CN103146924A - 一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，步骤如下：⑴预处理：得到纯净的废铝切片备用；⑵除漆；⑶配料：⑷干燥；⑸熔化； ⑹混熔；⑺精炼、除气、除渣；⑻成分调整；⑼再除气，直至针孔合格，静置，彻底除掉熔体中的氢；⑽当温度达到680-720℃时，浇铸再生铝产品的铸锭。本方法采用物理和化学方法相结合，从预处理过程的筛选，烘干预热，去除废杂铝表面的污垢、锈蚀、油脂，再到熔炼、精炼过程，除去废铝零件中的镶嵌件，使用稀土型变质剂，不但能提高铝熔体的力学性能，还能有效净化熔体的作用，同时采用精炼剂和惰性气体联合精炼的方法控制夹杂物和含氢量，使废杂铝逐步实现净化。

Description

一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其是一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法。

背景技术

再生铝是以回收来的废铝零件或生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等废杂铝为主要原材料，经熔炼配制生产出来的符合各类标准要求的铝锭。废杂铝经筛选、重熔、精炼和净化、调整化学成分等步骤可以再现其优良性能。废杂铝主要制成各种铸造铝合金和变形铝合金，进而加工成铝铸件或塑性加工铝材等再生铝产品。

由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，成分复杂。首先是废杂铝中含有不定量的其他合金元素，如Si、Mg、Cu、Zn、Mn、Pb等，难以除去，给再生铝的配制带来了极大的不便。其次废铝零件往往有不少镶嵌件，这些镶嵌件都是些以钢或铜合金为主的非铝件，在熔炼过程中不及时地扒出，就会导致再生铝成分中增加一些不需要的成分（如Fe、Cu等），另外各地收集来的废杂铝料由于各种原因其表面不免有污垢，有些还严重锈蚀，这些污垢和锈蚀表面在熔化时会进入熔池中形成渣相及氧化夹杂，严重损坏再生铝的冶金质量，还有就是废铝料表面的油污及吸附的水分，使铝熔液中含有大量气体，不有效的去除这些气体就使冶金质量大大下降。

现有废杂铝使用工艺大多是不作处理或做简单筛选预处理就直接将废杂铝投入熔化炉中熔炼，且后续精炼过程仍按普通产品工艺进行。其不足之处是成分难以控制，废杂铝加入比例受到限制，低品质的废杂铝使用困难，杂质成分和氧化夹渣较多，且易造成环境的污染。由于废杂铝成分复杂，经过一次处理就得到合格铝合金锭的目标是难以实现的，故分级除杂净化就成为了再生铝合金生产工艺的必要工艺技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，本方法将废杂铝除杂净化步骤分割成多个工序过程，在特定的生产工艺控制下，分级逐步完成废杂铝的除杂净化过程，通过这种多级精炼除杂技术生产再生铝产品，可以更有效的控制产品的化学成分，更容易的除去铝熔液中的夹杂，可以获得更高品质的再生铝。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，步骤如下：

⑴预处理：筛选废杂铝切片，水洗筛选除去非金属废料，再分选出非铝金属杂质，得到纯净的废铝切片备用；

⑵将预处理后的废铝切片投入除漆炉中，将温度设置为500-550℃，加热3-4小时；

⑶配料：按照所生产的再生铝产品配制所需要的炉料，包括工业纯铝、工业硅、废铝切片、中间合金或纯金属；

⑷将称量好的工业纯铝、工业硅、中间合金或纯金属放入230-280℃的恒温预热干燥炉中干燥2-3小时；

⑸向蓄热熔化炉中加入称量好的废铝切片，点火加热熔化，同时在另一蓄热熔化炉中加入称量好的工业纯铝和工业硅，加热熔化，待废铝切片恰好熔化时向另一蓄热熔化炉中转水，流槽中间加过滤网，然后捞出废铝切片中的未熔物；

⑹待蓄热熔化炉中所有原料熔化后，测量温度，调整熔体温度740～760℃，按需添加预热好的所需其他中间合金或纯金属，将熔体搅拌均匀；

⑺温度达到720-740℃时，加入总重量1%-2%的铝合金精炼变质一次处理剂，调整氮气流量，进行一次性联合除气除渣，时间8-10分钟；

⑻扒出熔体表面浮渣，检测成分并调整；

⑼成分合格后，接通氮气，再除气20-30分钟，直至针孔合格，静置5-10分钟，彻底除掉熔体中的氢；

⑽当温度达到680-720℃时，浇铸再生铝产品的铸锭。

而且，所述铝合金精炼变质一次处理剂为稀土型变质剂。

而且，所述铝合金精炼变质一次处理剂型号为：HGJB-2。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明将再生铝的除杂净化工艺细化为多个工序，每道工序针对废杂铝某一方面的杂质进行深度除杂净化，效果更为显著。

