CZ20014114A3 - Způsob odstraňování nečistot z taveniny kovů nebo slitin - Google Patents
Způsob odstraňování nečistot z taveniny kovů nebo slitin Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20014114A3 CZ20014114A3 CZ20014114A CZ20014114A CZ20014114A3 CZ 20014114 A3 CZ20014114 A3 CZ 20014114A3 CZ 20014114 A CZ20014114 A CZ 20014114A CZ 20014114 A CZ20014114 A CZ 20014114A CZ 20014114 A3 CZ20014114 A3 CZ 20014114A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- alcl
- melt
- kcl
- aluminum
- nacl
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 title 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 23
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 5
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 3
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001618 alkaline earth metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 4
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 8
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 54
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- VHHHONWQHHHLTI-UHFFFAOYSA-N hexachloroethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C(Cl)(Cl)Cl VHHHONWQHHHLTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 6
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 6
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 6
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001964 alkaline earth metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 239000007916 tablet composition Substances 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000733426 Alcis Species 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical class [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000003840 hydrochlorides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/06—Obtaining aluminium refining
- C22B21/062—Obtaining aluminium refining using salt or fluxing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
Způsob odstraňování nečistot z taveniny kovů nebo slitin
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu odstraňování nečistot z taveniny kovů nebo slitin, při kterém se do taveniny kovů přivádí bezvodá sloučenina aluminia obsahující halogen. Jedná se zejména o odstraňování nečistot, jako jsou plyny, oxidy a stopové prvky, z tavenin aluminia, magnézia nebo jejich slitin.
Dosavadní stav techniky
Při výrobě aluminia nebo magnézia se musí tavenina před dalším zpracováním vyčistit. V tavenině jsou obsaženy např. rozpuštěné plyny, zejména vodík, ale též oxidické nečistoty, které vznikají v důsledku snadné oxidace tekutého aluminia nebo magnézia. Ktomu přistupují rovněž pevné částice. Taveninu je třeba zbavit i stopových prvků, jako Na a Ca. Uvedené nečistoty se musí odstranit, protože by při dalším zpracování kovu mohly působit negativně.
Je např. známo, že znečištění lithiem způsobuje při výrobě aluminiových fólií tvorbu korozivních děr. Obsah sodíku v aluminiové tavenině zvyšuje při teplém tváření ingotů z určitých slitin aluminia náchylnost k tvorbě trhlin. Obsah vápníku v aluminiových slitinách způsobuje nežádoucí zabarvení. V taveninách aluminia a a jeho slitin se alkalické kovy obvykle nacházejí v množstí od 5 do 30 ppm a kovy alkalických zemin v množství od 10 do 100 ppm.
O taveninách aluminia a magnézia je dále známo, že během tavení absorbují plyny, zejména vodík. Při tuhnutí se tyto plyny opět vylučují, avšak v důsledku rychlejšího tuhnutí na povrchu nemohou uniknout. Vytvářejí tak v pevném kovu póry, které zhoršují pevnost konečných výrobků a způsobují u nich nežádouocí vady.
Ze stavu techniky jsou známy různé způsoby zpracování taveniny kovů nebo slitin, zejména tavenin aluminia a magnézia. V minulosti se často používaly
- 2 postupy, při nichž byly přidávány chlorované organické sloučeniny. Takový postup je popsán např. ve spisu DE 36 10 512 A1. Zde se k odplynění aluminiové taveniny přidává hexachloretan spolu s drobnými aluminiovými částicemi. Při teplotě od 700 do 800 °C, kterou obvykle tavenina má, hexachloretan odštěpuje chlor a tvoří tetrachloethen. Uvolněný chlor reaguje znovu s taveninou a vytváří chlorid hlinitý, který reaguje s vodíkem obsaženým v tavenině a odstraňuje jej. Přídavek aluminia má pouze svým způsobem katalytický účinek a vede k tomu, že se zvýší množství chloru uvolňovaného z hexachloretanu.
