202932. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-22 tömegszázalék szilíciumot tartalmazó alumínium-szilícium ötvözet előállítására
1 HU 202 932 B 2 síkja alatt kell bevezetni. Az inert gázsugámak a 0,3- 1 mm-es szemcseméretű kristály szilícium-frakcióval történő keverése valamilyen fluidizációs berendezéssel valósítható meg. Azáltal, hogy a 0,3-1 mm-es szemcseméretű kristályos szilíciumot az inert gáz segítségével az olvadék síkja alá vezetjük, biztosítható az, hogy az említett frakciójú szilícium feloldódása késedelem nélkül bekövetkezik, és hogy a szilícium szemcsék nem úsznak fel az olvadék tetejére. A találmány szerinti eljárás egy további foganatosítási módja szerint úgy járunk el, hogy első lépésben szintén osztályozzuk a kristályos szilíciumot 20-50 mm-es és 0,3-1 mm-es szemcseméretű frakciókra. Ezt követően azonban a 0,3-1 mm-es szemcseméretű kristályos szilíciumot báriumkloriddal és valamilyen, nátrium- és káliumklorid alapú vizes közeggel keverjük, és ebben a keverékben a kristályos szilícium aránya a báriumkloridhoz és a folyékony közeghez 7:1-2:1-3. Az így kapott keveréket azután préseljük. A folyékony közeg lehet például 52-57 tömegszázalék nátriumkloridot, 30-35% káliumkloridot és 10-15 tömegszázalék Na2SiFő anyagot tartalmazó keverék. Az ívfényes kemencébe először a 20-50 mm-es szemcseméretű kristályos szilíciumot adagoljuk, majd ezt követően a 0,3- 1 mm-es szemcseméretű szilícium-frakciót és a már említett báriumklorid és folyékony közeg keveréket. A 20-50 mm-es szemcseméretű szilícium-frakciónak a 0,3-1 mm-es szemcseméretű szilícium- frakcióhoz a tömegaránya 80-85:20-15. A következő lépésben a kemencébe öntjük a 780-820 "C-ú folyékony alumíniumot, ehhez adagoljuk azután a kétféle szilíciumfrakciót. Ennél a megoldásnál is biztosítva van, hogy a 0,3-1 mm-es szemcseméretű kristályos szilíciumfrakció időben feloldódjon az alumíniumban, és ne tudjon az olvadék felszínén úszni. Mindegyik esetben elvégzik a két ötvözet gyors analízisét, mielőtt azokat kokillákba öntenék. A továbbiakban a találmány szerinti eljárással megvalósított ötvözetekre néhány konkrét példát mutatunk be. 1. példa A szilíciumot aprítjuk, amdj 20-50 mm-es és 0,3-1 mm-es szemcseméretű frakciókra osztályozzuk, majd 2650 kg-ot a 20-50 mm-es szemcseméretű frakcióból 2500 kg befogadóképességű ívfényes kemencébe öntjük. Ezt követően a kemencébe 22 250 kg 800 ‘C-os folyékony alumíniumot is öntünk. A 20-50 mm-es szemcseméretű kristályos szilícium-frakció a folyékony alumíniumban, tehát a fent említett hőmérsékleten megy végbe úgy, hogy létrejön egy alumínium-szilícium olvadék. A keverést elektromágneses keverőberendezéssel végeztük. A 20-50 mm-es szemcseméretű kristályos szilícium frakció feloldásával egyidejűleg 270 kg (az adagban lévő szilícium össztömegének a 10%-a) 0,3-1 mm-es szemcseméretű kristályos szilíciumot adagolunk nitrogén-áramban az olvadék síkja alá. Az olvadékban a szilícium értéke 11,7% volt. Akkor, amikor a 0,3-1 mm-es szemcseméretű kristályos szilíciumot a nitrogénsugárral bevezettük, létejön a szilícium teljes mennyiségének a feloldódása. Az, hogy az ötvözet végül is milyen lesz, az alapkomponenseknek a gyors analízisével lehet megállapítani, továbbá meg lehet állapítani a különböző adalékanyagokat is ily módon. Ebben az esetben tehát a szilícium 11,7 tömegszázalék volt, és ez került a kokillákban öntésre. A következőkben bemutatandó 1. táblázat bemutatja azt, hogy az eljárás különböző foganatosítási módjai szerint hogyan lehet elvégezni a találmány szerinti eljárást. 5 10 15 20 25 30 35 1. táblázat Példa száma Az ötvözet kristályos Si-tartalma (tömeg%) Hőmérséklet, amelynél a kristályos Si az a luminiumban felolvadt (°C) 0,3-1 mm-es kristályos si-ffakció aránya a teljes adag kristályos si-hoz (%) Inert gáz 2 2 a) 780 b) 800 c) 820 3 Nitrogén 3 22 a) 780 b) 800 c) 820 3 Nitrogén 4 11 a) 780 b) 800 c) 820 3 Argon 5 2 800 a) 5 b) 10 Nitrogén 6 22 800 a) 5 b) 10 Argon 7 11 800 a) 5 b) 10 Nitrogén 4
