печь сверху мостовым краном. Вследствие непродолжительного контакта жидкого алюминия с более тугоплавкими при- делками, выплавляемый в шахтной печи металл менее загрязнен железом по сравнению с выплавленным в отражательных печах.

Короткобарабанные вращающиеся печи используют в основном для плавки стружки и других мелких материалов. Такие печи представляют собой горизонтально расположенную стальную бочку, футерованную изнутри огнеупорным кирпичом и опирающуюся двумя

бандажами на опорные ролики. Вместимость печей колеблется от 0,5 до 20 т. Скорость вращения таких печей регулируется в пределах 8 об/мин. Печь отапливают газом или мазутом. Загрузку печи проводят через отверстие в одном из торцов печи, а выпуск металла через летку на боковой стороне барабана.

Плавка во вращающихся печах характеризуется пониженным угаром металла, так как при вращении барабана твердая шихта постоянно погружается в расплав, покрытый слоем шлака, и не окисляется.

Для плавки вторичного алюминия и его сплавов пригодны все типы электрических печей - печи сопротивления, индукционные канального и тигельного типов и т.д.

Вторичный алюминий и его сплавы после плавки обычно содержат значительное количество примесей и требуют рафинирования.

Алюминиевые сплавы, полученные из вторичного сырья, содержат как неметаллические, так и металлические примеси.

К неметаллическим примесям относятся растворенные в металле газы и твердые включения. Газы при охлаждении расплавов вследствие уменьшения растворимости выделяются из раствора и образуют в твердом металле поры, ухудшающие его механические свойства. Основную долю растворенных газов в алюминии составляет водород.

Твердые неметаллические включения представляют собой механическую взвесь оксидов (главным образом Al2O3), включения футеровки печей и шлака или непрореагировавших флюсов.

Для удаления из алюминиевых расплавов неметаллических примесей применяют фильтрование, продувку газами, рафинирование солями и вакуумирование.

Фильтрование расплавов через пористые и кусковые материалы является наиболее эффективным и дешевым способом отделения от жидкого алюминия и сплавов на его основе твердых включений.

В качестве пористого материала чаще всего применяют сетки из бес- щелочных алюмосиликатных стекол. Кусковые фильтры готовят из частиц шамота, базальта, магнезита, алунда и других малоактивных материалов. Очень эффективными являются фильтры из гранулированного глинозема, пропитанного эвтектической смесью хлоридов натрия и калия. Для кусковых фильтров используют крупку с размером частиц 1...2мм. Температура металла при фильтровании должна обеспечивать его достаточную жидкотекучесть и составляет обычно 750 ... 800 °С.

Рафинирование вдуванием в расплав диспергированной струи газов проводится с целью дегазации и дополнительного удаления мелких твердых неметаллических включений. Для продувки алюминия и его сплавов обычно применяют азот или аргон. Дегазация металлического расплава происходит в результате диффузии растворенных газов в пузырьки рафинирующего газа, которые выносятся на поверхность расплава. При всплывании пузырьков одновременно происходит флотационный вынос твердых неметаллических включений, главным образом Al2O3.

Для эффективной очистки алюминиевых расплавов заслуживает внимание совмещенный метод фильтрования и дегазации нейтральными газами, внедренный в промышленную практику на отечественных заводах и за рубежом.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность