NO162303B - Flatt tak. - Google Patents

Abstract

En forbedret konstruksjon av et flatt tak omfattende en under- eller bærekonstruksjon (1) og et antall isola-sjonselemter (3) som er lst plassert på undcrkonstruk-sjonen. Et korrugert dekkelement (4) av i alt vesentlig stivt materiale er plassert på isolasjonselementet (3). i dot minste over et areal i tilstøtning med takets ytre omkrets. Det korrugerte dekkelementet (4) har nedover. rettede kanaler (5a) som strekker seg i en retning i alt vesentlig fra en ytre omkrets mot takets midtparti. Kanalene er åpne i endene som er rettet mot takets omkrets og er lukket eller avtettet i endene som er rettet mot midten av taket. En sterk luftstrøm vil frembringe et undertrykk under dekkelementet over store arealer hvis reduksjon er større enn undertrykket på oversideflaten av dekkelementet (4) hvorved dekkelementet (4) presses nedover mot isolasjonselementene (3). På grunn av tilnærmet ens undertrykk under dekkelementet, dvs. på oversideflaten av isolasjonselementene, vil resultantkraf-ten som virker i retning av en oppløfting av isolasjons-. elementene bli tilnærmet lik null.

Description

Fremgangsmåte til elektrotermisk fremstilling av en rålegering av aluminium og silisium.

Den foreliggende oppfinnelse angår elektrotermisk reduksjon av aluminiumoksydholdige

materialer for fremstilling av aluminiumlege-ringer.

Termisk reduksjon av aluminiumoksydholdige materialer for dannelse av aluminiumlege-ringer er vel kjent i faget og omfatter vanligvis

en behandling av oksydmalmer som bauxitt,

leire, kaolin, kyanitt, blandinger av aluminiumoksyd og silisiumoksyd etc. med tilstrekkelig

karbon ved forhøyet temperatur for å redusere

chargen til metallisk tilstand. Imidlertid følger

der med slike reduksjonsreaksjoner mange problemer som har betydd en alvorlig hindring for

oppnåelse av en best mulig økonomi av de hittil

praktiserte fremgangsmåter. En betydelig mengde energi, vanligvis i form av elektrisk energi, er

nødvendig for å redusere aluminiumoksydholdige

materialer til de tilsvarende flytende metaller, og

hvis det flytende metall ikke kan gjenvinnes

fullstendig, fås der en betydelig dårligere økonomi av fremgangsmåten. I denne forbindelse er det f. eks. kjent at det aluminiummetall som frembringes ved reduksjon av de aluminiumoksydholdige malmer, er tilbøyelig til å for-dampe bort fra reaksjonssonen og inn i atmo-sfæren, noe som nedsetter det samlede utbytte av aluminium. Av større betydning er det mu-ligens at det reduserte aluminiummetall dessuten lett reagerer med det karbon som er tilstede som reduksjonsmiddel, eller med det karbonoksyd som ifølge sakens natur dannes i reaksjonssystemet, så der fås aluminiumkarbid. Nær-været av aluminiumkarbid er meget uønsket, vesentlig som følge av at det kan danne et sam-mensmeltet ternært system med aluminium og aluminiumoksyd. Det sammensmeltede ternære system er usedvanlig seigtflytende og skaper mange praktiske driftsproblemer, idet det sam-ler seg i de kaldere partier av ovnen og bygger

seg opp til klebrige masser som til sist må fjer-nes ved at ovnen stanses og renses.

Mange forslag har vært fremsatt i et forsøk på å løse de ovennevnte problemer, men stort sett har de tidligere løsninger ikke vært fullstendig tilfredsstillende. Det har f. eks. vært foreslått å tilsette tunge metaller som f. eks. jern, kobber og bly til chargen for å oppløse det fremstilte aluminium og på denne måte senke aluminiumets damptrykk, slik at tap av aluminium ved fordampning reduseres til et minimum. I tillegg gir disse tunge metaller tyngde og masse til aluminiumet og øker dermed de flytende metallers tilbøyelighet til å synke raskt ned fra den varme sone av ovnen, så tapene ved fordampning reduseres. Imidlertid reagerer de fleste tunge metaller ved stivningen med betydelig mer enn sin egen vekt av aluminium og silisium for dannelse av intermetalliske forbindelser som har liten eller ingen kommersiell betydning. Den vinning som fås som følge av en reaksjon av den mengde aluminium som går tapt ved fordampning, blir mer enn oppveid av de tap av aluminium og silisium som skyldes kom-binasjonen av disse metaller med de tilsatte tunge metaller. Dessuten kan de fleste av de tunge metaller ikke motvirke dannelsen av aluminiumkarbid, idet dette er mer stabilt enn karbidene av de tilsatte metaller.

