CN105002387A - 一种铝及铝合金的精炼剂以及使用该精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺 - Google Patents
一种铝及铝合金的精炼剂以及使用该精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种铝及铝合金的精炼剂以及使用该精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺，属于铝合金加工技术领域。所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：20-28％，Na：10-18％，Ca：2.3-3.0％，Al：3.2-5.0％，F：30-35％，Si：2.5-3.0％，O：4.0-6.0％，C：0.3-0.8％，Cl：10-16％。本发明的精炼剂中无氯气成分，即使含有NaCl和KCl盐但与Al并不发生化学反应，因此生产环境无毒无害，灰尘大大降低，并且不污染环境，有利于职工健康。本发明使用了特定的精炼剂对铝合金进行熔炼精炼，替代含氯气的精炼方法，在得到满足了铝箔、PS板和CTP板的质量要求的铝合金铸轧卷的同时具有较高的环保安全性，并降低金属烧损0.2-0.5％。
Description
技术领域
本发明涉及一种一种铝及铝合金的精炼剂以及使用该精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺，属于铝合金加工技术领域。
背景技术
铝及铝合金单零箔、双零箔、PS板、CTP板的生产要求高质量的铝及铝合金热轧或铸造坯料，该坯料的生产过程中要求铝熔体氢含量≤0.12ml/100gAl，熔体过滤精度≤0.5ppm，传统工艺采用：Cl2+N2和CCl4+N2(氮气纯度为99.995％，由瓶装或制氮机自制)，对熔体进行精炼除气除渣，以达到坯料质量标准。由于上述工艺含有氯气，精炼过程中灰尘大，气味难闻，即使采取排风和劳保措施也对环境和职工健康造成伤害，更达不到环保要求。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种在满足生产铝箔、PS板、CTP板坯料的质量要求同时能改善熔炼生产环境，减小大气污染的精炼剂以及使用该精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺。
本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种铝及铝合金的精炼剂，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：20-28％，Na：10-18％，Ca：2.3-3.0％，Al：3.2-5.0％，F：30-35％，Si：2.5-3.0％，O：4.0-6.0％，C：0.3-0.8％，Cl：10-16％。
作为优选，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：20-25％，Na：10-15％，Ca：2.5-3.0％，Al：3.5-5.0％，F：30-33％，Si：2.6-2.8％，O：4.0-5.0％，C：0.3-0.5％，Cl：12-15％。
进一步优选，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：23％，Na：14％，Ca：3.0％，Al：4.9％，F：33％，Si：2.7％，O：5.0％，C：0.4％，Cl：14％。
进一步优选，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：25％，Na：12％，Ca：2.5％，Al：4.9％，F：33％，Si：2.6％，O：4.5％，C：0.5％，Cl：15％。
进一步优选，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：26％，Na：13％，Ca：2.5％，Al：4.0％，F：35％，Si：3.0％，O：5.0％，C：0.5％，Cl：11％。
进一步优选，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：20％，Na：18％，Ca：2.8％，Al：4.0％，F：30％，Si：2.6％，O：5.0％，C：0.6％，Cl：16％。
本发明的第二个目的在于提供一种使用上述铝及铝合金的精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺，所述熔炼精炼工艺包括如下步骤：
(1)熔体搅拌：将铝合金熔炼成熔体，当熔体温度为710-730℃时，加入精炼剂，并用氮气搅拌精炼3-4次，每隔30-50min搅拌一次，每次15-20min；当熔体温度为730-750℃时，用电磁搅拌15-25min；
