Композиционный рафинирующий флюс для электрошлакового переплава меди или ее сплавов

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИОННЫЙ РАФИНИРУЮЩИЙ ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА МЕДИ ИЛИ ЕЕ СПЛАВОВ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Клещенак Геннадий Иванович Скрежендевский Сергей Евгеньевич Вакулина Ольга Александровна Тарновская Ольга Геннадьевна(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Композиционный рафинирующий флюс для электрошлакового переплава меди или ее сплавов, содержащий оксид кальция, оксид алюминия и оксид кремния, отличающийся тем, что дополнительно содержит оксид магния, хлорид кальция, хлорид бария и хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.оксид кальция оксид алюминия оксид кремния оксид магния хлорид кальция хлорид бария хлорид натрия Изобретение относится к цветной электрометаллургии, в частности электрошлаковому переплаву стружки меди и сплавов на ее основе. Известен бесфторидный флюс АН-292 1, содержащий 60 оксида алюминия, 35 оксида кальция, 5 оксида магния, имеющий температуру плавления 1450-1480 С. Недостатком данного флюса является его высокая стоимость из-за высокого содержания дорогого оксида алюминия. Кроме того, из-за высокой температуры плавления он не может использоваться для электрошлакового переплава меди и медных сплавов. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является композиционный рафинирующий флюс для электрошлакового переплава меди или ее сплавов, содержащий 55 фторида кальция, 10 оксида кальция,10 оксида алюминия и 25 оксида кремния 2. 9976 1 2007.12.30 Недостатком прототипа является относительно высокая температура плавления(1129 С) для электрошлакового переплава меди или ее сплавов. Для электрошлакового переплава стружки меди и ее сплавов необходимо, чтобы рафинирующий флюс имел температуру плавления ниже 1000 С. Задачей, решаемой изобретением, является понижение температуры плавления флюса при сохранении его свойств на допустимом уровне. Решение задачи достигается тем, что композиционный рафинирующий флюс для электрошлакового переплава меди или ее сплавов, содержащий оксид кальция, оксид алюминия и оксид кремния, дополнительно содержит оксид магния, хлорид кальция, хлорид бария и хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.оксид кальция 22-28 оксид алюминия 21-25 оксид кремния 10-20 оксид магния 3-6 хлорид кальция 20-25 хлорид бария 3-6 хлорид натрия 2-5. Композиционный рафинирующий флюс приготавливали путем перемешивания предварительно прокаленных при 100-150 С порошкообразных компонентов. С помощью высокотемпературного микроскопа и вращающегося вискозиметра определяли температуру плавления и вязкость рафинирующего флюса. Электропроводность определяли по напряжению и току, подводимому к графитовому электроду. Опытные плавки проводили на установке электрошлакового кокильного литья типа УШ-159 с помощью графитового электрода. В футерованный магнезитовым кирпичом тигель в области затравки засыпали небольшое количество медной стружки и флюса. После опускания графитового электрода до контакта с затравкой подавалось напряжение и запускался электрошлаковый процесс. После образования шлаковой ванны отдельными порциями подавалась стружка медного сплава (Бр ОЦС 5-5-5). В процессе плавки исследовали свойства флюса (температура плавления, вязкость и удельная электропроводность) при температуре 1250 С. Результаты исследований представлены в таблице. Установлено, что при вводе в состав рафинирующего флюса хлоридов кальция, бария, натрия и оксида кремния наблюдается понижение температуры плавления флюса и его вязкости. Электропроводность шлака при этом возрастает. Однако показатели свойств флюса находятся в пределах, позволяющих стабильно проводить электрошлаковый процесс. Температура плавления флюса 9501000 С, вязкость 0,01-0,02 Па с, удельное электросопротивление 3,12-3,30 Ом-1 см-1. При вводе оксида кальция более 28(состав 18) наблюдается некоторое повышение температур плавления флюса, а при введении менее 22 СаО (состав 17) практически не наблюдается изменений в свойствах флюса. При вводе оксида алюминия менее 21(состав 16) и более 25(состав 13) не обеспечивается необходимая температура плавления флюса. Оксид магния при содержании менее 3(состав 15) не влияет на свойства флюса, а при содержании более 6(состав 14) наблюдается повышение температуры плавления. При введении хлорида кальция менее 20(состав 5) наблюдается повышение температуры плавления флюса, а при введении более 25(состав 6) наблюдается увеличение удельной электропроводности флюса. Введение хлорида бария менее 3(состав 9) не наблюдается изменение свойств флюса, а введение более 6(состав 8) приводит к некоторому увеличению удельной электропроводности флюса. При введении хлорида натрия менее 2(состав 10) наблюдается повышение температуры плавления, а при содержании более 5(состав 11) в некоторой степени повышается удельная электропроводность флюса. 2 9976 1 2007.12.30 Оксид кремния является одним из важнейших компонентов. При содержании его менее 10(состав 6) резко возрастает электропроводность флюса, а при содержании более 20(состав 11) наблюдается некоторое повышение температуры плавления. Содержание компонентов, мас. ТемпеОксид соОксид Оксид Хлорид Хлорид Хлорид Оксид ратура алюста- 2 кальция магния кальция бария натрия кремния плавминия ва ления Удельная Вязкость электропри провод 1250 С, ность при Па С 1250 С,Ом 1 см 1 11 12- вязкость шлака определялась при температуре 1600 С, а удельная электропроводность при 1850 С. Таким образом, при изготовлении флюса с содержанием компонентов в указанных в формуле изобретения соотношениях обеспечивается оптимальное сочетание свойств рафинирующего флюса. Источники информации 1. Латаш Ю.В., Медовар Б.И. Электрошлаковый переплав. - М. Металлургия, 1970. С. 28. 2. Ли Женбан, Жан Явен, Ян Йенвен, Кун Венбо. Влияние состава шлака и коэффициента заполнения на расход электроэнергии при ЭШП. В кн. Электрошлаковый переплав. Киев Наук. думка, 1984. Вып. 8. - С. 137-138. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3