Et annet tidligere forslag går ut på å motvirke dannelsen av aluminiumkarbid ved samtidig reduksjon av silisiumoksyd for dannelse av silisium. Det har lenge vært kjent at 2 mol aluminiumkarbid kan omsettes med 3 mol silisiumoksyd for å gi 8 mol aluminium pluss 6 mol silisium. Tilsetningen av silisiumoksyd til chargen ble utført i den hensikt å bryte ned det aluminiumkarbid som ble dannet ved reaksjon mellom aluminiumet og det i systemet tilstedeværende karbon. Imidlertid støter man ved anvendelse av silisiumoksyd i praksis på det problem at al-vorlige tap av aluminium som følge av fordampning vil forekomme med mindre der anvendes et overskudd av silisiumoksyd for å redusere damptrykket av aluminiumet. Ved kommersiell drift har det derfor som et kompromiss mellom å motvirke dannelsen av aluminiumkarbid og redusere tapene av aluminium og silisium som følge av fordampning vært vanlig å anvende et forhold på ca. 60 pst. aluminium og 40 pst. silisium.

Når en relativt stor mengde silisiumoksyd anvendes i ovnschargen, vil imidlertid chargen være tilbøyelig til å danne sammensmeltede masser før silisiumoksydet er vesentlig redusert. Fra tilstandsdiagrammet for aluminiumoksyd og silisiumoksyd, som er vist på fig. 1 på tegningen, vil det sees at en blanding av 57 pst. A120:! og 43 pst. Si02 har et smeltepunkt på ca. 1810°C. Det vil sees "at anvendelse av en relativt høy andel silisiumoksyd kan føre til dannelse av klebrige, seigtflytende produkter som inneholder oksyder, karbider og reduserte metaller og er tilbøyelige til å samle seg i de kaldere partier av ovnen, noe som bevirker stans av ovnen og dyre rense-operasjoner. Dessuten er det vanlig å påsette ovnschargen i form av briketter som det karbon^-holdige reduksjonsmiddel er jevnt fordelt i, og hvis der finner sted en sammensmelting av oksydene, har det karbonholdige materiale en tilbøyelighet til å skille seg fra væsken og levne oksydet uredusert. Et annet problem som man står overfor ved anvendelse av høye andeler silisiumoksyd, er at de sammensmeltede masser som kan oppstå, kan danne skorper og hindre unnvikelse av karbonoksyd som nødvendigvis danner seg i reaksjonssystemet. En rask fjer-ning av karbonoksyd er nødvendig for å hindre dannelse av aluminiumkarbid og aluminiumoksyd ved reaksjon av karbonoksydet med det reduserte aluminium. Det er derfor viktig å skaffe en ovnscharge som ikke lett smelter sammen, men er tilbøyelig til å beholde sin form inntil den er redusert til metall. Det ville derfor være ønskelig å arbeide til høyre for det nevnte 1810°'s punkt på fig. 1, men på dette sted i diagrammet vil der være tilstede utilstrekkelig silisiumoksyd til både å motvirke dannelsen av aluminiumkarbid og senke damptrykket av aluminiumet tilstrekkelig til å redusere fordampningstapene til et minimum.