(2)导炉：导炉前，用氮气和精炼剂对熔体精炼15-25min，静置后扒渣导炉，导炉时熔体温度为735-755℃，然后将熔体导入静置炉中用氮气进行过流精炼，导流完后静置、扒渣、多次精炼；
(3)在线连续用氮气对熔体进行精炼，然后依次扒浮渣、过滤、细化晶粒、在线测氢，最后将熔体铸轧成6.0-8.0mm板坯并成卷。
在上述铝合金的熔炼精炼工艺中，步骤(1)具体为将铝合金原料放入火焰反射炉内熔炼成熔体，当熔体温度达到710-730℃时撒入精炼剂，精炼剂的加入量为3.5-5千克/吨，并用氮气(含量高于99.9995％)进行搅拌和精炼，每隔30-50min搅拌一次，每次15-20min；当熔体金属温度达到730-750℃时，用电磁搅拌15-25min，并分拆取样化学成分直至化学成分合格，准备导炉。
在上述铝合金的熔炼精炼工艺中，步骤(2)中所述的多次精炼为4-5次，第一次精炼时间为15-25min，后几次的精炼为10-15min/次，间隔1.5-2.5h；每次精炼完静置12-18min扒去表面浮渣。
步骤(2)具体为：导炉前40分钟，用氮气(99.9995％)和上述的精炼剂对熔体进行精炼15-25min，每炉门分别8-15min，静置8-12min后扒渣导炉；导炉时熔体温度为735-755℃；将熔体导入静置炉用氮气(99.9995％)对熔体进行过流精炼；导流完后静置8-12min，扒去浮渣，用氮气(99.9995％)和精炼剂进行4-5次精炼，第一次精炼时间为15-25min，后几次的精炼为10-15min/次，间隔1.5-2.5h；每次精炼完静置12-18min扒去表面浮渣。
步骤(3)具体为：在线24小时连续生产时，用氮气(99.9995％)对熔体进行精炼，然后间隔1.0-1.5h扒浮渣一次(，接着采用50目和60目双级双通道过滤板对熔体进行过滤，再在线用Al-5Ti-B丝连续细化晶粒，在线测氢，保证氢含量≤0.12ml/100gAl，最后将熔体铸轧成6.0-8.0mm板坯并成卷。
在上述铝合金的熔炼精炼工艺中，步骤(3)中所述铸轧时前箱熔体温度：690-700℃，前箱液面高度：≥12mm，铸轧速度：850-950mm/min，循环水温度：28-38℃，循环水压力：0.12-0.15MPa，铸轧区长度：50-60mm，铸轧开口度：11-12mm。
本发明具有如下优点：
1、本发明的精炼剂中无氯气成分，即使含有NaCl和KCl盐但与Al并不发生化学反应，因此生产环境无毒无害，灰尘大大降低，并且不污染环境，有利于职工健康。
2、本发明使用了特定的精炼剂对铝合金进行熔炼精炼，替代含氯气的精炼方法，在得到满足了铝箔、PS板和CTP板的质量要求的铝合金铸轧卷的同时具有较高的环保安全性，并降低金属烧损0.2-0.5％。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
选用1235合金铝熔体，其中Fe：0.39％，Si：0.11％，其他≤0.03％，将铝合金原料放入火焰反射炉内熔炼成熔体，当熔体温度达到720℃时撒入精炼剂，精炼剂的加入量为4.5千克/吨，并用氮气(含量高于99.9995％)进行搅拌和精炼，每隔40min搅拌一次，每次18min；当熔体金属温度达到740℃时，用电磁搅拌20min，并分拆取样化学成分直至化学成分合格，准备导炉；其中，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：23％，Na：14％，Ca：3.0％，Al：4.9％，F：33％，Si：2.7％，O：5.0％，C：0.4％，Cl：14％。
导炉前40分钟，用氮气(99.9995％)和上述的精炼剂对熔体进行精炼20min，每炉门分别12min，静置10min后扒渣导炉；导炉时熔体温度为745℃；将熔体导入静置炉用氮气(99.9995％)对熔体进行过流精炼；导流完后静置10min，扒去浮渣，用氮气(99.9995％)和精炼剂进行4次精炼，第一次精炼时间为20min，后几次的精炼为12min/次，间隔2h；每次精炼完静置15min扒去表面浮渣。
在线24小时连续生产时，用氮气(99.9995％)对熔体进行精炼，石墨转速600转/min，氮气压力≥2MPa，然后间隔1.2h扒浮渣一次，接着采用50目和60目双级双通道过滤板对熔体进行过滤，再在线用Al-5Ti-B丝连续细化晶粒，在线测氢，氢含量为0.11ml/100gAl，最后将熔体铸轧成6.8mm板坯并成卷。其中，铸轧时前箱熔体温度：692℃，前箱液面高度：≥12mm，铸轧速度：840mm/min，循环水温度：36℃，循环水压力：0.13MPa，铸轧区长度：55mm，铸轧开口度：11mm。
在线检测：板厚：6.85mm，同板差：0.02mm，中凸(板样)：0.03mm，纵向厚差：0.08mm，表面质量良好无气道、裂纹等影响使用的缺陷；低倍检验：无偏析，晶粒度1级；成品检验：厚度：0.012mm，针孔数：10个/m2，无气道，表面质量良好，板型良好，满足用户要求。