Velkou nevýhodou tohoto způsobu je, že pouze část chloru se přemění na reaktivní chlorid hlinitý, který je vlastním odplyňujícím činidlem. Kromě toho panuje podezření, že pří tomto způsobu mohou vznikat vysoce chlorované bifenylové nebo dokonce dioxinové sloučeniny. Proto se hexachloretan podle nařízení Evropské Unie již nepřipouští k použití ve slévárnách.
Podobný postup se popisuje ve spisu DE 36 30 711 C1. Zde se popužívá hexachloretan spolu s oxidanty, jako např. dusičnany, chlorečnany, solemi kyseliny peroxosírové, persírany, manganistany, chromany, perboráty, anorganickými peroxidy, oxidem manganičitým nebo oxidem chromovým. I zde existuje nebezpečí, že se budou tvořit jedovaté organické sloučeniny. Ostatně i zde je použit zakázaný hexachloretan.
Součástí stavu techniky jsou dále známé spisy, podle nichž se do taveniny přidává přímo chlorid hlinitý. Tak ve spisu DE 43 10 054 C2 se popisuje způsob a prostředek ke zpracování taveniny aluminia a jeho slitin přidáním bezvodého chloridu hlinitého a silného oxidačního činidla. Jako oxidanty se použijí dusičnany, perboráty, persírany alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Chlorid hlinitý ve směsi s odpovídajícími perchlorečnany se vyrábí jako ingot pro vsázku do taveniny.
Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že chlorid hlinitý je zpočátku po vsazení do taveniny obtížně zvládnutelný. Jedná se o silně hygroskopickou reaktivní sloučeninu, která na vzduchu intenzivně kouří a vyznačuje se vysokým ····· · · · * •« · ·« · · ♦ · · • · · · · · · · • · · · ···« • · · · · ·
- 3 tlakem par. Chlorid hlinitý se navíc za normálního tlaku netaví, nýbrž při cca 190 °C přímo sublimuje. To znamená, že když se přidá do taveniny při teplotě mezi 700 a 800 °C, většina choridu hlinitého z taveniny rovnou vysublimuje a účinná zůstane jen jeho nepatrná část.
Další způsob čištění tavenin aluminia je znám ze spisu DE 36 17 056 A1.
U tohoto způsobu se zhotoví ingot z bezvodého chloridu hlinitého a vloží se do taveniny. Tento ingot se zhotoví tavením chloridu hlinitého pod tlakem v autoklávu. To je nutné, neboť chlorid hlinitý se za nornálního tlaku netaví, pouze sublimuje. Takto vyrobený ingot se s výhodou potáhne aluminiem, aby jej, jakožto hygroskopickou látku, bylo možno skladovat delší dobu. Pomocí ponorného zvonu se pak ingot zavede do taveniny.
Nevýhodou způsobu podle uvedeného spisu je, že ingot musí být nejprve vyroben náročným tavením chloridu hlinitého v autoklávu. I tento ingot obsahuje čistý chlorid hlinitý, který je silně hygroskopický. Proto je schopnost skladování výlisků z něj velmi omezena. Přidáním čistého chloridu hlinitého dochází v tavenině k bouřlivé reakci během velmi krátkého reakčního času. Tvoří se velké plynové bubliny, které taveninu nečistí příliš efektivně. Zejména při použití ve velkoprostorových tavících pecích jsou tyto ingoty méně vhodné; nevykazují zde dostatečný čisticí účinek.
Vynález si proto klade za úkol, navrhnout způsob čištění taveniny kovů nebo slitin na bázi aluminiových slitin obsahujících halogeny, při kterém se tavenina dostatečně vyčistí a přitom výroba ingotů nevyžaduje náročný postup.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší způsob odstraňování nečistot z taveniny kovů, při kterém se do taveniny kovu nebo slitiny přivádí směs solí, která se získá tavením bezvodé sloučeniny aluminia obsahující halogen se solemi nebo směsemi solí bez obsahu aluminia, přičemž tato směs solí se taví při teplotě pod 190°C za normálního tlaku.
