202931. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium-szilícium ötvözetek előállítására, ahol az ötvözet szilíciumtartalma 2-22 tömegszázalék
1 HU 202 931 B 2 kentjük, és a keverést ezen a hőmérsékleten végezzük el. Nem célszerű azonban, ha a hőmérséklet- keverés közben 670 *C alá csökken, mert ekkor az olvadéknak a viszkozitása megnő, és ennek hatására az átkeverés hatásossága csökken, aminek eredménye az, hogy a szilícium felolvadási ideje megnő. Az eljárást 750 'C fölött végezni azért nem célszerű, mert a hidrogén beolvadási képessége nem kívánatos mértékben megnő, és ezáltal az alumínium veszteségei annak oxidálódása folytán is megnőnek. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban példák segítségével ismertetjük, amelyeknek során alumínium-szilícium ötvözetet hozunk létre, mégpedig 2-22 tömeg% szilíciummal. Az eljárás során a lángkemence fenéklemezére adagoló nyíláson keresztül beadjuk a szükséges mennyiségű kristályos szilíciumot, ahol is a beadott kristályos szilícium egy kúp formát képez. Ezt követően a kemence kádjában beöntjük a szükséges mennyiségű olvadt alumíniumot, mégpedig úgy, hogy az olvadék hőmérséklete 780-820 °C tartományba essen. Ezt követően a keletkező alumínium-szilícium olvadékot ugyanebből az olvadékból képezett sugárral keverjük át. Az olvadék sugarat például a Carborundum (US) cég által gyártott centrifugál szivattyúval vagy egyéb gázdinamikus szivattyúval vagy elektromágneses keverőkkel állíthatjuk elő, Ez utóbbi van ismertetve A.D. Andreev, V.V. Gogin, G.S. Makarov: „nagyteljesítményű olvadékelőállító berendezés alumínium- ötvözetekhez” c. művében ismertetve. A keletkezett olvadéksugarat a beadott kristályos szilícium által képezett kúp alapfelületére vezetjük, mégpedig úgy, hogy az olvadéksugámak a sebessége ugyanennek a tengelyirányába 0,5-0,8 m/sec tartományba esik. A keverés megkezdésével egyidejűleg a kemence kádjában a hőmérsékletet 670-750 “C-ra csökkentettük, és az olvadék keverését ezen a hőmérsékleten végeztük el. A hőmérsékletcsökkenés által nyert hőenergia, amely vagy úgy jön létre, hogy a hőforrást lekapcsoljuk, vagy úgy, hogy a meleget valamilyen formában elvezetjük, lehetővé teszi, hogy ezt a hőt más technológiai folyamatokhoz felhasználjuk. Azt, hogy az olvadék mennyire jó, azaz mennyire érett, az ötvözetnek a főkomponenseire végzett gyors analízisével tudjuk megállapítani, és ha ezek az eredmények megfelelők, úgy az ötvözetet kokillákba öntik. A találmány szerinti eljárást több példában valósítottuk meg, és ezeknek a mérési eredményeit fogjuk a továbbiakban ismertetni. 1. példa 25000 kg-os kemencetartalommal rendelkező lángkemence fenéklemezére olvadt fémet viszünk adagoló nyíláson keresztül, és a kemence fedelén keresztül 2950 kg kristályos szilíciumot adunk be, amely a kemence fenéklemezén kúpos formát vesz fel. Ezt követően a kemence kádjába 22050 kg olvadt alumíniumot öntünk, ahol az olvadék hőmérséklete 820 ‘C. Az ötvözet számított szilíciumtartalma 11,7 tömeg%. Ezt követően a keletkezett alumínium-szilícium olvadékot egy belőle képezett sugárral átkeverjük. A sugarat elektromágneses keverővei hozzuk létre, és 0,8 m/sec sebességgel vezetjük a kristályos szilícium által képezett kúpalap felületére. A keveréssel egyikdejűleg az olvadék hőmérsékletét a kemence kádjában 700 °C-ra csökkentjük úgy, hogy a hőforrást lekapcsoljuk, majd a keverést ezen a hőmérsékleten végezzük el. Az ötvözet érettségét az ötvözetben lévő főkomponensek és szennyező anyagok tartalmának gyors analízisével határozzuk meg, amely a példakénti eljárásnál 11,4 tömeg% szilícium tartalmat mutatott, és ezt követően öntöttük az olvadékot a kokillába. A lángkemencében végzett eljárások során kapott adatokat az 1. táblázat ismerteti. 5 10 15 20 25 30 35 1. Táblázat Példa száma 1 Az ötvözet Si-tartalma (tömeg%) 2 A kemence kádjába beöntött olvadt alumínium mennyisége, kg 3 A beadott kristályos szilícium mennyisége, kg 4 2 2 24490 510 3 11 22112 2888 4 13 21587 3413 5 22 19465 5535 6 2 24490 510 7 11 22112 2888 8 13 21587 3413 9 22 19465 5535 10 2 24490 510 11 11 22112 2888 12 13 21587 5535 13 22 19465 5535 3