Det er nå funnet at der kan oppnås en bedre økonomi hvis den direkte termiske reduksjon av den aluminiumoksyd- og silisiumholdige charge utføres i nærvær av intermetalliske komplekser av jern og/eller titan hvortil der er kjemisk bundet aluminium og silisium. De intermetalliske komplekser danner en flytende oppløsning i smelteovnen med det aluminium og silisium som dannes ved reduksjon av de tilsvarende oksyder. Kompleksene er hovedsakelig mettet med både aluminium og silisium, slik at noen ytterligere reaksjon med disse elementer ikke er mulig når rålegeringen stivner.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer således en fremgangsmåte til elektrotermisk fremstilling av en rålegering av aluminium og silisium, hvor en ovnscharge som omfatter aluminiumoksyd og silisiumoksyd og en tilstrekkelig mengde karbonholdig reduksjonsmiddel, tilføres en elektroovn og oppvarmes inntil oksydmalmene er redusert til metallisk tilstand, hvorved der dannes en smeltet rålegering, som tappes av fra ovnen, karakterisert ved at der i ovnschargen, hvori vektforholdet mellom aluminiumoksyd og silisiumoksyd fortrinnsvis ligger mellom 75:25 og 87:13, innlemmes mellom 15 og 50 vektprosent, regnet på aluminiumoksyd og silisiumoksyd, av et intermetallisk kompleks av aluminium og silisium med jern og/eller titan, hvilket kompleks er minst 75 pst. og fortrinnsvis 100 pst. kjemisk mettet med aluminium og/eller silisium. En del av jernet og/eller titanet kan erstattes av mangan og/eller krom.

De intermetalliske forbindelser som tilsettes ifølge oppfinnelsen, skaffer den nødven-dige masse og tyngde slik at det flytende metall kan føres ut av den varme sone meget raskt for på denne måte å hindre fordampningstapene, men medfører ikke den ulempe at de tilsatte forbindelser reagerer med både aluminium og silisium.

Dessuten motvirker de intermetalliske forbindelser dannelsen av aluminiumkarbid uten iboende fare for dannelse av sammensmeltede oksydmasser. En annen fordel ved oppfinnelsen er at de tilsatte materialer vesentlig reduserer fordampningstapene av det aluminium som opp-løses av de intermetalliske forbindelser. Den vesentligste betydning av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ligger imidlertid i det forhold at forholdet mellom silisiumoksyd og aluminiumoksyd i ovnschargen kan reduseres, noe som reduserer faren for dannelse av sammensmeltede oksydinasser i smelteovnen. Forholdet mellom aluminiumoksyd og silisiumoksyd ved tidligere anvendte kommersielle smelteprosesser har vanligvis ligget på ca. 60:40. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater anvendelse av ovnscharger med et forhold mellom aluminiumoksyd og silisiumoksyd på mellom 75:25 og 87:13 og fortrinnsvis mellom 82:18 og 85:15.

De intermetalliske komplekser ifølge oppfinnelsen består hovedsakelig av komplekser av jern og/eller titan som er kjemisk forbundet med aluminium og silisium. Den anvendte be-tegnelse «intermetallisk kompleks» er ment å skulle omfatte både forbindelser med nøyaktig formel og forbindelser som ikke kan angis ved en nøyaktig støkiometrisk formel. De temære forbindelser av enten jern eller titan med både aluminium og silisium kan fastlegges av kjente tilstandsdiagrammer, hvis der forutsettes like-vektstilstander. I forbindelser som inneholder både jern og titan som samtidig er kjemisk forbundet med aluminium og silisium, vil imidlertid en lang rekke komplekser være mulige, enten det dreier seg om en fast oppløsning av en forbindelse i en annen eller om isomorf sub-stituering av atomer av ett metall i den intermetalliske forbindelse som er dannet i første rekke med det annet metall. Ikke desto mindre er de intermetalliske komplekser som tilsettes ovnschargen i overensstemmelse med oppfinnelsen, karakterisert ved at de har en relativt høy tetthet, og tettheter på mellom 3,4 og 4,3 g pr. cm3 foretrekkes for å oppnå en hurtig fjer-ning av det flytende metall fra den varme sone i ovnen. Fordi det intermetalliske kompleks er hovedsakelig fullstendig mettet med aluminium og silisium, vil det når de tilsettes ovnschargen, ikke reagere med ytterligere aluminium og silisium ved stivning i rålegeringen, noe som ville forringe den generelle økonomi av driften. De nevnte materialer gir således en økt masse (hea-vier bulk), senker damptrykket av aluminium og motvirker dannelse av aluminiumkarbid uten å oppvise de iboende ulemper ved de tidligere kjente tilsetninger, idet de er så inerte overfor aluminium og silisium at de ikke vil reagere for å fjerne disse produkter i noen vesentlig grad.