2、本发明在特定的生产工艺参数控制下进行，对生产过程中的温度、熔炼时间等有规律的调整能够保证除杂净化工艺的彻底有效。

3、本方法采用物理和化学方法相结合，从预处理过程的筛选，烘干预热，去除废杂铝表面的污垢、锈蚀、油脂，再到熔炼、精炼过程，除去废铝零件中的镶嵌件，使用稀土型变质剂（HGJB-2），不但能提高铝熔体的力学性能，还能有效净化熔体的作用，同时采用精炼剂和惰性气体联合精炼的方法控制夹杂物和含氢量，使废杂铝逐步实现净化。

4、本发明采用多种炉体组合使用，分级分工净化，可以有效提高再生铝产品的纯净度，降低不合格率，针孔等级提高到2级以上，降低氧化物夹杂缺陷。

5、本发明可以大幅度提高低品质废杂铝的利用率，可以提高再生铝产品中加入废杂铝的比例，且不会影响最终产品的综合性能。

附图说明

图1为本发明再生铝生产分级除杂精炼方法流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明使用的上海虹光金属熔剂厂HGJB-2铝合金精炼变质一次处理剂为稀土型变质剂。

废杂铝中主要杂质包括泥尘、油漆油脂、锈蚀、非铝金属，熔体中主要是气体（氢）和氧化物夹杂。

一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，步骤如下：

⑴预处理：筛选废杂铝（废铝切片），在操作台上先人工水洗筛选除去非金属废料，再分选出铜、锌、钢件等，得到较纯净的废铝切片备用，此过程主要除去易分选的泥土、塑料等非金属和大块杂质金属。

⑵将预处理后的废铝切片投入高温低压除漆炉中，将温度设置为500℃，压力为30-50Kpa，加热3-4小时，除去油漆、油脂、水分，产生的烟气经净化系统排出。

⑶配料：按照所生产的再生铝产品配制所需要的炉料，包括工业纯铝（99.70%）、工业硅、废铝切片、中间合金或纯金属等。

⑷将称量好的工业纯铝、工业硅、中间合金或纯金属放入250℃的恒温预热干燥炉中干燥2-3小时。

⑸向10T蓄热熔化炉A中加入计算好的废铝切片，点火加热熔化，同时在20T蓄热熔化炉B中加入称量好的工业纯铝和工业硅，加热熔化。待A中废铝切片恰好熔化时向B炉转水，流槽中间加过滤网，然后捞出A中未熔铁件、铜件等，利用金属熔点差除去难拆卸的镶嵌杂质金属件。

⑹待20T蓄热熔化炉B中所有原料完全熔化后，测量温度。调整熔体温度740～760℃，按需添加预热好的所需其他中间合金或纯金属，将熔体搅拌均匀。

⑺温度达到720-740℃左右时，加入总重量1%-2%的上海虹光金属熔剂厂HGJB-2铝合金精炼变质一次处理剂，调整氮气流量，进行一次性联合除气除渣，时间8-10分钟，应用联合精炼方法除去铝液中大部分的氢和夹杂物，并起到变质的效果，提高合金的力学性能。

⑻扒出铝液表面浮渣，检测成分并调整。

⑼成分合格后，接通氮气，强化除气环节，用除气耙再除气20-30分钟，直至针孔合格，静置5-10分钟，彻底除掉铝液中的氢。

⑽当温度达到680-720℃时，浇铸所生产再生铝产品的铸锭。

为了具体说明上述方法，本申请以生产DSM.AlSi9Cu3（Fe）和SL.AC4B（X）产品为例，叙述具体的生产过程，具体如下：

实施例1：

一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，本实施例制备的是DSM.AlSi9Cu3（Fe）合金，步骤如下：

⑴预处理：筛选废铝切片，在操作台上先人工水洗筛选出泥土、塑料、橡胶等非金属废料，再挑选出大块的铜、锌、钢件等，得到较纯净的废铝切片备用。

⑵将预处理后的废铝切片投入10T高温低压除漆炉中，将温度设置为500℃，加热4小时，除去油漆、油脂、水分。

⑶总配料为15000Kg，按合金成分要求（Si：10.1～10.9；Mg：0.16～0.28；Fe：0.71～0.93；Cu：2.6～3.4；杂质总和≤0.24；Al为余量）称取所需量的工业纯铝1500 Kg，工业硅300Kg，预处理过的废铝切片13000Kg，步骤⑴挑选出的废铜件150Kg，金属镁50Kg。

⑷将称量好的工业纯铝、工业硅、废铝切片、废铜件、金属镁放入250℃的恒温预热干燥炉中干燥2.5小时。

⑸向10T蓄热熔化炉C1中加入预热好的废铝切片，点火加热熔化，设置温度700℃，同时在20T蓄热熔化炉C2中加入称量好的工业纯铝、工业硅和废铜件，加热熔化，设置温度750℃。待C1中废铝切片恰好熔化时向C2炉转水，然后捞出C1中未熔铁件。

