CN101845564B - 一种生产镁锆中间合金的二次熔炼法 - Google Patents

一种生产镁锆中间合金的二次熔炼法 Download PDF

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Abstract

一种生产镁锆中间合金的二次熔炼法,往锅内加入100~200kg氯化钾,在25~35分钟内升温至880~910℃,进行扒渣,扒渣后一边用机械镍棒搅拌,一边加入锆氟酸钾60~195kg,加入时间为10~30分钟,等炉温到880~910℃时,再进行扒渣,此后加入镁,镁的加入量按重量配比K2ZrF6∶Mg=1.2~1.5∶1计算;当镁全部熔化后撒上保护熔剂,同时用机械镍棒搅拌10~20分钟,静止4~10小时冷却至常温,用蒸汽和冷水冲煮,将合金上的含渣除去洗尽后在680~7 00°温度条件下进行重熔精炼和扒渣,最后铸锭、化验得到成品。本发明操作简单,不污染环境,产品中杂质含量低,熔剂夹杂少,锆、镁有效含量高,成份细化, 均匀度好,性能稳定。

Description

一种生产镁锆中间合金的二次熔炼法
技术领域
本发明涉及镁锆中间合金的生产方法。 
背景技术
镁锆合金具有非常良好的机械性能和物理性能,被广泛应用于航空工业等部门。镁是生产镁锆合金的主要原料。镁的化学活性强,在熔融状态下尤甚。它能很快和氧、氢、氯、硫及任何形态有氧化反应,在熔体表面不加保护时将迅速氧化燃烧,因此,熔体在整个熔铸过程中需要用保护熔剂加以保护,以避免熔体与氧、氢和炉气接触。即使是这样还有大量的非金属夹杂物混入,例如有Mgo、少量的碳、氯和硫化物等。这些夹杂物虽然与合金相比含量很小,但是给合金的精炼带来很大困难。因此,在生产过程中必须进行净化处理,处理时多用熔剂进行保护,需要足够的静置时间,中间工序还需捞渣。 
湖南省科技信息研究所在查新报告中提到下列信息: 
《湖南有色金属》杂志在2003年第19卷第4期发表“高锆镁锆中间合金工艺研究”一文,文中提到一种采用锆氟酸钾还原法生产镁锆中间合金的方法,该方法虽然能使合金中锆的含量稳定达到30%以上,但是合金的杂质含量仍然偏高,其产品质量如图1所示。 
专利号为200410022059.4的发明专利提出“一种镁锆中间合金的生产方法”,该方法需要将还原炉抽真空并加入惰性气体,需要将四氯化锆汽化,工艺复杂,操作困难,质量难以控制,合金杂质偏高,成分不均匀,环境污染问题难以解决。 
发明内容
本发明的目的是提供一种生产镁锆中间合金的二次熔炼法,做到操作简单,稳定地提高锆的含量,降低合金的杂质含量,使合金成分均匀化,减少环境污染。 
本发明的生产步骤如下: 
1、烘炉:新砌或停歇十天以上的熔炼炉在使用前必须烘炉两天以上; 
2、洗锅:新砌或大修后的熔炼炉,或合金转组生产时要用氯化钾或保护熔剂进行洗锅,保护熔剂的重量配比是: 
光卤石∶氟化钙∶硫磺粉=100∶5∶6 
投料量为钢锅容量的一半;当投入料熔化且升温到880~910℃时搅拌二次,静置半小时后放出; 
3、粗炼:往钢锅内加入100~200kg氯化钾,25~30分钟内升温到880~910℃。待氯化钾全部熔化后进行扒渣,扒渣后一边用机械镍棒搅拌,一边加入锆氟酸钾60~195kg,加入时间为10~30分钟,等炉温再次升到880~910℃时,进行第二次扒渣,此后加入镁,镁的加入量按重量配比K2ZrF6∶Mg=1.2~1.5∶1计算; 
当镁在880~910℃炉温下全部熔化后,撒上保护熔剂,撒入量以能使熔液及时灭火为限,同时用机械镍棒搅拌10~20分钟,此时将钢锅吊出; 
4、冲煮:在锅内溶液上部撒一层保护熔剂灭火,使它静置4~10小时冷却至常温而形成粗镁锆合金熔块,然后用蒸汽和冷水冲煮,冲煮温度为80~100℃,将合金上的含渣除去洗尽; 
5、精炼重熔:将冲煮后的粗镁锆合金,或再加上其重量10%的回炉合金,按照先碎屑,后成块的顺序装入锅内,要求装得致密、平整,然后一边加温一边加撒硫磺粉灭火,在680~700℃温度条件下全部熔化成合金溶液,此时进行第三次扒渣,上、下层都要扒到除净; 
6、铸锭:将合金熔液在10~30分钟内倒入铸模内,边倒铸边用硫磺粉灭火,锭铸好后做表面整理工作; 
7、检验装箱:取样40~50克进行化验,对于成份达不到质量标准的(质量标准如图2所示),作为回炉合金处理,化验合格的装箱,每 箱装35~45kg,用石蜡5~6kg溶化覆盖在成品上。 
与已有技术相比,本发明的特点是无需抽真空,无需使用惰性元体,操作简单,不污染环境,产品中杂质含量低,熔剂夹杂少,锆、镁有效含量高,成份细化,均匀度好,性能稳定,符合航空工业等部门的高质量要求。 
附图说明
图1是现有的锆氟酸钾还原法生产的镁锆中间合金化验质量表。 
图2是用本发明生产的镁锆中间合金质量标准表。 
具体实施方式
实施例一 
本例生产步骤中第1、2、4、5、6、7道工序同上所述,只是第3道粗炼工序如下:往钢锅内加入150kg氯化钾,25~30分钟内升温至880~910℃。待氯化钾全部熔化后进行扒渣,扒渣后一边用机械镍棒搅拌一边加入锆氟酸钾130kg,加入时间为10~30分钟,等炉温再次升到880~910℃时,进行第二次扒渣,此后加入镁100kg。当镁在880~910℃炉温下全部熔化后,撒上保护熔剂,撒入量以能使熔液及时灭火为限,同时用机械镍棒搅拌10~20分钟,此时将钢锅吊出。 
实施例二 
本例与实施例一基本相同,不同的是镁的加入量为108.3kg。 
实施例三 
本例与实施例一基本相同,不同的是镁的加入量为86.7kg。 
实施例四 
本例与实施例一基本相同,不同之处是氯化钾加入量为100kg,锆氟酸钾加入量为60kg,镁加入量为50kg。 
实施例五 
本例与实施例四基本相同,不同的是镁加量为46.2kg。 
实施例六、 
本例与实施例四基本相同,不同的是镁加入量为40kg。 
实施例七 
本例与实施例一基本相同,不同之处是氯化钾加入量为200kg,锆氟酸钾加入量为195kg,镁加入量130kg。 
实施例八 
本例与实施例七基本相同,不同的是镁加入量为150kg。 
实施例九 
本例与实施例八基本相同,不同的是镁加入量为162.5kg.。