Hvis det intermetalliske kompleks er basert på jern, kan dets innhold av jern f. eks. ligge i området fra 25—30 vektprosent av komplekset. Hvis det er basert på titan, kan titaninnholdet ligge på 25—45 vektprosent av komplekset. Hvis komplekset inneholder både jern og titan, bør den samlede mengde av jern og titan fortrinnsvis ikke overstige 55 vektprosent av det samlede kompleks.

Resten av komplekset består av aluminium og silisium, og det relative forhold mellom disse to materialer blir fortrinnsvis valgt slik at der

fås en kjemisk metning, noe som vanligvis vil

oppnås ved anvendelse av et vektforhold av 0,05—2 deler aluminium : 1—4 deler silisium. De spesielt foretrukne intermetalliske forbindelser

er de hvor aluminiumet foreligger i den høyere

del av området for å sikre at komplekset vil være hovedsakelig mettet ved kjemisk kombina-sjon med aluminiumet for å redusere reaksjonen mellom komplekset og det aluminium som reduseres i ovnen under stivningen av rålegeringen.

De intermetalliske komplekser kan fremstilles rett og slett ved smeltning av en legering som inneholder de respektive bestanddeler, dvs. en legering som inneholder aluminium og silisium

samt titan og/eller jern. De relative mengder av de enkelte bestanddeler i legeringen fastlegges

vanligvis av de vektforhold som ønskes i det intermetalliske kompleks. Vektf or holdet mellom

de enkelte bestanddeler i legeringen behøver imidlertid ikke være nøyaktig det samme som de vektforhold som ønskes i det intermetalliske

kompleks, idet dannelsen av det intermetalliske kompleks er en svært komplisert reaksjon og der kan regnes med ytterligere sidereaksjoner. De intermetalliske forbindelser blir fortrinnsvis fremstilt med smeltning av en legering med føl-gende sammensetning: 0,5—1 del silisium og 1,5—2 deler aluminium for

hver del jern

1 del silisium og 0,05—0,5 deler aluminium for hver del titan.

En del av jernet og/eller titanet kan erstattes av mangan og/eller krom, spesielt når der skal fremstilles en støpelegering. De intermetalliske komplekser som inneholder mangan og/ eller krom, fremstilles ved innlemmelse av man-gang og/eller krom i den legering som skal smel-tes. Den mengde mangan og/eller krom som kan være tilstede i de intermetalliske forbindelser, må ikke nødvendigvis holdes innen snevre gren-ser (is not narrowly critical), men bør fortrinnsvis ikke overstige 10 vektprosent av den samlede sammensetning.

Det er et absolutt krav for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at de intermetalliske komplekser som anvendes, er minst 75 pst. kjemisk mettet med aluminium og/eller silisium for å redusere reaksjonen med disse forbindelser til et minimum, og den kjemiske metning med aluminium og/eller silisium bør fortrinnsvis ligge i nærheten av 100 pst.

Spesielle eksempler på intermetalliske komplekser som kan anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er vist i tabell 1 nedenfor. I alle tilfellene betegner tallene vektprosent.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utfø-res ved at de intermetalliske komplekser rett og slett tilsettes en ovnscharge i en vanlig reduksjonsovn. Ovnschargen består av tre komponenter, hvorav den ene er et karbonholdig reduksjonsmiddel, fortrinnsvis i form av koks eller trekull, den annen er en blanding av aluminiumoksyd og silisiumoksyd eller malmer som inneholder aluminiumoksyd og silisiumoksyd, f. eks. bauxitt, leire, kaolin, kyanitt eller blandinger av slike malmer, og den tredje er den ovenfor nevnte intermetalliske forbindelse. Den tilsatte mengde av de intermetalliske forbindelser bør utgjøre mellom mellom 15 og 50 vektprosent av den samlede mengde silisiumoksyd og aluminiumoksyd som er tilstede i chargen. Mengden av de tilsatte intermetalliske forbindelser er åpenbart avhengig av den spesielle art av ovnschargen. Hvis der f. eks. anvendes relativt rene komponenter, f. eks. bayer-aluminiumoksyd og kvarts, foretrekkes det å arbeide i den høyere del av området, mens der i forbindelse med urene chargematerialer foretrekkes å arbeide i den nedre del av området, idet disse materialer som følge av sin art vil danne noen intermetalliske forbindelser som følge av de inne-holdte forurensninger.

Forholdet mellom aluminiumoksyd og silisiumoksyd i chargen er fortrinnsvis høyt for å redusere dannelsen av sammensmeltede masser av ureduserte oksyder, og vektforholdet er fortrinnsvis på mellom 75 deler aluminiumoksyd til 25 deler silisiumoksyd og 87 deler aluminiumoksyd til 13 deler silisiumoksyd. Chargematerialene oppvarmes vanligvis i en elektroovn til en temperatur på ca. 2000°C inntil oksydene er redusert til metallisk tilstand. De flytende legeringer tappes av og tillates deretter å kjølne. De intermetalliske forbindelser pluss elementært silisium, hvis dette er tilstede i større mengder enn svarende til' den eutektiske aluminium/silisium-forbindelse, begynner å krystallisere ut av smeiten ved ca. 1000°C, hvorved innholdet av aluminium i smeiten øker. Når avkjølingen nær-mer seg det eutektiske punkt (ca. 578°C), foreligger der en aluminium/silisium-legering i flytende tilstand som inneholder ca. 12 pst. silisium, og denne flytende fase blir deretter separert fra de faste faser i overensstemmelse med vanlige fremgangsmåter.

Mange variasjoner av denne grunnleggende reduksjonsprosess er mulig. Rålegeringene kan f. eks. renses for å danne enten en aluminium/ silisium-legering eller rent aluminium av handelskvalitet.

Fig. 2 på tegningen viser et eksempel på et prosessdiagram som viser visse variasjoner ved fremstilling av en delvis renset aluminium/silisium-legering i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Som det vil ses av fig. 2, blir intermetalliske komplekser tilsatt chargen i en reduksjonsovn og varme tilført inntil malmen er redusert til flytende metall, som deretter tappes av og avkjøles til en temperatur i området fra 580—680°C. Sammensetningen av den flytende aluminium/silisium-legering varie-rer med den temperatur som rålegeringen av-kjøles til, og de spesielle forbindelser som fås ved bestemte temperaturer, er meget godt kjent i faget og fastlegges etter hva som foretrekkes under hensyntagen til den påtenkte anvendelse av den ferdige legering. I kommersiell drift er det i de alt overveiende tilfelle vanlig å avkjøle den flytende rålegering til en temperatur av ca. 600°C, hvor der foreligger en eutektisk sammensetning av aluminium, silisium, jern og titan, inneholdende ca. 12 vektdeler silisium, 1 pst. jern og 0,1 pst. titan. Ved denne temperatur foreligger aluminium/silisium-legeringen i væskefase, og de faste faser inneholder de intermetalliske komplekser, elementært silisium, hvis der foreligger et overskudd av dette, og forskjellige intermetalliske forbindelser som skyldes forurensninger inneholdt i chargematerialet. Den flytende legering blir deretter separert fra de faste faser ved vanlige metoder, f. eks. ved filtrering, dekantering eller fortrinnsvis sentrifugering. Den flytende fase inneholder således det ønskede produkt, mens den faste fase inneholder fritt silisium, forskjellige intermetalliske komplekser og en del av aluminium/silisium-legeringen, idet separeringen av væskefasen og de faste faser aldri kan bli 100 pst. effektiv. Den andel av legeringen som følger med de faste faser, er vanligvis 10—15 pst. De faste faser kan nå kasseres hvis det ønskes.

Imidlertid blir de faste faser fortrinnsvis be-handlet for å gjenvinne den gjenværende aluminium/silisium-legering. Denne separering kan utføres ved at de faste faser rett og slett findeles, f. eks. i en kulemølle, hvoretter det findelte produkt siktes gjennom en sikt med en maskestørrelse av 30—300 masker etter Tyler, fortrinnsvis 140—200 masker. Det er funnet at den andel som ikke passerer gjennom sikten, inneholder en høyere andel av den eutektiske eller quasieutektiske aluminium/silisium-legering. Denne aluminium/silisium-legering kan tilsettes den aluminium/silisium-legering som tidligere er gjenvunnet i væskeform, eller føres tilbake til den smeltede rålegering og behandles påny.

Det foretrekkes å behandle den faste fase som er tilbake etter at den delvis rensede aluminium/silisium-legering er fjernet (dvs. den faste fase som inneholder silisium og intermetalliske komplekser), for å gjenvinne silisiumet, spesielt hvis der er tilstede et betydelig overskudd av elementært silisium. Separeringen av silisium fra de intermetalliske komplekser kan utføres på en lang rekke måter innbefattet tyngdekraftseparasjon eller bunnf ellings- og f Io-tas jonsmetoder (sink float techniques) med en tung væske som f. eks. karbon-tetraklorid blan-det med bromoform hvorfra der kan gjenvinnes en silisiumrik fraksjon. Tettheten av væsken innstilles for å tillate silisiumet å flyte opp, mens de tyngre intermetalliske forbindelser synker. Alternativt kan silisiumet separeres fra de intermetalliske komplekser ved behandling med et flotasjonsmedium bestående av en fluor holdig syre og et fluoridsalt. Det gjenvundne silisium kan deretter enten selges eller anvendes for blanding med aluminium for å gi andre aluminium/silisium-legeringer.

De intermetalliske komplekser som fås etter denne rensing, blir deretter ført tilbake til chargen i reduksjonsovnen, så prosessen blir kontinuerlig. Hvis der anvendes et urent chargemateriale som etter sin natur vil skaffe en viss mengde intermetalliske komplekser, bør en tilsvarende mengde av de gjenvundne intermetalliske komplekser føres bort for å hindre en uønsket opphopning av disse komplekser i ovnen.

Fig. 3 av tegningen viser en annen utførel-sesform av reduksjonsprosessen hvor der fra rålegeringen av aluminium og silisium ønskes å fremstille rent aluminium av handelskvalitet. Ved denne fremgangsmåte er prosesstrinnene de samme som angitt på fig. 2, inntil rålegeringen er fremstilt, og rålegeringen blir derpå behand-let med et metallisk oppløsningsmiddel som f. eks. sink, bly eller kvikksølv, for å lute ut aluminiumet, hvoretter væskefasen og de faste faser blir separert. Aluminiumet blir deretter gjenvunnet fra den flytende oppløsning ved vanlige fremgangsmåter, f. eks. ved destillering og smelting, for å oppnå rent aluminium av handelskvalitet. Deretter kan de faste faser kasseres eller underkastes en behandling som beskrevet ovenfor. Den del av aluminiumet som følger med de faste stoffer ved separeringen, kan gjenvinnes og føres tilbake til rålegeringen, og de intermetalliske komplekser kan føres tilbake til ovnschargen. Likeledes blir de intermetalliske kom-

plekser som er blitt tilført rålegeringen som et resultat av reduksjonen av oksyder av tunge metaller inneholdt i chargen som forurensninger, eliminert ved at der føres bort en tilsvarende mengde av de gjenværende intermetalliske forbindelser. Resten av materialet blir deretter re-sirkulert for å skaffe de intermetalliske komplekser for den neste ovnscharge.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er for-delaktig ved termisk reduksjon av aluminiumoksydholdige malmer enten det ønskes å fremstille aluminium/silisium-legeringer eller rent aluminium av handelskvalitet. Dessuten bedrer resirkuleringen av de forskjellige mellomproduk-ter den samlede økonomi av prosessen.

Chargematerialene tilføres fortrinnsvis reduksjonsovnen i intim berøring med hverandre for å lette oppløsningen av aluminiumet og silisiumet ved reduksjon av de respektive malmer. Dette kan oppnås ved å male alle chargebe-standdelene til en slik størrelse at de passerer en 140 maskers og fortrinnsvis en 200 maskers sikt (U.S. standard), blande de findelte partik-ler grundig og forme dem til briketter. Det er også tilrådelig å tilføre en viss mengde av chargen i form av en leire med tilstrekkelig plas-tisitet til å tjene som bindemiddel. Leiren kan f. eks. foreligge i mengder fra 5—20 vektprosent. Det er funnet at når chargematerialene males og blandes på denne måte, vil de vanske-ligheter som ellers foreligger ved kontinuerlig ovnsdrift, i stor grad bli avhjulpet.

