CN101871052B - 一种净化铝及铝合金熔体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种净化铝及铝合金熔体的方法，该方法为：将原料加入到精炼炉内；然后将原料加热到730℃～760℃制成熔体，再向炉内添加第一种精炼介质；熔体冶炼20分钟后，再静置30分钟，然后将熔体表层的渣料扒除；继续将精炼炉内熔体的温度加热到740℃～770℃，然后向炉内添加第二种精炼介质；再将熔体重复上步冶炼过程；上述工艺完成后将熔体转入静置炉内静置30分钟，然后再将熔体转入除气装置内，在所述除气装置内加入炉外精炼介质；用过滤器过滤除气后的熔体，通过过滤将微粒杂质去除；将过滤后的熔体转入结晶器内结晶，最终制成铝或铝合金成品。该方法具有净化效率高、无副作用、烧损小、浪费小，可制成高质量熔体的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属冶炼工艺，具体涉及到一种将金属熔体中的杂质去除，对金属熔体进行净化的方法。
背景技术
铝或铝合金熔体的质量是决定铝材性能高低的关键因素之一。铝或铝合金传统的冶炼工艺为：将铝或铝合金在精炼炉中加热成熔体，使该熔体在精炼炉内精炼一段时间，并在精炼的过程中加入适量的精练剂，然后再通过在线过滤工艺将杂质过滤掉，最终制成干净的熔体。上述传统工艺的缺点：铝或铝合金的浪费较大、净化效果不够理想、副作用较大、且易烧损铝或铝合金熔体，导致熔体质量不易控制而引起产品质量低下。
产生上述缺陷的主要原因包括有：①传统的精练剂是以Na、Ka盐为主要成分，这类精炼剂容易在铝或铝合金的熔体中形成微粒夹渣；②由于在传统的精炼工艺中精炼温度控制的不够合理，导致熔体的黏度过大，气体与夹渣不易释放，黏度过小导致烧损严重和倒吸气等问题；③在传统的精炼工艺中用作载体的气体Ar、N2、Cl，一方面由于纯度不够，导致倒吸气，另一方面在一定温度下，N2容易与铝反应形成AlN，增大了烧损和熔体黏度；④由于微粒夹渣的存在，使过滤效果差；⑤采用传统技术只能作到炉内含气量≥0.3ml/100gAl，最终熔体含气量只能≤0.2ml/100gAl。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种净化铝及铝合金熔体的方法，该方法具有净化效率高、净化过程中无副作用、烧损小、浪费小可制成高质量铝及铝合金熔体。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤：
S1：将用于冶炼铝或铝合金的原料加入到精炼炉内；
S2：将炉内的所述原料加热到730℃～760℃制成铝或铝合金的熔体，然后向炉内第一次添加炉内精炼介质；
S3：在730℃～760℃状态下，将铝或铝合金熔体冶炼到设定的时间后，再静置一段时间，然后将所述熔体表层的渣料扒除；
S4：继续将精炼炉内所述熔体的温度加热到740℃～770℃，然后向炉内第二次添加炉内精炼介质；
S5：在740℃～770℃状态下，将铝或铝合金的熔体重复S3的步骤；
S6：上述S5步骤完成后将所述熔体转入静置炉内静置一段时间，然后再将所述熔体转入除气装置内，在所述除气装置内加入炉外精炼介质；
S7：用过滤器过滤S6步骤中除气后的熔体，将微粒杂质去除；
S8：将过滤后熔体转入结晶器内结晶，最终制成铝或铝合金成品。
其中较佳的技术方案是，在S2步骤中第一次添加到炉内的所述精炼介质为氩气喷粉，所述氩气喷粉是以氩气为载体，将高冰晶石粉末与低钠精炼剂粉末用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中。
较佳的技术方案还有，若所述的铝合金为铝镁合金，在S2步骤中第一次添加到炉内的所述精炼介质为氩气喷粉，所述氩气喷粉是以氩气为载体，将高冰晶石粉末、铍粉末与低钠精炼剂粉末用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中。