实施例2
选用8011合金铝熔体，其中Fe：0.67％，Si：0.58％，其他≤0.03％，将铝合金原料放入火焰反射炉内熔炼成熔体，当熔体温度达到715℃时撒入精炼剂，精炼剂的加入量为4.5千克/吨，并用氮气(含量高于99.9995％)进行搅拌和精炼，每隔35min搅拌一次，每次16min；当熔体金属温度达到745℃时，用电磁搅拌22min，并分拆取样化学成分直至化学成分合格，准备导炉；其中，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：25％，Na：12％，Ca：2.5％，Al：4.9％，F：33％，Si：2.6％，O：4.5％，C：0.5％，Cl：15％。
导炉前40分钟，用氮气(99.9995％)和上述的精炼剂对熔体进行精炼18min，每炉门分别10min，静置8min后扒渣导炉；导炉时熔体温度为740℃；将熔体导入静置炉用氮气(99.9995％)对熔体进行过流精炼；导流完后静置11min，扒去浮渣，用氮气(99.9995％)和精炼剂进行4次精炼，第一次精炼时间为18min，后几次的精炼为13min/次，间隔1.8h；每次精炼完静置16min扒去表面浮渣。
在线24小时连续生产时，用氮气(99.9995％)对熔体进行精炼，石墨转速600转/min，氮气压力≥2MPa，然后间隔1.3h扒浮渣一次，接着采用50目和60目双级双通道过滤板对熔体进行过滤，再在线用Al-5Ti-B丝连续细化晶粒，在线测氢，氢含量为0.115ml/100Al，最后将熔体铸轧成6.5mm板坯并成卷。其中，铸轧时前箱熔体温度：698℃，前箱液面高度：≥12mm，铸轧速度：845mm/min，循环水温度：35℃，循环水压力：0.14MPa，铸轧区长度：58mm，铸轧开口度：11mm。
在线检测：板厚：6.85mm，同板差：0.02mm，中凸(板样)：0.03mm，纵向厚差：0.08mm，表面质量良好无气道、裂纹等影响使用的缺陷；低倍检验：无偏析，晶粒度1级；成品检验：厚度：0.012mm，针孔数：10个/m2，无气道，表面质量良好，板型良好，满足用户要求。
实施例3
选用8011合金铝熔体，其中Fe：0.67％，Si：0.58％，其他≤0.03％，将铝合金原料放入火焰反射炉内熔炼成熔体，当熔体温度达到725℃时撒入精炼剂，精炼剂的加入量为3.8千克/吨，并用氮气(含量高于99.9995％)进行搅拌和精炼，每隔45min搅拌一次，每次16min；当熔体金属温度达到735℃时，用电磁搅拌16min，并分拆取样化学成分直至化学成分合格，准备导炉；其中，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：26％，Na：13％，Ca：2.5％，Al：4.0％，F：35％，Si：3.0％，O：5.0％，C：0.5％，Cl：11％。
导炉前40分钟，用氮气(99.9995％)和上述的精炼剂对熔体进行精炼15min，每炉门分别15min，静置8min后扒渣导炉；导炉时熔体温度为755℃；将熔体导入静置炉用氮气(99.9995％)对熔体进行过流精炼；导流完后静置8min，扒去浮渣，用氮气(99.9995％)和精炼剂进行5次精炼，第一次精炼时间为15min，后几次的精炼为15min/次，间隔1.5h；每次精炼完静置18min扒去表面浮渣。
在线24小时连续生产时，用氮气(99.9995％)对熔体进行精炼，石墨转速600转/min，氮气压力≥2MPa，然后间隔1.0扒浮渣一次，接着采用50目和60目双级双通道过滤板对熔体进行过滤，再在线用Al-5Ti-B丝连续细化晶粒，在线测氢，保证氢含量≤0.12ml/100Al，最后将熔体铸轧成7.5mm板坯并成卷。其中，铸轧时前箱熔体温度：690℃，前箱液面高度：≥12mm，铸轧速度：950mm/min，循环水温度：28℃，循环水压力：0.15MPa，铸轧区长度：50mm，铸轧开口度：12mm。
在线检测：板厚：6.85mm，同板差：0.02mm，中凸(板样)：0.03mm，纵向厚差：0.08mm，表面质量良好无气道、裂纹等影响使用的缺陷；低倍检验：无偏析，晶粒度1级；成品检验：厚度：0.012mm，针孔数：10个/m2，无气道，表面质量良好，板型良好，满足用户要求。
实施例4
选用3003合金铝熔体，其中Fe：0.48％，Si：0.25％，Mn：1.08％其他≤0.03％，将铝合金原料放入火焰反射炉内熔炼成熔体，当熔体温度达到710℃时撒入精炼剂，精炼剂的加入量为5千克/吨，并用氮气(含量高于99.9995％)进行搅拌和精炼，每隔30min搅拌一次，每次20min；当熔体金属温度达到730℃时，用电磁搅拌25min，并分拆取样化学成分直至化学成分合格，准备导炉；其中，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：20％，Na：18％，Ca：2.8％，Al：4.0％，F：30％，Si：2.6％，O：5.0％，C：0.6％，Cl：16％。
