CN102312104A

CN102312104A - 铝及铝合金熔炼精炼剂

Info

Publication number: CN102312104A
Application number: CN201110310775A
Authority: CN
Inventors: 周雄多; 梁敬钧; 覃锡伯; 刘长春; 蔡新海; 方铭艺; 伍桂岐
Original assignee: ALNAN ALUMINIUM Co Ltd
Current assignee: ALNAN ALUMINIUM Co Ltd
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明提供了一种铝及铝合金进行熔炼加工使用的精炼剂，这种精炼剂由KCl、NaCl、CaF₂、Na₂SiF₆、Na₃AlF₆、C₂Cl₆等六种组分组成。使用本发明精炼剂对铝及铝合金进行熔炼，除气除杂效果更好，可以使铝合金熔体中的氢含量更低，能更有效地降低金属的烧损，同时本精炼剂有一定的发热效果，使得热渣回收更方便，回收率更高。

Description

铝及铝合金熔炼精炼剂

技术领域

本发明涉及铝及铝合金加工领域，更具体地说是一种铝及铝合金熔炼用的精炼剂。

背景技术

为了制造高品质的铝或铝合金型材，必须对铝或铝合金型材的原材料进行精制(精炼)加工，这就需要好的精炼剂，也叫造渣剂。目前铝合金熔炼行业中使用的精炼剂有3种，它们是RJ1-1、RJ1-2、RJ2-1.。这三种精炼剂一般以惰性气体为载体通入铝及铝合金熔体中进行除气除杂。当前，国内生产精炼剂的厂家很多，质量参差不齐，为了争夺市场，各生产商存在无序竞价的现象，所生产的精炼剂产品虽然价格低兼，但是技术含量不高，在使用过程中存在一些问题，比如：铝渣分离性不良，除气效果差，发热效果过大，增加铝的烧损，或者无发热效果，导致无法进行热渣的回收等。一般情况下，铝及铝合金熔体在除气除杂之前，H(氢)含量往往在0.30ml/100gAl以上，如果原材料差一点，H含量甚至超过0.40ml/100gAl，质量好的精炼剂可将炉内铝熔体的H含量除至0.18ml/100gAl的水平。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，研究和开发了一种铝及铝合金熔炼用的精炼剂。

本发明人在生产实践中，经过多次的试验和研究，在研究了现有的铝和铝合金熔炼用的精炼剂的基础上，并且在保证精炼剂熔点低于熔炼温度的前提下，增加冰晶石及C₂Cl₆的量，设计出一种精炼效果更佳的铝和铝合金熔炼用的精炼剂。

本发明的铝及铝合金熔炼精炼剂，其特征是包括氯化钾KCl、氯化钠NaCl、氟化钙CaF₂、氟硅酸钠Na₂SiF₆、氟铝酸钠Na₃AlF₆、六氯乙烷C₂Cl₆组成，各组分的含量分别是KCl为38～42％、NaCl为35～39％、CaF₂为4～5％、Na₂SiF₆为6～7％、Na₃AlF₆为7.0～12.0％、C₂Cl₆为2.0～4.0％。

也可以根据需要加入一些添加剂。

生产方法是将KCl、NaCl、CaF₂、Na₂SiF₆、Na₃AlF₆、C₂Cl₆六组分经混合、烘烤和筛滤即获得本发明的铝及铝合金熔炼精炼剂。

上述的组分中，KCl、NaCl的作用是，利用NaCl和KCl熔点低，在熔炼温度下比重分别只有1.55g/cm³和1.50g/cm³，明显小于铝熔体的比重的特点，将NaCl和KCl做为基体熔剂，在熔炼温度下能很好的铺展在铝熔体表面，破碎和吸附熔体表面的氧化物。

上述的组分中，Na₂SiF₆、CaF₂的作用是：Na₂SiF₆具有发热效果，同时对于氧化物具有溶解能力；CaF₂能够增加熔融熔剂的流动性，而且还能有效地去除熔体表面的氧化膜，提高除气效果，增大混合熔盐的表面张力，使已吸附氧化物的熔盐球状化，便于与熔体分离，减少固熔渣夹裹铝而造成的损耗，而且由于熔剂-熔体表面张力的提高，加速了容积吸附夹杂的过程。

上述的组分中，Na₃AlF₆的作用是，大大增加溶剂的吸附能力，随冰晶石含量的增加，氧化铝在熔剂中的溶解度也随之增加。在温度较高时，冰晶石溶解氧化铝的能力较大，更易于与铝液分离。

上述的组分中，C₂Cl₆的作用是，具有除气效果，该物质吸湿性低，使用方便，精炼效果好，且有晶粒细化作用。

本发明的精炼剂的精炼原理是：

当熔剂加入铝合金熔体后，即熔化为熔剂滴，由于熔剂的比重比熔体小，所以熔剂滴在熔体内上浮，再上浮的过程中就会与熔体内非金属夹杂物颗粒相遇。由于熔剂在非金属夹杂物界面上的表面张力小，熔剂就能把非金属夹杂物润湿，使其吸附于熔剂滴上；而熔剂在铝液的界面上表面张力大，不浸润，所以熔剂就能与吸附的非金属夹杂物一起在比重差的作用下浮出液面，而后被扒渣除去，这种造渣一般称为浮选造渣。