较佳的技术方案还有，在所述氩气喷粉中高冰晶石粉末的含量为55％～65％，低钠精炼剂粉末的含量为20％～25％，其余为氩气。
较佳的技术方案还有，所述氩气喷粉的用量为，在每吨铝或铝合金的熔体中添加1～2公斤。
较佳的技术方案还有，在S4、S5步骤中第二次添加到炉内的所述精炼介质为四氯化碳粉末，所述四氯化碳粉末是以氩气为载体，用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中。
较佳的技术方案还有，所述四氯化碳粉末的用量为，在每吨铝或铝合金的熔体中添加0.3～0.8公斤。
较佳的技术方案还有，在S6步骤中添加的所述炉外精炼介质是，纯度为99.998％的氩气，加入所述除气装置内氩气的流量为18～22m3/h。
较佳的技术方案还有，在S7步骤中所述的过滤器包括有管式滤器和/或陶瓷板式过滤器。
较佳的技术方案还有，在S3、S5步骤中所述的冶炼设定时间为15～25分钟，所述的静置时间为25～35分钟。
本发明的优点和有益效果在于：由于该净化铝及铝合金熔体的方法是经过了反复试验后得出的最合理的精炼工艺，其中的精炼介质是通过精心筛选后，筛选出的最适用的精炼介质，以及合理的冶炼温度、冶炼时间等工艺参数。采用该方法可提高铝及铝合金熔体净化效率、且在净化过程中无副作用、烧损小、浪费小可制成高质量铝及铝合金熔体。采用该方法可以保证炉内含气量≤0.15ml/100gAl；可以保证最终熔体含气量≤0.11ml/100gAl。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明采用的技术方案是一种净化铝及铝合金熔体的方法，所述方法包括如下工艺步骤：
第一步：将用于冶炼铝或铝合金的原料加入到精炼炉内；
第二步：将炉内的所述原料加热到730℃～760℃制成铝或铝合金的熔体，然后向炉内第一次添加炉内精炼介质；
第三步：在730℃～760℃状态下，将铝或铝合金熔体冶炼20分钟后，再静置30分钟，然后将所述熔体表层的渣料扒除；
第四步：继续将精炼炉内所述熔体的温度加热到740℃～770℃，然后向炉内第二次添加炉内精炼介质；
第五步：在740℃～770℃状态下，将铝或铝合金的熔体重复上述第三步过程；
第六步：上述第五步完成后将所述熔体转入静置炉内静置30分钟，然后再将所述熔体转入除气装置内，在所述除气装置内加入炉外精炼介质；
第七步：用过滤器过滤第六步骤中除气后的熔体，通过过滤将微粒杂质去除；
第八步：将过滤后的熔体转入结晶器内结晶，最终制成铝或铝合金成品。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明较佳的实施例是，在第二步中第一次添加到炉内的所述精炼介质为氩气喷粉，所述氩气喷粉是以氩气为载体，将高冰晶石粉末与低钠精炼剂粉末用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中，其余与实施例1的技术方案完全相同。
实施例3
在实施例1的基础上，本发明较佳的实施例还可以是，若所述的铝合金是铝镁合金，在第二步中第一次添加到炉内的所述精炼介质为氩气喷粉，所述氩气喷粉是以氩气为载体，将高冰晶石粉末、少量的铍粉末与低钠精炼剂粉末用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中，其余与实施例1的技术方案完全相同。
实施例4
在实施例2或3的基础上，本发明较佳的实施例还可以是，在所述氩气喷粉中高冰晶石粉末的含量为60％，低钠精炼剂粉末的含量为23％，其余为氩气，其余与实施例2或3的技术方案完全相同。
实施例5
在实施例4的基础上，本发明较佳的实施例还可以是，所述氩气喷粉的用量为，在每吨铝或铝合金的熔体中添加1.5公斤，其余与实施例4的技术方案完全相同。
实施例6
在实施例1的基础上，本发明较佳的实施例还有，在第四、第五步中第二次添加到炉内的所述精炼介质为四氯化碳粉末，所述四氯化碳粉末是以氩气为载体，用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中，其余与实施例1的技术方案完全相同。