• · · • · · · ·
- 4 Výhodou takových směsí solí je, že se snadno vyrobí. Při jejich výrobě se smíchají ve formě prášku a roztaví se jednotlivé komponenty: sůl nebo směs solí neobsahující aluminium a sloučenina aluminia obsahující halogen. Takto získaná tavenina se ochladí a odlije se nebo granuluje do ingotů. Výhodou těchto směsí solí je, že zpočátku nesublimují tak jako čistý chlorid hlinitý, ale za normálního tlaku se taví. Dále nejsou tak hygroskopické jako bezvodý chlorid hlinitý a nevyvolávají při zavedení do taveniny tak bouřlivé reakce, jaké jsou patrné při přidáni chloridu hlinitého. Další výhodou je snížená hygroskopičnost směsí solí.
S výhodou se pro tento účel použije eutektická nebo nízkotavná směs solí, jejíž bod tání se nachází pod 190°C.
Výroba těchto směsí solí probíhá v uzavřeném systému, tvořeném např. tavící pecí z ušlechtilé oceli s uzavíratelným výtokem, s přívodním kanálem a s ochlazovací jednotkou včetně granulačního zařízení. Chlorid hlinitý a příslušné množství solí neobsahujících aluminium se přivedou do tavící pece, víko se uzavře, a za míchání se ohřejí na 90 až 155°C. Při tom se jednotlivé sole spolu roztaví. Tekutá tavenina se následně zavede uzavřeným kanálem do ochlazovací jednotky nebo do granulačního zařízení. Po úplném vychlazení taveniny je ji možno jako ingot nebo granulát vyjmout a následně se zabalí nebo dále zpracovává.
Ve výhodném provedení je použit jako sloučenina aluminia obsahující halogen chlorid hlinitý a/nebo AIOCI. Jako soli neobsahující aluminium jsou použity chloridy nebo nitridy. Obzvláště výhodné je použití směsi solí vybraných ze skupiny AICI3/KCI, AlCIVNaCI, AlCIVNaCI/KCI, AlCIVMgCb, AlCIs/NaCI/MgCfe, AlCIs/KCI/MgCfe, AlCIa/KCI/CuCI, AlCh/NaCI/CuCI, AIOCI/KCI, AlOCI/NaCI, AlOCI/NaCI/KCI, AIOCI/MgCI2, AIOCI/NaCI/MgCI2, AIOCI/KCI/MgCI2, AlOCI/KCI/CuCI, AlOCI/NaCI/CuCI, AICI3/AIOCI/KCI, AlCIs/AIOCI/NaCI, AlCb/AIOCI/NaCI/KCI, AlCIs/AIOCI/MgCfe, AlCIa/AIOCI/NaCI/MgCb, AICI3/AIOCI/KCI/MgCI2, AlCb/AIOCI/KCI/CuCI, AlCb/AIOCI/NaCI/CuCI.
- 5 Ke směsím solí mohou být přimíšeny další komonenty. K nim patří především tlumicí komponenty, jejíž funkcí je zachycovat chlorovodíkové sloučeniny vznikající při reakci chloridu hlinitého. K tomu se s výhodou použijí uhličitany a/nebo oxidy kovů 1. až 3. hlavní skupiny periodické tabulky. Obzvlášť výhodné je zvolit substance ze skupiny Na2CO3, K2CO3, MgO, CaO. AI2O3.
K prodloužení reakční doby a k řízení přechodu účinných látek do taveniny se přidávají tzv. řídicí komponenty. Při tom se jedná o fluoridy, sírany nebo dusičnamy alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin nebo jejich směsi. Obzvláště výhodné je užití podvojných fluoridů, jako např. Na3AIF6 a/nebo KaAlFe.
Jako nosiče v ingotech zhotovených z eutektických směsí solí slouží chloridy alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin nebo jiné sloučeniny, které se v tavenině chovají inertně.
