close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
Теория и практика
флюсовой обработки
алюминия
История флюсовой обработки алюминия
Первое упоминание о рафинировании флюсами в книге
Николая Жукова «Алюминий и его металлургия» (1893 год)
2
Выходит книга Роя Андерсона «Вторичный алюминий», где в 6
главе «Флюсы применяемые при плавке скрапа» дана
классификация флюсов, физические свойства флюсов и
некоторые составы. (1931 год)
В СССР на алюминиевых заводах флюсы применяются с
начала 40-х годов, когда в январе 1941 года ВАМИ
разрабатывает «Пособие цеховых мастеров алюминиевых
производств».
Толчком для проведения фундаментальных исследований в
области флюсовой обработки стало окончание второй
мировой войны и появившееся огромное количество
алюминиевого лома, из которого надо было получить
качественный металл с наименьшими потерями, а так же
послевоенное восстановление и промышленная
индустриализация страны.
В 70-е годы прошлого столетия так же учёные МИСиСа под
руководством А. В Курдюмова продолжили исследования в
области флюсовой обработки алюминия, результатами
которых металлурги пользуются до сих пор.
Криолитсодержащий флюс и флюс «МХЗ» были введены в
серийную технологию на всех алюминиевых заводах в СССР,
а флюсы № 4 и 7 на моторных заводах для обработки
силуминов.
В 1978 после упомянутых исследований школы Курдюмова
госдепартамент США провёл аналитическую работу по
обработке алюминия, где был составлен список всевозможных
флюсовых препаратов запатентованных до 1978 года и просто
упоминавшихся в научно-технической литературе.
8-е управление минавиапрома СССР на металлургических
заводах ввело так называемую «директивную технологию»,
где для выпуска сплавов авиационного назначения были
введены ограничения по использованию шихты и легирующих
материалов, а так же обязательная операция рафинирования
флюсами. Директивная технология была разработана в 1986
году ведущим отраслевым институтом ВИЛСом, работой
руководил ныне здравствующий Геннадий Сергеевич Макаров.
По случайному совпадению или нет, но параллельно
американцы опять, же под эгидой госдепартамента США в это
же время провели ряд работ по флюсованию. Наиболее
значимыми здесь были исследования всевозможных реакций,
проходящих в системе NaCl – KCl – AlCl3 – NaF – KF – AlF3 и
работа по исследованию физических и химических свойств
расплавленных солей и смесей.
После развала СССР, а вслед за ним и научной базы,
вопросам флюсовой обработки алюминия в России уделялось
мало внимания. В связи с трудностями в финансировании
научно-исследовательские работы стали возможны только
при поддержке немногих частных предприятий
Флюсы в металлургии алюминия
Покровные флюсы
1.
Предотвращение окисления
(угара) алюминия
2Al (ж) + N2 (г) → 2AlN
4Al (ж) + 3O2 (г) → 2Al2O3 (γ)
2Al (ж) + 3СO2 (г) → Al2O3 (γ) + 3СО
4Al (ж) + 6CH4 (г) → 2Al2C3 + 12H2
2Al (ж) + 3СO (г) → Al2O3 (γ) + 3С
2Al4C3 + 12Н2O = 4Al2O3 + 3C2H8
2AlN + 3Н2O = 2NH3 + Al2O3
Флюс
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Покровные флюсы
2.
Снижение содержания алюминия в шлаке
алюминий
ШЛАК
Al
ШЛАК
Al
Жидкий флюс смачивает
шлак и увеличивает
поверхностное
натяжение между
алюминием и шлаком
Налипший алюминий на
шлаке
ШЛАК
Al
Слияние капель
алюминия при помощи
фтористой
составляющей флюса и
отделение алюминия от
шлака
Покровные флюсы
3.
Предотвращение окисления алюминия в шлаке после
съёма
4Al (ж) + 3O2 (г) → 2Al2O3
Al
Без использования флюса (по
данным Объединения немецких
металлургических заводов при
возгорании шлака потери алюминия
составляет 1% в минуту)
Al
С использованием флюса
Покровные флюсы
Схема процесса окисления алюминия
455 кг
370 кг
52% Al
Al Горит
90% Al2O3
48% Al2O3
Al max 10%
Nk * Mk
3 * 15 ,99
* 100 % * 100 % 88 ,89 %
Na * Ma
2 * 26 ,98
где, М – прирост массы в %,
Nk и Na - количество атомов кислорода и алюминия,
Mk + Ma – атомные веса кислорода и алюминия
п 0,44
Wal * Mш
100%
где, Мп –масса потерь, кг;
0,44 – коэффициент, учитывающий фактический прирост кислорода;
WAl – массовая доля содержания алюминия в шлаке, %;
Мш – масса шлака, кг
Покровные флюсы
4.
