Технология производства железоалюминоциркониевой лигатуры

Химический состав железоалюминоциркониевой лигатуры марок АЦр-1 и АЦр-2 в соответствии с ТУ 14-5-40—74 приведен ниже, %:

Содержание алюминия в лигатуре не регламентируется, но определяется и вносится в сертификат.

Ферроалюминоциркониевую лигатуру можно выплавлять внепечным алюминотермическим методом или в электрической печи. Для выплавки лигатуры внепечным методом использовали следующие материалы:

1) техническую двуокись циркония в зернах крупностью до 3 мм, с содержанием 95—96% ZrO2 и содержанием примесей, соответствующим нормам, приведенным в табл. 114;

2) цирконовый концентрат по ОСТ 48-28—74;

3) обогащенную железную руду;

4) первичный алюминиевый порошок, содержащий не выше 0,25% Si и 0,1% Cu;

5) алюминомагниевый порошок МА-50 или АМП;

6) плавиковый шпат, содержащий не выше 2% SiO2 крупностью до 1,5 мм.;

При расчете шихты ферроалюминоциркония принимали, что в металл переходит 60% Zr, 90% Si, 99% Fe, алюминий используется на 95%.

В состав шихты внепечной плавки ферроалюминоциркониевой лигатуры входило 100 кг двуокиси циркония, 30 кг цирконового концентрата, 200 кг железной руды, 104 кг алюминиевого порошка, 60 кг алюминомагниевого порошка и 24 кг плавикового шпата.

Соотношение между двуокисью циркония и цирконовым концентратом в шихте определялось количеством кремния, вносимого шихтовыми материалами, в первую очередь железной рудой. Необходимо стремиться к максимальному количеству цирконового концентрата в шихте, так как цирконовый концентрат более дешевый материал, чем двуокись циркония.

Смешанную шихту засыпали в плавильный горн, футерованный магнезитовым кирпичом и предварительно нагретый до 100— 200° С. Плавку проводили с верхним запалом.

Электропечная выплавка ферроалюминоциркониевой лигатуры проводится на блок в горне, футерованном магнезитовым кирпичом. Исходным материалом служат техническая двуокись циркония, цирконовый концентрат, обогащенная железная руда, первичный алюминиевый порошок, свежеобожженная известь и натриевая селитра. Перед началом плавки на подине плавильного горна проплавляют запальную часть шихты, состоящую из 75— 100 кг цирконового концентрата, 56—70 кг алюминиевого порошка, 12—17 кг железной руды, 22—45 кг селитры и 25—35 кг извести. На этом расплаве зажигают дуги и загружают основную шихту — 480 кг технической двуокиси циркония, 555 кг алюминиевого порошка, 720 кг железной руды, 390 кг извести.

При мощности электропечи 750 кВт шихту загружают в течение одного часа. После проплавления основной шихты с целью более полного осаждения корольков металла в слиток на поверхность расплава задают железотермитный осадитель, состоящий из 173 кг железной руды, 77 кг алюминиевого порошка и 100 кг извести, и расплав выдерживают под током в течение 10 мин.

Ниже приведен состав некоторых промышленных плавок ферроалюминоциркониевой лигатуры, %:

При проведении электропечной выплавки ферроалюминоциркониевой лигатуры на 1 т сплава расходуется 420 кг технической двуокиси циркония, HO кг цирконового концентрата, 735 кг алюминиевого порошка, 940 кг железной руды, 37 кг натриевой селитры и 515 кг извести. Расход электроэнергии составляет 735 кВт*ч, извлечение циркония 42,5%.