Tyto další komponenty se s výhodou přidávají do tekuté taveniny solí. Dále je možno mísit ztuhlou a granulovanou taveninu solí s dalšími komponenty a lisovat ji. Tyto výlisky nebo ztuhlá tavenina se pak mohou použít jako ingoty.
Obvykle se ingoty vsadí do ponorného zvonu a v něm zavedou do aluminiové taveniny. Tím se dosáhne jejich ponoření do taveniny. Bez ponorného zvonu by ingoty plavaly na tavenině a jejich účinek by se nemohl plně projevit.
K tomu, aby se ingoty lépe ponořily, se dále doporučuje přidávat kovy, které zvyšují jejich specifickou hmotnost a tím umožňují vniknutí do taveniny. Dává se přednost kovům vybraným ze skupiny železo, nikl, mangan nebo měď.
Dále se doporučuje opatřit ingoty kovovým pláštěm nebo je vložit do kovové schránky. Tím je ingot chráněn před vlhkostí. K tomu se např. použijí kovy, z nichž sestává tavenina, takže při jejich zavedení do taveniny nejprve roztaje obalový kov a teprve poté se ingot rozptýlí v tavenině.
Směs solí může obsahovat 60 až 90 % hmotn., s výhodou pak 65 až 85 % hmotn. sloučeniny aluminia obsahující halogen, jako AICI3 a/nebo AIOCI a 10 až 40 % hmotn., s výhodou 25 až 35 % hmotn. solí bez obshu aluminia.
- 6 Směs solí se přidává v množství od 0,01 do 0,2 % hmotn. taveniny kovu nebo slitiny. Typické složení ingotu může být např.: 5 až 15 % hmotn. směsi solí, 10 až 30 % hmotn, řídicí komponenty, 10 až 30 % hmotn. tlumicí komponenty, 40 až 60 % hmotn. nosiče.
Zhotovením směsi solí, která obsahuje např. chlorid hlinitý, se změní náchylnost chloridu hlinitého k hygroskopičnosti a redukuje se tlak páry. Tlumicí komponenty, jako oxidy nebo uhličitany, mohou být do směsi přidány přímo v tavenině nebo může být ztuhlá a granulovaná tavenina s práškem těchto tlumicích komponent smísena a slisována. Navázání chloridu hlinitého do chemické vazby je dále výhodně ovlivěno tehdy, když je reakce řízená a reguluje se chování účinné látky při jejím rozpouštění. Tím se docílí lepší rozdělení účinné látky v tavenině a též se zpomalí reakce uvolněného chloridu hlinitého. Použité řídicí komponenty způsobují, že doba reakce je dostatečná, a dále že se v tavenině tvoří co nejmenší bubliny, které zajišťují lepší účinnost.
Při použití směsi podle vynálezu se osvědčila doba reakce od 2 do 4 minut při zpracování ve velkoprostorových pecích a od 1 do 2 minut v kelímkových pecích, a to za obvyklých tavících teplot mezi 700 a 800°C. Za těchto podmínek přišel preparát s taveninou do intenzivního kontaktu a reakce proběhla co nejvíce uvnitř taveniny. V kelímcích o obsahu 400 až 800 kg taveniny je postačující doba reakce menší než 2 minuty. Při reakci se sloučenina aluminia rovnoměrně uvolňuje, takže i na konci reakční doby je účinná sloučenina aluminia k dispozici v dostatečném množství. Při reakci vznikají malé bubliny, které zabezpečují vysoké využití účinných komponent.
U způsobu patřícího do stavu techniky, při kterém se používá čistý chlorid hlinitý, je na počátku k dispozici nadměrné množství účinných komponent, což při ponoření tablet vyvolává tvorbu velkých bublin. Tím velký díl účinných komponent uniká bez užitku do odvětrání a zatěžuje jej. Tento nedostatek u způsobu podle vynálezu odpadá, odvětrání je zatíženo jen nepatrně a účinné komponenty mohou být v preparátu obsaženy v nižší koncentraci.