Переработка шлаков и низкосортных отходов в
роторных печах
При плавлении шлака во вращающейся роторной печи с неподвижной осью добавка флюса определяется
из расчёта 0,7 – 1,1 % от оксидной части шихты, при этом образуется жидкотекучий расплав шлака,
который выпускается после окончания процесса плавления через лётку. При плавке шлака в роторных
наклонных печах (РНП) работа ведётся с меньшим добавлением флюса 0,2 – 0,4 % от массы оксидов. Это
приводит к тому, что образуется не жидкотекучий шлак, а сухой рассыпчатый шлак, который в
заключительной стадии процесса механически удаляется из опрокинутой печи.
Рафинирующие флюсы
1.
Рафинирование от неметаллических и газовых включений
(водород, оксиды, нитриды)
H2
H2
H2
H2
H2
Al203
H2
H2
H2
Al2O3
H2
H2
H2
H2
Рафинирующие флюсы
Рафинирование от щелочных и щелочно-земельных
металлов (натрий, кальций, магний, литий)
2.
Флюс
Na
2SO4
NaCl
NaF
Na
№
Реакция
∆G1000, кДж/моль
1
2Na3AlF6 + 3Ca = 3CaF2 +6NaF + Al
-281,4
2
K2SO4 + 2Na = Na2SO4 + 2K
-22,2
3
C2Cl6 + 6Li = 6LiCl + 2C
-2043,9
Флюсовая обработка в ковше
1.
Снижение шлакообразования во время перелива из электролизёра в вакуумковш
Выливка в присутствии флюса
Электролизёр
Флюсовая обработка в ковше
1.
Снижение шлакообразования во время перелива из электролизёра в вакуум-ковш
Выливка без флюса
Электролизёр
Флюсовая обработка в ковше
•Рафинирование
алюминия сырца от натрия (катализатора окислительных
шлакообразование на 20-23% в ЛП, а выход годного увеличивается от 0,135 до 0,25%*
4Al (ж) + 3O2 (г) → 2Al2O3 (γ);
4Na + O2 = 2Na2O;
процессов)
снижает
3Na2O + 2Al = Al2O3 + 6Na
*По данным компании «Aluminium Smelters Associates» (США) и «Ноesch Metallurgie GmbH» (Германия)
График составлен по данным компании ALTEK-MDY, L.L.C. (США)
Флюсовая обработка в миксере
1.
Снижение шлакообразования во время перелива алюминия
Заливка в присутствии флюса
Флюсовая обработка в миксере
1.
Снижение шлакообразования во время перелива алюминия
Заливка без флюса
Флюсовая обработка в миксере
2.
Снижение шлакообразования во время легирования и
перемешивания расплава
Флюсовая обработка в миксере
3.
снижение содержания алюминия в шлаке
Без использования флюса
(А85)
С использованием флюса
(А85)
Флюсовая обработка в миксере
3.
снижение содержания алюминия в шлаке
Без использования флюса
(А 356.2)
С использованием флюса
(А 356.2)
Флюсовая обработка в миксере
рафинирование от неметаллических и газовых включений
(водород, оксиды, карбиды, нитриды)
4.
Способ обработки: флюс из расчёта 0,8 кг/т насыпать в карман перед выливкой или
подать флюс на поверхность шлака и замешать в расплав
H2
H2
H2
H2
H2
Al203
H2
H2
H2
Al2O3
H2
H2
H2
H2
Флюс
Na
2SO4
NaCl
NaF
Na
Переработка шлака в РНП
Шлак обработанный
флюсом
Шлак не
обработанный
флюсом
60% Al
Шлак 3,7 кг (83%)
Флюс 0,8 кг (17%)
Флюс
40% Al2O3
+ Флюс 16%
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
25
Размер файла
2 829 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа