RU2016110C1 - Способ переработки отходов кремния - Google Patents
Способ переработки отходов кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016110C1 RU2016110C1 SU5019522A RU2016110C1 RU 2016110 C1 RU2016110 C1 RU 2016110C1 SU 5019522 A SU5019522 A SU 5019522A RU 2016110 C1 RU2016110 C1 RU 2016110C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- melt
- temperature
- aluminum
- fractions
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 50
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 12
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 title abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 abstract 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 abstract 1
- 239000000274 aluminium melt Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910000551 Silumin Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- -1 with stirring Chemical compound 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Использование: при переработке отходов кремния. Сущность: осуществляют введение кремния фракции (0,1 - 20 мм) на поверхность расплава алюминия при 670 - 680°С с последующим нагревом расплава до 720 - 750°С со скоростью 2,5 - 4°С/мин. 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии переработки отходов кремния при производстве алюминиевокремниевых сплавов.
Известно, что для получения алюминиевокремниевых сплавов используют кристаллический кремний фракции 20-50 мм, а пылевидную и мелкую фракции после дробления и отсева направляют в отвал, что ведет к снижению степени использования кремния при производстве вышеуказанных сплавов (М. Б. Альтман и др. Плавка и литье легких сплавов. М., "Металлургия", 1969, с. 270).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки кремния пылевидной фракции (0,3-1,0 мм), образуемой от дробления и транспортировок кристаллического кремния, включающий введение указанной фракции кремния в расплавленный и нагретый до температуры 850-900оС (выше температуры плавления на 190-240оС) алюминий в качестве присадки алюминиевокремниевых сплавов путем вдувания ее под уровень расплава с инертным газом или погружения в спрессованном виде с утяжелителем и флюсом (авт. св. N 1124599, кл. С 22 C, 1983).
Недостатком известного способа является низкая усвояемость пылевидного кремния, которая составляет лишь 60%. Фракция кремния менее 0,3 мм не усваивается, а более 1 мм - усваивается частично (менее 60%). Низкая усвояемость существенно увеличивает время приготовления сплава, так как для достижения требуемой концентрации кремния в получаемом сплаве необходимо ввести большее количество пылевидного кремния (больше в 1,6 раза). Увеличение продолжительности плавки ведет к повышенным потерям металла (алюминия и кремния-дополнительно) от окисления расплава.
Целью предлагаемого изобретения является повышение усвояемости кремния и сокращение потерь металла от окисления расплава за счет уменьшения продолжительности плавки.
Поставленная цель достигается тем, что по способу переработки отходов кремния, включающему введение кремния пылевидной и мелкой фракции (0-20 мм) в расплав алюминия при перемешивании, кремний указанных фракций вводят на поверхность расплава, нагретого до температуры на 10-20оС выше температуры плавления, а после введения кремния темпеpатуpу расплава повышают до 720-750оС со скоростью 2,5-4оС/мин. При получении заэвтектических алюминиевокремниевых сплавов отходы кремния вводят в расплав силумина.
Введение отходов кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) на поверхность расплава, нагретого до температуры на 10-20оС выше температуры плавления, с последующим повышением температуры расплава до 720-750оС с определенной скоростью обеспечивает повышение усвояемости кремния и сокращение потерь металла от окисления расплава за счет уменьшения продолжительности плавки.
Усвояемость кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) повышается за счет интенсивного замешивания кремния указанных фракций в расплав, нагретый до температуры на 10-20оС выше температуры плавления, что создает благоприятные условия для эффективного его усвоения в период повышения температуры расплава до 720-750оС с определенной скоростью. С повышением усвояемости кремния снижаются его потери, а значит, уменьшается количество вводимого в расплав кремния пылевидной и мелкой фракций, необходимое для достижения требуемой концентрации кремния в сплаве, что ведет к уменьшению времени приготовления сплава и за счет этого - сокращению потерь металла (алюминия и кремния-дополнительно) от окисления расплава.
Выбранные пределы параметров способа лимитируются следующими факторами.
1. Введение кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) в расплав, нагретый до температуры, превышающей температуру плавления более, чем на 20оС, ведет к резкому ухудшению замешивания кремния в расплав, что снижает его усвояемость и повышает потери металла от окисления расплава в результате увеличения продолжительности плавки, а введение кремния указанных фракций в расплав, нагретый до температуры, превышающей температуру плавления менее, чем на 10оС, не представляется возможным из-за сближения температуры расплава и температуры его плавления.