- 7 Při prvních praktických pokusech bylo dále zjištěno, že při použití technologie podle vynálezu se tvoří méně seškrabků, je v nich nižší obsah kovu, v ponorném zvonu nebyly zjištěny žádné zbytky po reakci, a nakonec nebylo nutno ani provádět nepříjemné čištění po každém ponoření.
Podle další varianty je možno směs solí, která je k dispozici jako blok, ingot nebo koncentrát, slisovat společně s řídicími a nosnými komponenty do tablety.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Zhotovení eutektické směsi solí
Do tavící pece z ušlechtilé oceli s míchacím zařízením s uzavíratelným odtokem, přiváděcím kanálem, ochlazovací jednotkou včetně granulačního zařízení se zavede 16 kg chloridu hlinitého a 4 kg směsi z chloridu sodného a draselného. Práškovitá směs se míchá a tavící pec se ohřeje na 120°C. Za míchání se jednotlivé komponenty roztaví. Tavenina se vede uzavřeným kanálem do ochlazovací jednotky nebo do granulačního zařízení.
Granulát se slisuje s tlumicími komponentami, řídicími komponentami a nosiči do ingotů v podobě tablet.
V následujících příkladech 2 až 6 se používají tyto ingoty v podobě tablet a zjišťuje se obsah plynu v tavenině kovu před přidáním ingotů a po jejich přidání. Obsah plynu v tavenině se určuje jako index hustoty při tlaku 80 mbar, měří se testovacím zařízením pro aluminiovou taveninu a udává se v cm3/1100 g taveniny. Obsah nežádoucích doprovodných prvků, jako např. sodíku a vápníku se určuje spektrální analýzou a udává se v ppm.
Příklad 2
400 kg taveniny slitiny 239 (AISÍ10MG) bylo zpracováno při 750°C v jednom technologickém kroku, při němž byla do taveniny pomocí ponorného zvonu zavedena tableta o hmotnosti 250 g zabalená do aluminiové fólie.
- 8 • •ftft ft • ftft
Složení tablety:
10,0 % hmotn. tavný granulát sestávající ze 69,6 % AlCb a 39,4 % NaCI 20,0 % hmotn. podvojných fluoridů
20,0 % hmotn. dusičnanů a síranů alkalických kovů a kovů alkalických zemin 50,0 % hmotn. chloridů alkalických kovů a kovů alkalických zemin
Výsledek
Počáteční stav index hustoty Dl 7, 2 % po zpracování index hustoty Dl 1,5 %
Příklad 3
15.000 kg taveniny Al 99,5 bylo zpracováno za teploty 765°C ve dvou technologických krocích, přičemž při první rafinaci bylo pomocí ponorného zvonu zavedeno do taveniny 16 kg tablet a při druhé rafinaci 8 kg tablet zavařených do polyetylenového pytle.
Složení tablety:
12.5 % hmotn. granulát taveniny sestávající ze 76,1 % AICI3,15,8 % NaCI a 10,1 % KCI
17.5 % hmotn. podvojných fluoridů
20,0 % hmotn. dusičnanů a síranů alkalických kovů a kovů alkalických zemin 50,0 % hmotn. chloridů alkalických kovů a kovů alkalických zemin
Výsledek
Počáteční obsah plynů 0,34 cm3/100 g po 1. kroku 0,22 cm3/100 g po 2. kroku 0,13 cm3/100 g
Příklad 4
10.000 kg taveniny AI99,5 bylo zpracováno za teploty 750 °C ve dvou technologických krocích, přičemž při první i druhé rafinaci bylo pomocí
···· ···
- 9 ponorného zvonu zavedeno do taveniny vždy 8 kg tablet zavařených do polyetylenového pytle.