De følgende eksempler beskriver for tiden foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og fremgangsmåter til fremstilling av rent aluminium fra den fremstilte rålegering.

Eksempel 1.

Dette eksempel beskriver en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen til fremstilling av en aluminium/silisium-legering med 88 vektprosent aluminium og 12 vektprosent silisium. I dette eksempel ble der anvendt relativt rene oksyder som chargemateriale.

En vanlig elektroovn med neddykket bue ble fylt med briketter av en blanding av følgende chargematerialer:

Sammensetningen av oksydene i chargen var som følger:

De 200 kg av det intermetalliske kompleks svarte stort sett til formelen FeAlgS^ og opp-viste et vektforhold mellom jern, aluminium og silisium på ca. 1 : 1,5 : 1. Det intermetalliske kompleks inneholdt ca. 7 kg aluminium og 5 kg silisium i ubundet form, og den totale sammensetning var som følger:

Chargen ble deretter redusert på vanlig måte og tappet av, hvorved der ble oppnådd en rålegering med følgende sammensetning:

Rålegeringen ble avkjølt til ca. 610°C og deretter underkastet separering i en sentrifuge, hvorved der ble oppnådd en væskefase og en fast fase av følgende sammensetning:

De 199,6 kg væskefase var en aluminium/ silisiumlegering med et vektforhold mellom aluminium og silisium på 88 : 12. De gjenværende faste faser ble deretter findelt i en kulemølle og siktet gjennom en 100 maskers sikt med følgende resultat: 6Den andel som hadde en partikkelstørrelse av + 100 masker kan deretter enten tilsettes den tidligere oppnådde aluminium/silisium-legering eller føres tilbake til rålegeringen og behandles påny. Andelen med en partikkelstørrelse av —100 masker kan enten behandles ytterligere for å fjerne det frie silisium eller føres direkte tilbake til ovnschargen. Av dette eksempel vil det ses at der vil måtte tilføres ytterligere 7,8 kg intermetalliske forbindelser.

Eksempel 2.

Dette eksempel beskriver også fremstillingen av en aluminium/silisium-legering, men av-viker fra eksempel 1 ved at der ble anvendt et urent chargemateriale.

En vanlig elektroovn med neddykket bue ble

fylt med følgende charge:

Sammensetningen av oksydene i chargen var som følger:

Den intermetalliske forbindelse svarte til den som er angitt under eksempel 5 i tabell 1 foran og hadde således følgende sammensetning:

Chargen ble deretter redusert på vanlig måte og tappet av, hvorved der ble opnådd en rålegering av følgende sammensetning:

Rålegeringen ble avkjølt til ca. 630°C og deretter separert ved sentrifugering, hvorved der ble oppnådd en væskefase og faste faser av følgende sammensetning:

Væskefasen er en aluminium/silisium-legering med et vektforhold mellom aluminium og silisium på ca. 88 : 12. De gjenværende faste faser ble deretter findelt i en kulemølle og siktet gjennom en 100 maskers sikt med følgende resultat:

Den andel som har en partikkelstørrelse av + 100 masker, kan enten tilsettes den tidligere oppnådde aluminium/silisium-legering eller re-sirkuleres til rålegeringen og behandles påny.

Det vil ses at den andel som inneholdt par-tikler på —100 masker, inneholdt 152,6 kg intermetallisk kompleks. Denne andel kan enten behandles videre for å gj envinne det frie silisium eller føres direkte tilbake til ovnschargen. Hvis denne andel skulle føres direkte tilbake til ovnschargen uten at der ble fjernet silisium, måtte 52,6 kg holdes tilbake, idet dette er omtrent den mengde intermetalliske forbindelser som frembringes av de urene chargematerialer.

Eksempel 3.

Dette eksempel beskriver en fremgangsmåte til fremstilling av rent aluminium av handelskvalitet.