Claims (1)

1.一种生产镁锆中间合金的二次熔炼法,其特征在于生产步骤如下:
a、烘炉:新砌或停歇十天以上的熔炼炉在使用前必须烘炉两天以上;
b、洗锅:新砌或大修后的熔炼炉,或合金转组生产时要用氯化钾或保护熔剂进行洗锅,保护熔剂的重量配比是:
光卤石∶氟化钙∶硫磺粉=100∶5∶6
投料量为钢锅容量的一半,当投入料熔化且升温到880~910℃时搅拌二次,静置半小时后放出;
c、粗炼:往钢锅内加入100~200kg氯化钾,在25~35分钟内升温至880~910℃,待氯化钾全部熔化后进行扒渣,扒渣后一边用机械镍棒搅拌,一边加入锆氟酸钾60~195kg,加入时间为10~30分钟,等炉温再次升到880~910℃时,进行第二次扒渣,此后加入镁,镁的加入量按重量配比K2ZrF6∶Mg=1.2~1.5∶1计算;当镁在880~910℃炉温下全部熔化后撒上保护熔剂,撒入量以能使熔液及时灭火为限,同时用机械镍棒搅拌10~20分钟,此时将钢锅吊出;
d、冲煮:在锅内溶液上部撒一层保护熔剂灭火,使它静置4~10小时冷却至常温而形成粗镁锆合金熔块,然后用蒸汽和冷水冲煮,冲煮温度为80~100℃,将合金上的含渣除去洗尽;
e、精炼重熔:将冲煮后的粗镁锆合金,或再加上其重量10%的回炉合金,按照先碎屑、后成块的顺序装入锅内,要求装得致密、平整,然后一边加温一边加撒硫磺粉灭火,在680~700℃温度条件下全部熔化成合金溶液,此时进行第三次扒渣,上、下层都要扒到除净;
f、铸锭:将合金熔液在10~30分钟内倒入铸模内,边倒铸边用硫磺粉灭火,锭铸好后做表面整理工作;
g、检验装箱:取样40~50克进行化验,对于成份达不到质量标准的,作为回炉合金处理;化验合格的装箱,每箱装35~45Kg,用石蜡5~6kg溶化覆盖在成品上。
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