CN102304626A - 再生铝熔炼用的复合盐及其制备和使用 - Google Patents

Abstract

一种再生铝熔炼用的复合盐及其制备和使用，属于有色金属的熔炼技术领域。其是由下列重量份数的原料构成：氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸纳0.5-8份和脱气剂0.5-6份。包括的步骤：A)配料，按重量份数称取：氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸钠0.5-8份和脱气剂0.5-6份，得到原料；B)混料，将由步骤A)得到的原料投入容器中，以手工搅拌或以机械搅拌的任意一种搅拌方式搅拌均匀，得到再生铝熔炼用的复合盐。优点：配方成份简单，原料易得；制备方法简洁，制备要求不苛刻，并且无需使用特殊的设备；在对再生铝的熔炼过程中，能使与铝合金基体分离的氧化膜与铝熔液分层，有利于为后续的精炼工序获得纯度理想的高品质的铝合金提供保障。

Description

再生铝熔炼用的复合盐及其制备和使用

技术领域

本发明属于有色金属的熔炼技术领域，具体涉及一种再生铝熔炼用的复合盐，并且还涉及该复合盐的制备方法和使用方法。

背景技术

由于作为有色金属中的轻金属材料的铝合金具有密度低、对光热和电波的反射率高、表面处理性能好、易于加工、吸震及降噪性理想等长处，因而被广泛应用于电子、仪器仪表、电器、航空航天航海、建筑、交通工具如车辆、日用品、包装容器乃至文体用品等领域。

以下三种生产铝合金的方法是目前普遍使用的，一是重熔A00铝锭(原铝)，通过加入硅、铜、锰、镁和锌等金属元素调配获得，如发明专利申请公布号CN101831579A(大规格铝合金铸锭的制备方法)、CN101629251A(高硅铝合金的熔炼方法)和CN101831567A(大规格铝合金铸锭的制备方法)，等等。这种由重熔法制备铝合金虽然具有能满足工业化量产要求的长处，但是所获得的铝合金成本较高，并且结晶粗大，机加工性能欠缺，例如易出现粘刀现象，因而该法并不为人们所器重；二是利用再生铝加部分A00铝锭以及加入金属硅、铜、锰等调配的熔炼法，由于该法原料配比难度大，容易造成铝合金氧化夹杂增加，因此对再生铝的品质具有挑剔性，对于小块或本身氧化严重的铝料无法适用；三是全部使用小块或氧化严重的但含铝量在60％以上的再生铝再加入金属硅、铜和锰等调配的熔炼法，此法由于采用廉价原料而具有较好的社会和经济效益。例如授权公告号CN101280366B推荐的再生铝低温熔炼法。

上述三种方法中的第三种方法由于与目前全社会崇尚的节约型、节能型和循环经济精神相吻合而为人们所器重。但是存在以下两点制约因素，其一，用含铝量60％以上碎小块料和/或氧化严重的再生铝生产高标准即高品质的铝合金(高标准的铝合金如汽车行业使用的铝合金要求：成份稳定，徧析小；合金中氧化物夾杂少；合金针孔度要求高或者说合金致密性好；合金流动性好)时，由于原料本身所附带的氧化物难以由常规的熔炼工艺还原，往往出现铝表面氧化膜不易脱离并且产生大量的氧化夹杂物，从而导致铝合金品质低下，合金的流动性差，同时因夹杂大量氧化物，使合金密度大幅下降，产品的气密性亦随之下降；其二，在熔炼过程中由于氧化夹杂物与铝液分离困难，在后续的精炼过程中会将部分包裹了氧化膜的铝液带出，从而使产品的回收率严重降低。由于受前述的两点因素制约，从而使由第三种方法获得的铝合金的使用价值不高，只能适用于低端产品。

因此，如何使品质差的再生铝经熔炼和精制得到纯度理想的铝合金一直是业界关注并且期望解决的技术问题，毫无疑问，如果能够在熔炼过程中有效地使再生铝表面的氧化膜与铝合金表面脱离，以利脱离了氧化膜包裹的铝合金汇入铝液中，那么在后续的精炼工序中便可得到纯净度理想的铝合金。然而，在已公开的专利和非专利文献中尚未见诸有相关的技术启示，为此，本申请人进行了持久的探索与尝试，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是基于这种前提下产生的。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种再生铝熔炼用的复合盐，该复合盐在再生铝熔炼时，能使包裹在铝合金表面的氧化膜脱离铝合金表面，同时能对冶炼中的铝合金起到洗涤的作用，能最理想地吸附从铝合金表面脱离的氧化物和其它夾杂物，从而有助于获得高品质的铝合金熔液。