一、溶解作用

一般氯盐对Al₂O₃的溶解能力并不大，通常不大于1～1.2％Al₂O₃，但如果熔剂加入冰晶石，则使熔剂具有溶解夹杂物特别是氧化铝的能力大大加强。

当熔剂的分子结构与某些氧化物的分子结构及某些化学性质相近近似时，在一定的温度下可产生互溶。如阳离子相同的Al₂O₃和Na₃AlF₆就有一定的互溶能力，在等量的KCl和NaCl混合物中加入10％的冰晶石，能溶解0.5％Al₂O₃，随冰晶石含量的增加，氧化铝在熔剂中的溶解度也随之增加。

在温度较高时，冰晶石溶解氧化铝的能力较大。由于这种溶解作用，更加改变炉氧化铝的性质-比重、大小、形状，更易于与铝液分离。非金属夹杂物溶解于熔剂中，随着熔剂的上浮而脱离熔体。由于非金属夹杂物溶解于熔剂中的速度是很慢的，而且熔剂滴的上浮速度又较快，所以熔剂精炼除去非金属夹杂物的主要作用是依靠吸附。

二、化学作用

在一定的温度下，有一部分KCl或NaCl可能与熔体发生反应：

3KCl+Al＝AlCl₃↑+3K

3NaCl+Al＝AlCl₃↑+3Na

要在熔炼温度下，生成的AlCl₃蒸汽即按惰性气体原理进行去氧作用。同时，熔剂中的冰晶石也可以与Al₂O₃用形成造渣反应：

Al₂O₃+Na₃AlF₆＝Na₂O·Al₂O₃+AlF₃↑

生成的AlF₃也按惰性气体原理进行精炼。因此，利用本发明的铝及铝合金熔炼精炼剂对熔体进行精炼，不仅能造渣除去氧化夹杂物，而且也可以排除熔体中的气体。

本发明的铝和铝合金精炼剂的特点是：本精炼剂的熔点低于铝合金的熔化温度；本精炼剂的的比重小于铝合金的比重；其吸附和溶解熔体中的夹杂物，且除气能力更强；它不与金属及炉衬起化学作用；它具有吸湿性小，蒸发压低；本发明的铝和铝合金精炼剂制造方便，价格便宜。

有益效果和优点

1、用量少，使用氮气将本发明的铝熔体精炼剂吹入熔体内进行精炼，除杂效果好，除气能力更强，在不使用在线除气装置的情况下，其含氢量能降到大约0.13～0.18ml/100gAl的水平。

2、由于控制了发热效果，可降低金属烧损。

3、本发明的精炼剂有一定的发热效果，使得热渣回收更方便，回收率更高。

具体实施方式

实施例1

称取KCl40公斤、NaCl 39公斤、CaF₂4公斤、Na₂SiF₆7公斤、Na₃AlF₆7.5公斤、C₂Cl₆定2.5公斤共混合均匀，均匀摊开在托盘上，把托盘放入电炉中进行烘烤，设定温度85±5℃，洪烤2小时左右出炉冷却空冷，最后经筛滤即获得本发明的铝及铝合金熔炼精炼剂。

实施例2

称取KCl41公斤、NaCl38公斤、CaF₂5公斤、Na₂SiF₆6公斤、Na₃AlF₆8.0公斤、C₂Cl₆定2.0公斤共混合均匀，还可以添加别的添加剂，混合均匀后摊开在托盘上，把托盘放入电炉中进行烘烤，设定温度85±5℃，洪烤2小时左右出炉冷却空冷，最后经筛滤即获得本发明的铝及铝合金熔炼精炼剂。

应用实例

本发明人将本发明的精炼剂用于本单位的熔铸厂的生产实际，当铝合金熔体温度达到690～720℃时，以惰性气体(纯度为99.5％的N₂)为载体，按炉内熔体总重量的0.1％均匀通入铝及铝合金熔体中进行精炼10～15min(熔体较多时取上限)。精炼后，铝合金熔体H含量达到0.12～0.18ml/100gAl。如果使用普通固体精炼剂进行精炼，其精炼温度一般要求在710～760℃范围内，用量为炉内熔体总重量的0.1％～0.2％，而精炼后铝合金熔体H含量一般在0.2ml/100gAl以上。

Claims

1.一种铝及铝合金熔炼精炼剂，其特征是：包括KCl、NaCl、CaF₂、Na₂SiF₆、Na₃AlF₆、C₂Cl₆，各组分的含量分别是

KCl 38～42％；

NaCl 35～39％；

CaF₂ 4～5％；

Na₂SiF₆ 6～7％；

Na₃AlF₆ 7.0～12.0％；

C₂Cl₆ 2.0～4.0％。