47. Силикоалюминий технологиясы (SiAl)

Al – Si жүйесіндегі құймалар 577^○С   12,3% Si болған кезде эвтетикамен кез келген қатынаста түзіле алады.  Si - Al  жүйесіндегі құймаларды құю саласында (қозғалтқыш блоктары, арматура, авияциялы  қозғалтқыштар, дөңгелек дискілері т.б.) қолданылады. Осы жүйенің негізінде біріншілік алюминий және кристалдылық кремнийді балқыту әдістеріндегі әр түрлі элементтермен қоспаланған 5 - 33% Si құймаларды алады.

ТМД-да қуатты кен түзгіш пештерде электртермиялық әдістерді қолданып, әр түрлі алюмосиликатты шикізаттардың көміртектерімен кремний және алюминий тотықтарын шығарады. Электротермиялық әдіспен  Al-ді  SiAl түрде алу және оны біріншілік және екіншілік алюминийдің орнына   болатты қышқылсыздандыру үшін қолдану келесідей артықшылықтарға ие: 

1) электролизер қуаттылықтарымен өлшенбейтін, кен түзгіш пештердің жеткілікті бастапқы қуаттылығы; 

2) ауыспалы тоқты тұрақты тоққа алмастыру және электрлік шығындарды азайту қажеттіліктерін болдырмау;

3) бокситтен глиноземді гидрометаллургиялық әдіспен алу қажеттілігінің жетіспеушілігі;

4) қымбат фторлы тұздарды қолдануды болдырмау;

5) әр түрлі алюмосиликаттарды (ставролитті, дистенді, силимонитті және басқада концентраттардан) және қазіргі кезде глинозем өндірісіне қолданылмайтын кедей бокситтерді қолдану арқылы кен базасын кеңейту мүмкіншілігі;

6)  шикізаттан Al-ді арзан және кең таралған көміртекті қоспалармен өңдеу; 

7)  цехтерді тұрғызу кезінде глиноземді және электролизді цехтердің шығындарымен салыстырғанда қуатты кен түзгіш пештер мен есептегендегі төмен капиталды шығындар;

 

Al₂O₃  -ті  көміртекпен қайта өңдеу кезінде  Al - O₂ - C:

​

Al₂O₃ → Al₄O₄С → Al₂OС → Al₄С₃ → Al.

 

Al₂O₃ Al₄С₃ Fe, Si. SiAl  Al и Si (3Al₂O₃ · 2SiO₂). 

 

SiO_2(ж) + 2С = Si_(ж) + 2СО,

2 / 3Al₂O₃ + 2С = 4 / 3Al + 2СО.

 

Жоғары қуаттылықты кен өңдегіш пештерде Al - Siқұймасын балқыту кезінде  59 - 64% Al құймасын алу тиімді. Бұл жағдайда құймадағы  Al және Si активтілігі төмен және екіншілік карбид үрдістері Si + 2СО = SiС + СО₂, 2Al + СО = Al₂OC  төмен деңгейде өтеді.  SiAl-дің өндірісінің  және оның негізіндегі литилі алюминий құймаларының (силумин АК12М2 және т.б.) технологиялық сұлбасы  негізделген. Құю балқымаларының автомобиль өнеркәсібінде келесі құрамдағы түрі кең таралған: 11 - 12,5% Si, Cu - 1,75 - 25%, Fe - 0,6 - 0,9 %, Mg  ≤ 0,2, Mn ≤ 0,5, Ni н.б. 0,3%, Ti ≤ 0,2, Zn ≤ 0,8%, Pb ≤ 0,15, Sr ≤ 0,1%.

Шикіқұрамның тотықты бөлігі глиноземнің алюмосиликатынан және басқада жоғары глиноземді минералдардан, ал Ni, Cu және т.б. элементтерді шикіқұрамға тотық немесе метал түрінде беруге болады. Олардың химиялық құрамына қойылатын негізгі талап темір тотығының төмен құрамы саналады. Өңдегіш ретінде газды көмірді  (2,5 - 4,5% күлділік, 32 - 37% ұшқыш заттар, 78 - 80% С) және мұнайлы коксты  (0,3 - 0,9% күлділік, 7 - 17% ұшқыш заттар, 88 - 90% С) береді, оларды шикіқұрамға Al және Si өңдеуге қажетті теориядан шамамен  94 - 98% енгізеді. Өңдегіштерді үсақ жіңішке тотықтармен бірге де ұнтақтайды да шнекті араластырғышта байланыстырғыш қоспасымен араластыруға жіберіледі. Содан кейін араласқан және ылғалдандырылған шикіқұрамды брикеттейді, оларды кептіреді және пешті бункерлерге бағыттайды. Балқытуды жабық колошникте және шикіқұрамның үнемі беріліп тұратын үйіндісімен жүргізеді. Колошникті арнайы мырышталған машинамен электродтардың жанында конустың пайда болуы үшін және шикіқұрамның жүрісін қамтамасыз ету үшін үйеді.құйма және қождың шығатын бөлігін бір уақытта құйманы рафинерлеп, үздіксіз футерленген қожда жүргізеді.

Алынған рафинерленген құйманың құрамында 59 - 63% Al, 38 - 39% Si және темірдің, титанның және калциймен басқада элементтердің қоспалары бар. Құйма балқыту миксеріне, ал қожды қайта өңдеуге жібереді. Құйманың рафинерленуінің металлургиялық өңделуі оны электролизді цехтан берілетін сұйық алюминиймен еріткеннен кейін басталады. Қыздырылатын миксерге құйма, салқындатылған қалдықтар және флюстерді береді. Содан кейін ерітілген құйманы кварц тығынының қабаты  арқылы филтрлейді және газды қыздыратын филтрлегіш пешке бағыттап, конвейерлі түрдегі машинада қоспалайды және аралстырады