导炉前40分钟，用氮气(99.9995％)和上述的精炼剂对熔体进行精炼25min，每炉门分别8min，静置12min后扒渣导炉；导炉时熔体温度为735℃；将熔体导入静置炉用氮气(99.9995％)对熔体进行过流精炼；导流完后静置12min，扒去浮渣，用氮气(99.9995％)和精炼剂进行多5次精炼，第一次精炼时间为25min，后几次的精炼为10min/次，间隔2.5h；每次精炼完静置12min扒去表面浮渣。
在线24小时连续生产时，用氮气(99.9995％)对熔体进行精炼，石墨转速600转/min，氮气压力≥2MPa，然后间隔1.5h扒浮渣一次，接着采用50目和60目双级双通道过滤板对熔体进行过滤，再在线用Al-5Ti-B丝连续细化晶粒，在线测氢，氢含量为0.108ml/100Al，最后将熔体铸轧成8.0mm板坯并成卷。其中，铸轧时前箱熔体温度：702℃，前箱液面高度：≥12mm，铸轧速度：820mm/min，循环水温度：32℃，循环水压力：0.14MPa，铸轧区长度：60mm，铸轧开口度：12mm。
在线检测：板厚：7.10mm，同板差：0.03mm，中凸(板样)：0.03mm，纵向厚差：0.06mm，表面质量良好无气道、裂纹等影响使用的缺陷；低倍检验：无偏析，晶粒度1级；成品检验：厚度：0.055mm，状态：H24，抗拉强度：140MPa，延伸率为15％，无气道，表面质量良好，板型良好，满足用户要求。
本发明的精炼剂中无氯气成分，即使含有NaCl和KCl盐但与Al并不发生化学反应，因此生产环境无毒无害，灰尘大大降低，并且不污染环境，有利于职工健康。本发明使用了特定的精炼剂对铝合金进行熔炼精炼，替代含氯气的精炼方法，在得到满足了铝箔、PS板和CTP板的质量要求的铝合金铸轧卷的同时具有较高的环保安全性，并降低金属烧损0.2-0.5％。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (7)
1.一种铝及铝合金的精炼剂，其特征在于，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：20-28％，Na：10-18％，Ca：2.3-3.0％，Al：3.2-5.0％，F：30-35％，Si：2.5-3.0％，O：4.0-6.0％，C：0.3-0.8％，Cl：10-16％。
2.根据权利要求1所述铝及铝合金的精炼剂，其特征在于，所述精炼剂包括如下组成成分及其质量百分比：K：20-25％，Na：10-15％，Ca：2.5-3.0％，Al：3.5-5.0％，F：30-33％，Si：2.6-2.8％，O：4.0-5.0％，C：0.3-0.5％，Cl：12-15％。
3.一种用如权利要求1或2所述铝及铝合金的精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺，其特征在于，所述熔炼精炼工艺包括如下步骤：
(1)熔体搅拌：将铝合金熔炼成熔体，当熔体温度为710-730℃时，加入精炼剂，并用氮气搅拌精炼3-4次，每隔30-50min搅拌一次，每次15-20min；当熔体温度为730-750℃时，用电磁搅拌15-25min；
(2)导炉：导炉前，用氮气和精炼剂对熔体精炼15-25min，静置后扒渣导炉，导炉时熔体温度为735-755℃，然后将熔体导入静置炉中用氮气进行过流精炼，导流完后静置、扒渣、多次精炼；
(3)在线连续用氮气对熔体进行精炼，然后依次扒浮渣、过滤、细化晶粒、在线测氢，最后将熔体铸轧成6.0-8.0mm板坯并成卷。
4.根据权利要求3中所述的铝合金的熔炼精炼工艺，其特征在于，步骤(1)中精炼剂的加入量为3.5-5千克/吨。
5.根据权利要求3中所述的铝合金的熔炼精炼工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的多次精炼为4-5次，第一次精炼时间为15-25min，后几次的精炼为10-15min/次，间隔1.5-2.5h；每次精炼完静置12-18min扒去表面浮渣。
6.根据权利要求3中所述的铝合金的熔炼精炼工艺，其特征在于，步骤(3)中氢含量≤0.12ml/100gAl。
7.根据权利要求3中所述的铝合金的熔炼精炼工艺，其特征在于，步骤(3)中所述铸轧时前箱熔体温度：690-700℃，前箱液面高度：≥12mm，铸轧速度：850-950mm/min，循环水温度：28-38℃，循环水压力：0.12-0.15MPa，铸轧区长度：50-60mm，铸轧开口度：11-12mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151028 |