实施例7
在实施例6的基础上，较佳的实施例还有，所述四氯化碳粉末的用量为，在每吨铝或铝合金的熔体中添加0.5公斤，其余与实施例6的技术方案完全相同。
实施例8
在实施例1的基础上，较佳的实施例还有，在第六步中添加的所述炉外精炼介质是，纯度为99.998％的氩气，加入所述除气装置内氩气的流量为20m3/h，所述的除气装置可以选用美国SNIF公司或日本三井公司生产的除气箱，其余与实施例1的技术方案完全相同。
实施例9
在实施例5、7或8的基础上，较佳的实施例还有，在第七步中所述的过滤器包括有管式滤器和/或陶瓷板式过滤器，其余与实施例5、7或8的技术方案完全相同。
本发明可根据不同铝或铝合金熔体的特性，选择出特定的精练介质及相应的精炼工艺，从而实现铝或铝合金熔体被高效净化的目的。由于特定的铝及铝合金选用了特定的精炼介质配以特定的净化工艺，从而可达到高效净化铝或铝合金熔体的效果。
本发明的设计要点是：①精炼介质的选择与研制；②精炼温度的确定；③设计精炼工艺既：“炉内精炼+炉外精炼+在线吸附+在线过滤”的一种复合净化技术。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤：
S1：将用于冶炼铝或铝合金的原料加入到精炼炉内；
S2：将炉内的所述原料加热到730℃～760℃制成铝或铝合金的熔体，然后向炉内第一次添加炉内精炼介质，所述精炼介质为氩气喷粉，所述氩气喷粉是以氩气为载体，将高冰晶石粉末与低钠精炼剂粉末用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中，其中，所述氩气喷粉中高冰晶石粉末的含量为55％～65％，低钠精炼剂粉末的含量为20％～25％，其余为氩气；
S3：在730℃～760℃状态下，将铝或铝合金熔体冶炼到设定的时间后，再静置一段时间，然后将所述熔体表层的渣料扒除；
S4：继续将精炼炉内所述熔体的温度加热到740℃～770℃，然后向炉内第二次添加炉内精炼介质；
S5：在740℃～770℃状态下，将铝或铝合金的熔体重复S3的步骤；
S6：上述S5步骤完成后将所述熔体转入静置炉内静置一段时间，然后再将所述熔体转入除气装置内，在所述除气装置内加入炉外精炼介质；
S7：用过滤器过滤S6步骤中除气后的熔体，将微粒杂质去除；
S8：将过滤后熔体转入结晶器内结晶，最终制成铝或铝合金成品。
2.根据权利要求1所述的净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，所述氩气喷粉的用量为，在每吨铝或铝合金的熔体中添加1～2公斤。
3.根据权利要求1所述的净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，在S4、S5步骤中第二次添加到炉内的所述精炼介质为四氯化碳粉末，所述四氯化碳粉末是以氩气为载体，用喷粉精炼机均匀地喷入所述熔体中。
4.根据权利要求2所述的净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，所述四氯化碳粉末的用量为，在每吨铝或铝合金的熔体中添加0.3～0.8公斤。
5.根据权利要求1所述的净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，在S6步骤中添加的所述炉外精炼介质是，纯度为99.998％的氩气，加入所述除气装置内氩气的流量为18～22m3/h。
6.根据权利要求1、4或5所述的净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，在S7步骤中所述的过滤器包括有管式滤器和/或陶瓷板式过滤器。
7.根据权利要求1所述的净化铝及铝合金熔体的方法，其特征在于，在S3、S5步骤中所述的冶炼设定时间为15～25分钟，所述的静置时间为25～35分钟。
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