Složení tablet:
12.5 % hmotn. tavný granulát sestávající ze 79,0 % AlCb, a 21,0 % KCI
17.5 % hmotn. podvojných fluoridů
20,0 % hmotn. dusičnanů a síranů alkalických kovů a kovů alkalických zemin 50,0 % hmotn. chloridů alkalických kovů a kovů alkalických zemin
Počáteční obsah plynů po 1. kroku po 2. kroku
Výsledek 0,29 cm3/100g 0,18 cm3/100 g 0,14 cm3/100 g
Výsledek
| Počáteční obsah Na | 3 ppm |
| po 1. kroku | 0 ppm |
| po 2. kroku | 0 ppm |
| Počáteční obsah Ca | 7 ppm |
| po 1. kroku | 4 ppm |
| po 2. kroku | 4 ppm |
Příklad 5
15.000 kg taveniny Al 99,5 bylo zpracováno za teploty 750°C ve dvou technologických krocích, přičemž při první rafinaci bylo pomocí ponorného zvonu zavedeno do taveniny 20 kg tablet a při druhé rafinaci 15 kg tablet zavařených do polyetylenového pytle.
Složení tablet:
12.5 % hmotn. tavný granulát sestávající ze 79,0 % AICI3, 21,0 % NaCI
17.5 % hmotn. podvojných fluoridů
20,0 % hmotn. dusičnanů a síranů alkalických kovů a kovů alkalických zemin
- 10 50,0 % hmotn. chloridů alkalických kovů a kovů alkalických zemin
Výsledek
Počáteční obsah plynů 0,37 cm3/100 g po 1. kroku 0,23 cm3/100 g po 2. kroku 0,17 cm3/100 g
Příklad 6
15.000 kg taveniny Al 99,5 bylo zpracováno za teploty 750°C ve dvou technologických krocích, přičemž při první i druhé rafinaci bylo pomocí ponorného zvonu zavedeno do taveniny vždy 15 kg tablet zavařených do polyetylenového pytle.
Složení tablet:
12.5 % hmotn. tavný granulát sestávající ze 79,0 % AICI3,21,0 % NaCl
17.5 % hmotn. podvojných fluoridů
20,0 % hmotn. dusičnanů a síranů alkalických kovů a kovů alkalických zemin 50,0 % hmotn. chloridů alkalických kovů a kovů alkalických zemin
Počáteční obsah plynů po 1. kroku po 2. kroku
Výsledek 0,22 cm3/100g 0,12cm3/100g 0,10 cm3/100 g
0,23 cm3/100g 0,12cm3/100g 0,09 cm3/100 g
Srovnávací příklad 7 s použitím hexachloretanu 15.000 kg taveniny Al 99,5 bylo zpracováno za teploty 760°C ve dvou technologických krocích s použitím produktu obsahujícího vysoce koncentrovaný hexachloretan, přičemž bylo pomocí ponorného zvonu zavedeno do taveniny dohromady 3,6 kg produktu na 1 tunu taveniny.
- 11 Počáteční obsah plynů po zpracování
Výsledek pokus 1
0,28cm3/100g
0,16cm3/100g pokus 2 0,27 cm3/100 g 0,18 cm3/100 g
Claims (14)
1. Způsob odstraňování nečistot z taveniny kovů nebo slitin, pří kterém se do taveniny kovu nebo slitiny přivádí směs solí, která se získá tavením bezvodé sloučeniny aluminia obsahující halogen se solemi nebo směsemi solí bez obsahu aluminia, přičemž tato směs solí se taví při teplotě pod 190°C za normálního tlaku.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako sloučenina aluminia použije AICI3 a/nebo AIOCI.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se z kovů jako aluminium, magnesium nebo z jejich slitin odstraní nečistoty, jako plyny, oxidy a nežádoucí průvodní prvky.
4. Způsob podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že solemi obsahujícími aluminium jsou chloridy nebo dusičnany.