⑹待20T蓄热熔化炉C2中所有原料完全熔化后，测量温度。调整熔体温度740～760℃，按需添加预热好的金属镁，并用钟罩压入铝液底部，直至完全熔化，将熔体搅拌均匀。

⑺温度达到720～740℃左右时，加入总重量150Kg的上海虹光金属熔剂厂HGJB-2铝合金精炼变质一次处理剂，调整氮气流量为0.4±0.1MPa，进行一次性联合除气除渣，时间10分钟。

⑻扒出铝液表面浮渣，检测成分，成分合格。

⑼成分合格后，接通氮气，强化除气环节，用除气耙再除气30分钟，直至针孔达到2级以上，静置5分钟。

⑽当温度达到680℃时，浇铸铸锭。

实施例2：

一种再生铝生产的分级除杂净化方法，本实施例制备的是SL.AC4B（X）合金，步骤如下：

⑴预处理：筛选废铝切片，在操作台上先人工水洗筛选出泥土、塑料、橡胶等非金属废料，再挑选出大块的铜、锌、钢件等，得到较纯净的废铝切片备用。

⑵将预处理后的废铝切片投入10T高温低压除漆炉中，将温度设置为500℃，加热4小时，除去油漆、油脂、水分。

⑶总配料为16000Kg，按合金成分要求（Si：7.6～8.9；Mg：0.18～0.38；Fe：≤0.53；Cu：2.6～3.8；Ti：0.11～0.14；Mn：0.22～0.48；杂质总和≤1.0；Al为余量）称取所需量的工业纯铝6832 Kg，工业硅690Kg，预处理过的废铝切片8300Kg，废铜件20Kg，金属镁25Kg，金属锰28Kg，铝钛中间合金105Kg。

⑷将称量好的工业纯铝、工业硅、废铝切片、废铜件、金属镁、金属锰、铝钛中间合金放入250℃的恒温预热干燥炉中干燥2.5小时。

⑸向10T蓄热熔化炉C1中加入预热好的废铝切片，点火加热熔化，设置温度700℃，同时在20T蓄热熔化炉C2中加入称量好的工业纯铝、工业硅和废铜件，加热熔化，设置温度750℃。待C1中废铝切片恰好熔化时向C2炉转水，然后捞出C1中未熔铁件。

⑹待20T蓄热熔化炉C2中所有原料完全熔化后，测量温度。调整熔体温度740～760℃，按需添加预热好的金属镁、金属锰、铝钛中间合金，并用钟罩压入铝液底部，直至完全熔化，将熔体搅拌均匀。

⑺温度达到720-740℃左右时，加入总重量160Kg的上海虹光金属熔剂厂HGJB-2铝合金精炼变质一次处理剂，调整氮气流量，进行一次性联合除气除渣，时间10分钟。

⑻扒出铝液表面浮渣，检测成分，成分合格。

⑼成分合格后，接通氮气，强化除气环节，用除气耙再除气30分钟，直至针孔达到2级以上，静置5分钟。

⑽当温度达到680℃时，浇铸铸锭。

Claims (3)

1.一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，其特征在于：步骤如下：

⑴预处理：筛选废杂铝切片，水洗筛选除去非金属废料，再分选出非铝金属杂质，得到纯净的废铝切片备用；

⑵将预处理后的废铝切片投入除漆炉中，将温度设置为500-550℃，加热3-4小时；

⑶配料：按照所生产的再生铝产品配制所需要的炉料，包括工业纯铝、工业硅、废铝切片、中间合金或纯金属；

⑷将称量好的工业纯铝、工业硅、中间合金或纯金属放入230-280℃的恒温预热干燥炉中干燥2-3小时；

⑸向蓄热熔化炉中加入称量好的废铝切片，点火加热熔化，同时在另一蓄热熔化炉中加入称量好的工业纯铝和工业硅，加热熔化，待废铝切片恰好熔化时向另一蓄热熔化炉中转水，流槽中间加过滤网，然后捞出废铝切片中的未熔物；

⑹待蓄热熔化炉中所有原料熔化后，测量温度，调整熔体温度740～760℃，按需添加预热好的所需其他中间合金或纯金属，将熔体搅拌均匀；

⑺温度达到720-740℃时，加入总重量1%-2%的铝合金精炼变质一次处理剂，调整氮气流量，进行一次性联合除气除渣，时间8-10分钟；

⑻扒出熔体表面浮渣，检测成分并调整；

⑼成分合格后，接通氮气，再除气20-30分钟，直至针孔合格，静置5-10分钟，彻底除掉熔体中的氢；

⑽当温度达到680-720℃时，浇铸再生铝产品的铸锭。

2.根据权利要求1所述的一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，其特征在于：所述铝合金精炼变质一次处理剂为稀土型变质剂。

3.根据权利要求1所述的一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，其特征在于：所述铝合金精炼变质一次处理剂型号为：HGJB-2。

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