2. Увеличение температуры расплава после введения кремния выше 750оС ведет к увеличению потерь металла, а уменьшение ниже 720оС - не обеспечивает высокой усвояемости (она ниже усвояемости кремния фракции 20-50 мм по известному способу приготовления сплава, равной 96,5%).
3. Увеличение скорости подъема температуры расплава более 4оС/мин ведет к значительному снижению усвояемости (также ниже 96,5%), а уменьшение менее 2,5оС/мин - к увеличению потерь металла от окисления расплава.
В результате поиска по патентной и научно-технической литературе не были обнаружены технические решения с признаками, отличающими предлагаемый способ от прототипа, а именно: позволяющими осуществить интенсивное замешивание кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм), создав тем самым благоприятные условия для эффективного его усвоения, что, в свою очередь, создает широкие возможности использования отходов кремния в качестве присадки при получении алюминиевокремниевых сплавов, причем пониженной себестоимости.
Реализация способа осуществляется при получении алюминиевокремниевых сплавов типа АЛ2 и АК18. В качестве присадки используют отходы кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм), получаемые при дроблении и транспортировках кристаллического кремния и направляемые после отсева в отвал. В качестве основы - расплава для введения отходов кремния, используют первичный алюминий марок А5, А6 и А0, а для получения сплава АК18 - чушковой силумин.
П р и м е р 1. В разогретую тигельную печь ИАТ-6М (емкостью 6 тн) загружают чушковой алюминий в количестве 4500 кг, расплавляют его и расплав доводят до температуры на 10оС выше температуры плавления, т. е. до 670оС, при которой на поверхность расплава загружают отходы кремния пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) в количестве 556 кг из расчета получения сплава АЛ2 с содержанием кремния 11% (без учета потерь). Перегрев над ликвидусом в 10оС поддерживают в течение всего периода введения кремния указанных фракций, а после завершения его введения температуру расплава повышают до 720оС со скоростью 2,5оС/мин. Отбирают пробы на определение химического состава. После остывания шлака от него отбирают пробы на определение количества металла и окислов в нем. Шлак взвешивают. Определяют усвояемость кремния и потери металла. Получают сплав АЛ2 с содержанием кремния 10,87%. Усвояемость кремния составляет 98,8%.
В примерах 2 и 3 отходы кремния перерабатывают аналогично примеру 1 при следующих параметрах. П р и м е р 2. Температура перегрева над ликвидусом 15оС Температура расплава после ее повышения 730оС Скорость подъема темпера- туры 3оС/мин
П р и м е р 3. Температура перегрева над ликвидусом 20оС Температура расплава после ее повышения 750оС Скорость подъема темпе- ратуры 4оС/мин.
П р и м е р 3. Температура перегрева над ликвидусом 20оС Температура расплава после ее повышения 750оС Скорость подъема темпе- ратуры 4оС/мин.
В примере 4 отходы кремния перерабатывают аналогично примерам 1-3 с введением кремния пылевидной и мелкой фракции (0-20 мм) в расплав силумина.
П р и м е р 4. В печь загружают 4800 кг чушкового силумина с содержанием кремния 10,8%, расплавляют содержимое и расплав доводят до температуры на 10оС выше температуры плавления, т. е. до 605оС, при которой на поверхность расплава загружают кремний пылевидной и мелкой фракций (0-20 мм) в количестве 422 кг из расчета получения сплава АК18 с содержанием кремния 18% (без учета потерь) . После введения отходов кремния температура расплава повышают до 720оС со скоростью 2,5оС/мин. Получают сплав с содержанием кремния 17,68. Усвояемость составляет 98,2%.
В примерах 5 и 6 отходы кремния перерабатывают аналогично примеру 4 в пределах заявленных интервалов.
В примерах 7-11 отходы кремния перерабатывают аналогично примерам (1-6) за пределами заявленных интервалов.