本发明的另一任务在于提供一种再生铝熔炼用的复合盐的制备方法，该方法工艺步骤简练而不苛刻并且无需特殊的设备。

本发明的又一任务在于提供一种再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，该方法能保障在熔炼过程中使氧化膜浮于铝液表面与铝液分层而藉以确保铝合金的纯净。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种再生铝熔炼用的复合盐，其是由下列重量份数的原料构成：氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸纳0.5-8份和脱气剂0.5-6份。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的脱气剂为六氟乙烷。

本发明的另一任务是这样来完成的，一种再生铝熔炼用的复合盐的制备方法，它包括以下步骤：

A)配料，按重量份数称取：氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸钠0.5-8份和脱气剂0.5-6份，得到原料；

B)混料，将由步骤A)得到的原料投入容器中，以手工搅拌或以机械搅拌的任意一种搅拌方式搅拌均匀，得到再生铝熔炼用的复合盐。

本发明的又一任务是这样来完成的，一种再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，包括以下步骤：

a)熔炼炉预热，将熔炼炉预热，并且控制预热温度；

b)复合盐入炉，将由重量份数为氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸钠0.5-8份和脱气剂0.5-6份构成的并且搅拌均匀的复合盐倒入熔炼炉内，点火升温并且控制所述复合盐的温度；

c)再生铝入炉，将再生铝加入熔炼炉内，并且控制熔炼炉的升温速度，待再生铝熔化后进行渣液分离，得到再生铝熔液，经精炼后浇铸，得到铝锭。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤a)、b)和c)中所述熔炼炉为回转炉。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤a)中所述的控制预热温度是将预热温度控制为450-550℃。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤b)中所述的控制复合盐的温度是将复合盐的温度控制为330-550℃。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤b)中所述的复合盐与步骤c)中所述的再生铝的重量份比为0.1-0.3∶1，所述的再生铝为铝的质量百分含量为60-90％的铝块、铝屑和/或铝制品生产中产生的边角料。

在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤c)中所述的控制迴转炉的升温速度是将升温速度控制为2-3℃/min。

本发明提供的第一个技术方案的优点在于：配方成份简单，原料易得，当应用于再生铝熔炼时，能使顽固地包裹在铝合金表面的氧化层与铝合金分离，并且浮出铝合金熔液的表面，有助于得到纯度理想的铝合金熔液；第二个技术方案的优点在于：制备方法简洁，制备要求不苛刻，并且无需使用特殊的设备；第三个技术方案的优点在于：在对再生铝的熔炼过程中，能使与铝合金基体分离的氧化膜与铝熔液分层，有利于为后续的精炼工序获得纯度理想的高品质的铝合金提供保障。

具体实施方式

实施例1：

A)配料，按重量份数取氯化钠40份、氯化钾60份、氟硅酸钠6份和脱气剂即六氯乙烷6份，得到1500kg原料；

B)混料，将由步骤A)得到的原料投入带有搅拌器的搅拌容器中搅拌均匀，得到再生铝熔炼用的1500kg复合盐。

使用例(使用方法)1：

a)迴转炉预热，迴转炉可容纳12吨铝合金，将回转炉预热至450℃；

b)复合盐入炉，在回转炉回转状态下先将由实施例1得到的1500kg复合盐中的1200kg复合盐倒入熔炼炉内，点火使复合盐的温度升温至330℃；

c)再生铝入炉，在回转炉回转状态下将表面包裹有氧化膜并且铝的质量百分含量为65％的11301kg碎小铝粒即铝屑和表面同样包裹有氧化膜并且铝的质量百分含量为88％的2479kg小块状熟铝即熟铝块一并加入回转炉内，而后将剩余的300kg复合盐加入回转炉内，控制回转炉的升温速度3℃/min，使碎小铝粒和小块状铝的表面均匀包裹一层盐液，直至升温至750℃±20℃后维持30min，仃火再静止10min，最后进行渣液分离，具体是将回转炉倾斜，先放出盐渣，待盐渣放净后将铝合金熔液引入精炼炉作化学成分调整和精炼，经精炼后浇铸，得到K值为零，含氢量为0.20ml/100mg的铝锭。

在本应用例中，熔融的复合盐会侵入铝表面氧化膜内，当回转炉旋转时炉内物料产生翻滚，此时氧化膜会从铝合金表面脱离，铝料脱离了氧化膜的包裹后汇入铝液中，而氧化膜则被复合盐吸附。由于两者的比重差异，吸附了氧化膜的盐类浮到了铝液表面，实现了分层。由于多元盐即本发明提供的复合盐具有高渗透性和吸附性，因此在熔炼过程中可轻而易举地将碎小的铝屑和熟铝块表面氧化膜分离并将分离后的氧化物吸附，使经过熔盐处理的铝合金十分纯净。本发明方案与已有技术中采用机械搅拌以打破氧化膜的方法相比具有回收率高，对环境友好的长处。