5. Způsob podle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že se použijí směsi solí vybrané ze skupiny AICI3/KCI, AlCb/NaCI, AlCh/NaCI/KCI, AlCIs/MgCb, AlCWNaCI/MgCb, AlCIs/KCI/MgCb, AlCIs/KCI/CuCI, AlCh/NaCI/CuCI, AIOCI/KCI, AlOCI/NaCI, AlOCI/NaCI/KCI, AIOCI/MgCI2, AIOCI/NaCI/MgCI2, AIOCI/KCI/MgCI2, AlOCI/KCI/CuCI, AlOCI/NaCI/CuCI, AICI3/AIOCI/KCI, AlCIs/AIOCI/NaCI, AlCIs/AIOCI/NaCI/KCI, AlCIs/AIOCI/MgCfe, AlCIs/AIOCI/NaCI/MgCfe, AlCla/AIOCI/KCI/MgCfe, AICI3/AIOCI/KCI/C11CI, AlCh/AIOCI/NaCI/CuCI.
6. Způsob podle nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že se jako tlumicí komponenty použijí uhličitany a/nebo oxidy kovů z 1. až 3. hlavní skupiny periodické tabulky prvků.
··«
- 13 «» • ♦ • ·
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se jako tlumicí komponenty použijí látky vybrané ze skupiny Na2CO3, K2CO3, MgO, CaO. AI2O3.
8. Způsob podle nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že se jako řídicí komponenty použijí fluoridy, sírany, dusičnany alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin nebo jejich směsi.
9. Způsob podle nároku 1 až 8, vyznačující se tím, že se jako nosiče použijí chloridy alkalických kovů nebo chloridy kovů alkalických zemin.
10. Způsob podle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že se jako komponenty způsobující noření do taveniny použijí kovy.
11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se jako komponenty způsobující noření do taveniny použijí kovy vybrané ze skupiny Fe, Ni, Mn, Cu.
12. Způsob podle nároku 1 až 11, vyznačující se tím, že se směs solí přidá do taveniny jako lisovaný ingot nebo jako ingot z utuhlé taveniny.
13. Způsob podle nároku 1 až 12, vyznačující se tím, že směs solí obsahuje 60 až 90 % hmotn. sloučeniny aluminia obsahující halogen a 10 až 40 % hmotn. solí bez obsahu aluminia.
14. Způsob podle nároku 1 až 13, vyznačující se tím, že směs solí se přidává v množství od 0,01 do 0,20 % hmotn. taveniny kovu nebo slitiny.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999118766 DE19918766C2 (de) | 1999-04-24 | 1999-04-24 | Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Schmelzen von Metallen oder Legierungen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20014114A3 true CZ20014114A3 (cs) | 2003-02-12 |
Family
ID=7905810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20014114A CZ20014114A3 (cs) | 1999-04-24 | 2000-04-07 | Způsob odstraňování nečistot z taveniny kovů nebo slitin |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU4294400A (cs) |
| CZ (1) | CZ20014114A3 (cs) |
| DE (1) | DE19918766C2 (cs) |
| WO (1) | WO2000065110A1 (cs) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10235909A1 (de) * | 2002-08-06 | 2004-02-26 | Peak-Werkstoff Gmbh | Verfahren zum Binden von Wasserstoff in Leichtmetallwerkstoffen |
| JP4403713B2 (ja) * | 2003-04-10 | 2010-01-27 | 株式会社豊田中央研究所 | 低Ｃａ含有Ａｌ合金の製造方法及び低Ｃａ含有Ａｌ合金製造用地金 |
| DE102007025602A1 (de) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Hoesch Metallurgie Gmbh | Metallbadflussmittel, Verfahren zur Behandlung eines Metallbades und Verfahren zur Herstellung eines Metallbadflussmittels |
| CN104278168A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-14 | 湖州织里天荣铝材添加剂厂 | 一种铝合金无钠精炼剂及其制备工艺 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE885933C (de) * | 1943-06-08 | 1953-08-10 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Verfahren zur Entfernung der Metalle der zweiten Gruppe des periodischen Systems aus solche Metalle enthaltenden Aluminiumlegierungen |