Перерабатывают отходы кремния и по известному способу.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Из данных таблицы видно, что использование заявляемого способа переработки отходов кремния пылевидной и мелкой фракций (примеры 1-6) обеспечивает повышение усвояемости кремния на 37,4-38,5% и сокращение потерь металла от окисления расплава на 3,2-3,8 кг/т (в том числе алюминия - на 2,8-3,6 кг/т) за счет сокращения продолжительности плавки на 19% при получении сплава АЛ2 и на 38% - сплава АК18. Удельный расход кремния пылевидной и мелкой фракций уменьшается в среднем на 70,8 кг/т получаемого сплава.
Claims (1)
- СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ КРЕМНИЯ, включающий введение кремния в расплав алюминия с перемешиванием, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвоения кремния, сокращения продолжительности процесса плавки и потерь алюминия и кремния, введение кремния фракции 0,1 - 20,0 мм осуществляют на поверхность расплава при 670 - 680oС с последующим нагревом расплава до 720 - 750oС со скоростью 2,5 - 4,0 град./мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5019522 RU2016110C1 (ru) | 1991-12-29 | 1991-12-29 | Способ переработки отходов кремния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5019522 RU2016110C1 (ru) | 1991-12-29 | 1991-12-29 | Способ переработки отходов кремния |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016110C1 true RU2016110C1 (ru) | 1994-07-15 |
Family
ID=21593036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5019522 RU2016110C1 (ru) | 1991-12-29 | 1991-12-29 | Способ переработки отходов кремния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2016110C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2180013C1 (ru) * | 2000-07-17 | 2002-02-27 | Гаврилин Игорь Васильевич | Способ переплава пылевидных отходов кремния в среде твердожидкого алюминия |
| RU2258757C1 (ru) * | 2004-06-22 | 2005-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Способ получения кремнийсодержащего алюминиевого сплава |
-
1991
- 1991-12-29 RU SU5019522 patent/RU2016110C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент ГДР N 260521, кл. C 22C 1/02, публ. 1988 г. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2180013C1 (ru) * | 2000-07-17 | 2002-02-27 | Гаврилин Игорь Васильевич | Способ переплава пылевидных отходов кремния в среде твердожидкого алюминия |
| RU2258757C1 (ru) * | 2004-06-22 | 2005-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Способ получения кремнийсодержащего алюминиевого сплава |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2016110C1 (ru) | Способ переработки отходов кремния | |
| RU2010881C1 (ru) | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов | |
| JPH07188831A (ja) | ステンレス鋼の製造方法および装置 | |
| RU2455379C1 (ru) | Способ выплавки низкоуглеродистых марганецсодержащих сплавов | |
| RU2335564C2 (ru) | Высокотитановый ферросплав, получаемый двухстадийным восстановлением из ильменита | |
| SU1708907A1 (ru) | Алюминотермический способ выплавки феррованади | |
| RU2329322C2 (ru) | Способ получения высокотитанового ферросплава из ильменита | |
| RU2140458C1 (ru) | Способ передела ванадиевого чугуна | |
| SU1418345A1 (ru) | Способ получени ферротитана | |
| RU2148088C1 (ru) | Способ передела ванадиевого чугуна ником-процессом | |
| RU2004599C1 (ru) | Смесь дл легировани расплава | |
| RU2010878C1 (ru) | Способ переработки отходов магния и его сплавов | |
| US2991174A (en) | Process of producing chromium steel | |
| RU2001101836A (ru) | Способ получения ванадийсодержащего ферросплава | |
| SU569643A1 (ru) | Способ выплавки ферромолибдена | |
| SU569627A1 (ru) | Способ рафинировани расплава аллюминиевой стружки | |
| SU791781A1 (ru) | Способ обеднени медьсодержащих шлаков | |
| SU665003A1 (ru) | Способ выплавки ванадийсодержащей стали | |
| SU1650333A1 (ru) | Шлакообразующа смесь | |
| SU1206318A2 (ru) | Шихта дл выплавки быстрорежущей стали | |
| JPS594484B2 (ja) | ゴウキンテツノダツリン ダツタンホウホウ | |
| RU2006504C1 (ru) | Способ дефосфорации жидкого силикомарганца | |
| SU1678846A1 (ru) | Способ получени чугуна в дуговых электрических печах | |
| SU1421790A1 (ru) | Флюс дл переработки отходов алюминиево-кремниевых сплавов | |
| SU1006530A1 (ru) | Способ получени сплавов с ванадием |