实施例2：

A)配料，按重量份数取氯化钠90份、氯化钾38份、氟硅酸钠0.5份和脱气剂即六氯乙烷4份，得到1000kg原料；

B)混料，将由步骤A)得到的原料投入容器中手工搅拌均匀，得到再生铝熔炼用的1000kg复合盐。

使用例(使用方法)2：

a)迴转炉预热，迴转炉可容纳5吨铝合金，将回转炉预热至550℃；

b)复合盐入炉，在回转炉回转状态下先将由实施例2得到的1000kg复合盐中的800kg复合盐倒入熔炼炉内，点火使复合盐的温度升温至420℃；

c)再生铝入炉，在回转炉回转状态下将表面包裹有氧化膜并且铝的质量百分含量为60％的3000kg碎小铝粒即铝屑和表面同样包裹有氧化膜并且铝的质量百分含量为90％的800kg小块状熟铝即熟铝块一并加入回转炉内，而后将剩余的200kg复合盐加入回转炉内，控制回转炉的升温速度2℃/min，使碎小铝粒和小块状铝的表面均匀包裹一层盐液，直至升温至750℃±20℃后维持30min，仃火再静止10min，最后进行渣液分离，具体是将回转炉倾斜，先放出盐渣，待盐渣放净后将铝合金熔液引入精炼炉作化学成分调整和精炼，经精炼后浇铸，得到K值为零，含氢量为0.20ml/100mg的铝锭。其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

A)配料，按重量份数取氯化钠10份、氯化钾35份、氟硅酸钠3份和脱气剂即六氯乙烷0.8份，得到1200kg原料；

B)混料，将由步骤A)得到的原料投入带有搅拌器的搅拌容器中搅拌均匀，得到再生铝熔炼用的1200kg复合盐。

使用例(使用方法)3：

a)迴转炉预热，迴转炉可容纳10吨铝合金，将回转炉预热至450℃；

b)复合盐入炉，在回转炉回转状态下先将由实施例3得到的1200kg复合盐中的960kg复合盐倒入熔炼炉内，点火使复合盐的温度升温至330℃；

c)再生铝入炉，在回转炉回转状态下将表面包裹有氧化膜并且铝的质量百分含量为75％的6000kg碎小铝粒即铝屑和表面同样包裹有氧化膜并且铝的质量百分含量为80％的2000kg小块状熟铝即熟铝块一并加入回转炉内，而后将剩余的240kg复合盐加入回转炉内，控制回转炉的升温速度2.5℃/min，使碎小铝粒和小块状铝的表面均匀包裹一层盐液，直至升温至750℃±20℃后维持30min，仃火再静止10min，最后进行渣液分离，具体是将回转炉倾斜，先放出盐渣，待盐渣放净后将铝合金熔液引入精炼炉作化学成分调整和精炼，经精炼后浇铸，得到K值为零，含氢量为0.20ml/100mg的铝锭。其余均同对实施例1的描述。

Claims (9)

1.一种再生铝熔炼用的复合盐，其特征在于其是由下列重量份数的原料构成：氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸纳0.5-8份和脱气剂0.5-6份。

2.根据权利要求1所述的再生铝熔炼用的复合盐，其特征在于所述的脱气剂为六氟乙烷。

3.一种如权利要求1所述的再生铝熔炼用的复合盐的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

A)配料，按重量份数称取：氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸钠0.5-8份和脱气剂0.5-6份，得到原料；

B)混料，将由步骤A)得到的原料投入容器中，以手工搅拌或以机械搅拌的任意一种搅拌方式搅拌均匀，得到再生铝熔炼用的复合盐。

4.一种如权利要求1所述的再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

a)熔炼炉预热，将熔炼炉预热，并且控制预热温度；

b)复合盐入炉，将由重量份数为氯化钠40-90份、氯化钾8-60份、氟硅酸钠0.5-8份和脱气剂0.5-6份构成的并且搅拌均匀的复合盐倒入熔炼炉内，点火升温并且控制所述复合盐的温度；

c)再生铝入炉，将再生铝加入熔炼炉内，并且控制熔炼炉的升温速度，待再生铝熔化后进行渣液分离，得到再生铝熔液，经精炼后浇铸，得到铝锭。

5.根据权利要求4所述的再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，其特征在于步骤a)、b)和c)中所述熔炼炉为回转炉。

6.根据权利要求4所述的再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，其特征在于步骤a)中所述的控制预热温度是将预热温度控制为450-550℃。

7.根据权利要求4所述的再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，其特征在于步骤b)中所述的控制复合盐的温度是将复合盐的温度控制为330-550℃。

8.根据权利要求4所述的再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，其特征在于步骤b)中所述的复合盐与步骤c)中所述的再生铝的重量份比为0.1-0.3∶1，所述的再生铝为铝的质量百分含量为60-90％的铝块、铝屑和/或铝制品生产中产生的边角料。

9.根据权利要求4所述的再生铝熔炼用的复合盐的使用方法，其特征在于步骤c)中所述的控制迴转炉的升温速度是将升温速度控制为2-3℃/min。