| GB1309266A (en) * | 1969-03-21 | 1973-03-07 | Alloys & Chem Corp | Purification of molten aluminium |
| FR2325727A1 (fr) * | 1975-09-26 | 1977-04-22 | Servimetal | Flux pour l'elimination des metaux alcalins et alcalino-terreux de l'aluminium et de ses alliages et procedes de mise en oeuvre |
| SU665007A1 (ru) * | 1977-02-22 | 1979-05-30 | Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср | Флюс дл рафинировани магни |
| GB1549979A (en) * | 1977-06-02 | 1979-08-08 | Thiem Corp | Flux compositions for use in recovering aluminium |
| DE3617056A1 (de) * | 1986-05-21 | 1987-11-26 | Riedelbauch & Stoffregen Gmbh | Verfahren zum entgasen und raffinieren von leichtmetallschmelzen |
| DE4310054C2 (de) * | 1993-03-27 | 1994-12-22 | Guenther Prof Dipl Chem Kraft | Verfahren und Mittel zur Behandlung von Aluminium- und Aluminiumlegierungsschmelzen |
| RU2086689C1 (ru) * | 1993-04-13 | 1997-08-10 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ обработки жидких алюминиевых сплавов |
-
1999
- 1999-04-24 DE DE1999118766 patent/DE19918766C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-07 AU AU42944/00A patent/AU4294400A/en not_active Abandoned
- 2000-04-07 CZ CZ20014114A patent/CZ20014114A3/cs unknown
- 2000-04-07 WO PCT/EP2000/003122 patent/WO2000065110A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU4294400A (en) | 2000-11-10 |
| DE19918766C2 (de) | 2001-05-10 |
| WO2000065110A1 (de) | 2000-11-02 |
| DE19918766A1 (de) | 2000-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104328299A (zh) | 一种铝及铝合金熔体精炼用的熔剂及其制备方法 | |
| EP2446065B2 (en) | USE OF A BINARY SALT FLUX OF NaCl AND MgCI2 FOR THE PURIFICATION OF ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOYS, AND METHOD THEREOF | |
| CN103088232A (zh) | 一种用于铝及合金熔体处理的熔剂及其制造方法 | |
| US10988830B2 (en) | Scandium master alloy production | |
| CN115612870B (zh) | Mg除去剂以及铝合金的制造方法 | |
| US20230278146A1 (en) | Multi-component flux | |
| CN105316513B (zh) | 一种含铈钇铒的铝合金无钠精炼剂 | |
| JP2021110025A (ja) | 金属除去剤 | |
| CZ20014114A3 (cs) | Způsob odstraňování nečistot z taveniny kovů nebo slitin | |
| US20120017726A1 (en) | Use of a tertiary salt flux of nacl, kci and mgcl2 for the purification of aluminium or aluminium alloys, and method thereof | |
| US4359337A (en) | Process for the manufacture of basic slags for the electroslag remelting process | |
| US3194695A (en) | Degassing and deoxygenating agent for use in casting an aluminium alloy | |
| US7988763B2 (en) | Use of a binary salt flux of NaCl and MgCl2 for the purification of aluminium or aluminium alloys, and method thereof | |
| US4909838A (en) | Coated magnesium granules | |
| US4261746A (en) | Flux | |
| GB837016A (en) | Means for treating molten metals | |
| RU2083699C1 (ru) | Способ переработки алюминиевых отходов | |
| SU1008261A1 (ru) | Способ рафинировани алюминиевых сплавов | |
| NO132647B (cs) | ||
| Hibbins et al. | Advances in the refining and alloying of low-bismuth lead | |
| SU1705384A1 (ru) | Способ обработки алюминиевых сплавов | |
| US2965477A (en) | Treatment of molten metals | |
| RU2407813C2 (ru) | Способ получения флюса для плавки и рафинирования магния или его сплавов | |
| US4482607A (en) | Method for coating magnesium granules with fluoride-containing flux | |
| US2857252A (en) | Process of reacting sodium silicofluoride with aluminum |