Ifølge dette eksempel ble fremgangsmåte-trinnene i eksempel 1 gjentatt frem til avtappin-gen av 420,4 kg rålegering. Rålegeringen ble deretter underkastet vanlig kvikksølvekstrak-sjon, og det flytende legerte aluminium ble deretter separert fra de faste faser. Aluminium-legeringen ble deretter renset ved metoder som omfattet destillering og smelting. Der ble oppnådd et renset aluminium av følgende sammensetning:

De faste faser hadde følgende sammensetning: De faste faser ble findelt i en kulemølle og siktet gjennom en 100 maskers sikt med følgende resultat: '

Andelen med en partikkelstørrelse på + 100 masker bør fortrinnsvis føres tilbake til rålegeringen for påny å ekstraheres med kvikksølv når den neste sats behandles. Andelen med en par-tikkelstørrelse på —100 masker kan enten kasseres, men blir fortrinnsvis underkastet en bunnfellings- og flotasjonsseparasjon eller en tyngdekraftseparasjon med en tung væske, f. eks. en blanding av bromoform og karbonte-traklorid med en relativt tetthet av ca. 2,42. Etter en slik behandling ble der oppnådd hen-holdsvis bunnfall- og flotasjonsandeler av føl-gende sammensetning:

Flotasjonsandelen er silisium med en relativt høy grad av renhet, og dette materiale kan enten selges eller anvendes ved fremstillingen av andre arter aluminium/silisium-legeringer.

Bunnfallsandelen kan føres tilbake til ovnschargen for å gjøre prosessen kontinuerlig. Det vil ses at det ved den neste påsetting av ovnen vil være nødvendig å tilføre ytterligere 9,13 kg intermetallisk kompleks.

Den delvis rensede aluminium/silisium-legering som fås som en væskefase i eksemplene 1 og 2 kan underkastes en ytterligere behandling, idet aluminium lutes ut ved hjelp av et metallisk oppløsningsmiddel som f. eks. sink, kvikksølv eller bly.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til elektrotermisk fremstilling av en rålegering av aluminium og silisium, hvor en ovnscharge som omfatter alu-

miniumoksyd og silisiumoksyd og en tilstrekkelig mengde karbonholdig reduksjonsmiddel, til-føres en elektroovn og oppvarmes inntil oksydmalmene er redusert til metallisk tilstand, hvorved der dannes en smeltet rålegering, som tappes av fra ovnen, karakterisert ved at der i ovnschargen, hvori vektforholdet mellom aluminiumoksyd og silisiumoksyd fortrinnsvis ligger mellom 75:25 og 87:13, innlemmes mellom 15 og 50 vektprosent, regnet på aluminiumoksyd og silisiumoksyd, av et intermetallisk kompleks av aluminium og silisium med j ern og/eller titan, og eventuelt med krom og/eller mangan, hvilket kompleks er minst 75 pst. og fortrinnsvis 100 pst. kjemisk mettet med aluminium og/eller silisium.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der anvendes et intermetallisk kompleks med en tetthet av 3,4—4,3 <g>/cm3.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes et intermetallisk kompleks som inneholder både jern og titan i en mengde av tilsammen 25—55 vektprosent av komplekset..

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at der anvendes et kompleks hvis jeminnhold ikke overstiger 30 vektprosent, mens innholdet av titan ikke overstiger 45 vektprosent.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes et intermetallisk kompleks av jern, aluminium og silisium med 25—30 vektprosent jern.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes et intermetallisk kompleks av titan, aluminium og silisium med 25—45 vektprosent titan.

7. Fremgangsmåte som angitt i et av de fore-gående krav, karakterisert ved at der anvendes et kompleks hvis innhold av krom og/ eller mangan ikke overstiger 10 vektprosent.

8. Fremgangsmåte som angitt i et av de fore-gående krav, karakterisert ved at i det minste en del av den eller de faste faser som blir tilbake etterat der fra den avtappede legering er fraskilt en væskefase som inneholder aluminium, hvilke faste faser omfatter de intermetalliske komplekser, føres tilbake til ovnschargen, eventuelt etter å være underkastet en ytterligere behandling.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at den eller de faste faser findeles og siktes gjennom en sikt med en mas-kestørrelse mellom 30 og 300 masker, og at i det minste en del av den fineste fraksjon føres tilbake til rålegeringen.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at der fra den finere fraksjon før denne føres tilbake til ovnschargen, fraskilles elementært silisium.