Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

А. И. Безруких, ведущий научный сотрудник офиса развития научной деятельности, канд. техн. наук, эл. почта: ai@bezru.ru
И. Л. Константинов, доцент кафедры обработки металлов давлением, канд. техн. наук, эл. почта: ilcon@mail.ru
В. А. Матюшенцев, аспирант кафедры металловедения и термической обработки металлов имени В. С. Биронта, эл. почта: matyushentsev.v.a@gmail.com
Н. С. Домбровский, магистр кафедры общей металлургии, эл. почта: dns0802@mail.ru

В промышленных условиях российского металлургического предприятия проведены исследования эффективности применения флюсов SATA-GF-M15, SCOT-MAG и RI-Flux для очистки алюминиевого сплава 5052 от водорода, натрия и кальция. Подготовка расплава и последующее полунепрерывное литье сплава выполнены согласно требованиям производственной нормативной документации с использованием системы рафинирования HD-2000 (SNIF®), камеры тонкой очистки металла Mitsui (тип картриджей— Rc) и камеры фильтрации с двумя параллельно установленными пенокерамическими фильтрами плотностью 50 ppi. Литье крупногабаритных плоских слитков с размером сечения 560×1310 мм проведено при помощи распределителя металла Combo-Bag, модифицирование осуществлено вводом прутков лигатуры AlTi5B1 путем подачи к входному и выходному порталам камеры тонкой очистки металла Mitsui. Расход лигатуры — 1 кг/т. Для каждого флюса выполнены по три плавки, результаты которых подвергнуты статистической обработке. В ходе экспериментов, проведенных на плавильно-литейном комплексе Wagstaff, разработаны технические решения, позволяющие эффективно рафинировать расплав рассматриваемого сплава от водорода, кальция и натрия при полунепрерывном литье крупногабаритных плоских слитков, предназначенных для прокатки. Установлено, что из исследованных флюсов рафинирующий флюсовой препарат SCOT-MAG наиболее эффективно снижает в расплаве содержание примеси водорода, натрия и кальция, а чистота сплава по результатам анализа PoDFA соответствует требованиям технической спецификации. Поэтому использование данного флюса следует считать предпочтительным для рафинирования сплава 5052 и рекомендовано для опробования с целью определения целесообразности его применения для других алюминиевых сплавов серии 5ххх.

Работа выполнена лабораторией низкоуглеродной металлургии и энергетики в рамках государственного задания ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» организации-участника НОЦ «Енисейская Сибирь» в рамках национального проекта «Наука и университеты», номер проекта FSRZ-2024-0004.

1. Садоха М. А., Андрушевич А. А. Технологии рафинирования алюминиевых сплавов продувкой газами // Литье и металлургия. 2021. № 1. С. 38–42.
2. Чечуха В. И., Садоха М. А. Дефекты при литье под высоким давлением и меры предупреждения газ овых дефектов // Литье и металлургия. 2023. № 4. С. 16-24.
3. Марукович Е. И., Садоха М. А. Тенденции развития литейного производства // Литейщик России. 2023. № 5. С. 12–16.
4. Крушенко Г. Г., Воеводина М. А. Фильтрация алюминиевых сплавов, применяемых в конструкциях летательных аппаратов // Вестник СибГАУ. 2014. № 2. С. 126–131.
5. Курдюмов А. В. и др. Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых расплавов. — М. : Металлургия, 1980. — 196 с.
6. Куликов Б. П., Баранов В. Н., Партыко Е. Г., Костин И. В. и др. Сравнительные исследования остава и свойств покровно-рафинирующих флюсов ФПР23 и Биомаг // Металлург. 2022. № 3. С. 50–56.
7. Utigard T. A., Roy R. R., Friesen K. Properties of fluxes used in molten aluminium processing // High Temperature Materials and Processes. 2001. Vol. 20, Iss. 3-4. Р. 303–307. DOI: 10.1515/HTMP.2001.20.3-4.303
8. Rasool A., Sukanta C., Michael J. Elimination of chlorine at the aluminium bahrain casthouses // Aluminium Cast House Technology. 2007. Р. 25–30.
9. Gökelma M., Morscheiser J., Badowski M. Observation on inclusion settling by LiMCA and PoDFA analysis in aluminium melts // International Аluminium Journal. 2015. Vol. 91. P. 56–61.
10. Doutre D., Gariepy B., Martin J. P. Aluminum cleanliness monitoring: methods and applications in process development and quality control // Essential Readings in Light Metals. 2013. P. 296–304.
11. Куликов Б. П., Баранов В. Н., Партыко Е. Г., Косович А. А. и др. Технология получения плавленых флюсов с заданными свойствами // Прогрессивные литейные технологии. Труды XI Международной научно-практической конференции / под ред. В. Д. Белова и А. В. Колтыгина. — Москва, 2022. С. 312–318.
12. Куликов Б. П., Баранов В. Н., Партыко Е. Г., Юрьев П. О., Янов В. В. Совершенствование методики отбора пробы жидкого металла для анализа на содержание водорода // Металлург. 2020. № 12. С. 56–58.
13. Костин И. В., Безруких А. И., Беляев С. В., Фролов В. Ф. и др. Исследование технологии модифицирования при литье плоских слитков 5ххх серии // Журнал Сибирского федерального университета: Химия. 2017. № 10. С. 90–98.
14. Сайт компании Wagstaff. — URL: https://www.wagstaff.com/Russia.htm (дата обращения: 21.05.2024)
15. ГОСТ 9498–79. Слитки из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов плоские для проката. Технические условия. — Введ. 01.01.1980.
16. ГОСТ 4784–2019. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. — Введ. 01.09.2019.
17. Система очистки и перемешивания металла в печах. — URL: http://www.ruscastings.ru/files/file187.pdf (дата обращения: 21.05.2024).
18. Процесс поточной дегазации. — URL: http://www.tehnotd.ru/files/catalog/aluminij/pyrotek_russian.pdf (дата обращения: 21.05.2024)
19. Казаков А. А., Киселев Д. В., Кур А. А. Автоматизированная оценка неметаллических включений в алюминиевых сплавах по методике PoDFA с помощью анализа изображений // Цветные металлы. 2019. № 3. C. 43–51.
20. Напалков В. И., Фролов В. Ф., Баранов В. Н. и др. Плавление и литье алюминиевых сплавов : монография. — Красноярск : Сибирский федеральный университет. 2020. С. 577–586.
21. Задруцкий С. П., Румянцева Г. А., Немененок Б. М. О рафи нирующей способности и экологической безопасности новых флюсов и препаратов // Литейное производство. 2013. № 5. С. 10–12.
22. Пискарев Д. В., Казаков П. В., Ульянов Д. С. Флюсовая обработка — просто и доступно // Цветные металлы. 2010. № 12. С. 64–68.