CN106756181A - 一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂及其生产方法，除镁、除钙剂的组分及质量百分含量为：氟铝酸钾：10～40％；氟硅酸钾：1～25％；氟化铝：0～25％六氯乙烷：1～40％；铜米或铁粉或铜米与铁粉的混合物：20～50％。其生产方法是：将符合要求的物料按照本发明涉及的配方比例进行配料，然后将物料投入混料机进行混合，将混合好的物料使用液压机压制成圆饼状或球状，密度控制在2.75‑3.5克/立方厘米。本除镁、除钙剂加入铝液后可自动沉入液面以下进行反应，操作简便，同时由于是压制成致密的圆饼状或球状，可缓慢释放除镁、除钙的有效成分，持续起到除镁、除钙作用，提高材料的利用率，而且还能添加Cu、Fe等合金元素。

Description

一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂及其生产方法
技术领域
本发明属于铝合金生产领域，涉及除镁、除钙剂，由于其是一种铝合金(含一定的Cu、Fe)生产用自沉式除镁、除钙剂，本发明还涉及该种除镁、除钙剂的生产方法。
背景技术
铝合金在生产时，为降低生产成本，提高熔炼效率，会添加部分再生铝，再生铝大部分为废旧汽车、设备的拆解件，其中会有部分镁(Mg)含量偏高或者镁合金的铸件，Mg含量有一定的波动，Mg在铝合金中是一种合金元素，但是有一定的范围要求，当铝合金使用再生铝后出现Mg含量超标时，需要进行除镁操作。
钙(Ca)在铸造铝硅合金中是一种杂质元素，会影响合金的变质效果及力学性能等，因此合金中Ca含量的要求越来越低。金属硅中含有一定的Ca，品位越低的金属硅Ca含量越高，在合金熔炼过程中出现Ca含量超标的情况时，需要进行除钙操作。目前，主要是通过添加除镁剂、除钙剂的方式进行除镁、除钙，该方式具有易于操作，价格低廉，清除效果较好等优点，因此在实际生产中有较广泛的应用。
目前，公开的除镁剂、除钙剂一般由氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、氟铝酸钾(KAlF4/K3AlF6)、氟硅酸钠(Na2SiF6)、六氯乙烷(C2Cl6)等组成。如中国发明专利CN103882250A公布了一种再生铝合金除镁熔剂及其制备方法，其主要由NaCl、KCl、Na2SiF6、AlCl3、C2Cl6、K2AlF6、AlF3组成，适用于再生铝的除镁；中国发明专利CN103725913A公布了一种铝合金除镁剂，其主要由Na2SiF6、NaCl、KCl、KAlF4、C2Cl6组成，可以除去铝液中的镁，另外还具有一定的精炼剂作用；中国发明专利CN105734331A公布了一种铝合金除钙剂及其制备和使用方法，其主要由磷酸钠、氯化镁、氯化钾、氯化钠组成，该铝合金除钙剂，与现有技术相比操作环境友好、使用方法灵活、适用范围广，并且除钙效率高；中国发明专利CN104294067A公布了一种除钙剂及其制备方法，其主要由NaCl、KCl、Na2SiF6、NH4Cl、KAlF4、AlF3组成，该除钙剂采用氯化铵取代了六氯乙烷作为除钙剂的原材料，不仅降低了成本、使用过程中烟雾小、毒性小而且除钙效果好，有效的降低了再生铝合金中的钙元素的含量；中国发明专利CN102011023A公布了一种铝-硅合金用除钙剂及其制备方法，该除钙剂包含铝、氟，其特征是它还包含镍、硅、硼、碳，各元素的质量百分比为：铝11.0-21.0％，氟24.0-44.0％，镍5.0-30.0％，硅7.0-35.0％，硼0.1-5.0％，碳5.0-20.0％，该铝-硅合金除钙剂具有高效环保、制备工艺简单、工艺稳定性好、成本低等优点。
以上发明专利提及的除镁剂、除钙剂有一定的除镁、除钙效果，但是均由密度低的盐类、有机物等组成，做成的除镁剂、除钙剂密度低于铝合金液的密度，在使用时会漂浮于铝液表面，不能与铝液充分接触反应，相当一部分没起到除镁、除钙作用即返出液面，造成浪费，影响除钙效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂，应用于铝合金的除镁、除钙，另外还兼具Cu、Fe合金元素添加的作用。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
本除镁、除钙剂由铜米(Cu)、铁粉(Fe)、氟铝酸钾(KAlF4/K3AlF6)、氟硅酸钾(K2SiF6)、氟化铝(AlF3)、六氯乙烷(C2Cl6)组成，上述组分按质量百分比的含量为氟铝酸钾：10～40％、氟硅酸钾：1～25％、氟化铝：0～25％、六氯乙烷：1～40％、铜米或铁粉或铜米与铁粉的混合物：20～50％。
因Mg、Ca的化学活性较Al高，因此氟铝酸钾、氟硅酸钾、氟化铝可以优先与Mg、Ca反应生产MgF2、CaF2，六氯乙烷可以优先与Mg、Ca反应生产MgCl2、CaCl2，从而起到除镁、除钙的作用。铜米、铁粉可以调节比重，同时还可在铝合金中添加Cu、Fe元素。
除镁、除钙剂的生产方法是：铜米质量要求为Cu含量≥99.5％，其它单个杂质≤0.05％，直径在0.5-2.5mm，长度≤5mm，水分≤0.2％；铁粉质量要求为Fe含量≥98.3％，Mn≤0.3％，其它单个杂质≤0.05％，粒度：40～80目，水分≤0.2％，其余原材料采用工业级产品，要求纯度≥98％，粒度介于30～150目之间的比例在80％以上，水分≤0.2％。如果所用材料水分不符合要求，则先使用烘干机将其进行烘干，以达到规定的水分要求。如果所用材料粒度不符合要求，将以上物料使用振动筛分别进行筛分，以达到规定的粒度要求。将符合要求的物料按照本发明涉及的配方比例进行配料，每批次配料500～1000千克，将物料投入混料机进行混合，混合时间为20～40分钟。然后，将混合好的物料使用液压机压制成圆饼状或球状，单块重量20～500克，密度：2.75～3.5克/立方厘米，制成的除镁、除钙剂进行成分、粒度和水分检测，检测合格后采用铝箔、塑料袋按照1～2.5千克/包进行包装，外包装使用纸箱、纸袋、编织袋等。以下为除镁、除钙剂的生产过程流程图。
除镁、除钙剂的使用方法是：
1、用量：根据合金液中初始Cu、Fe含量及其控制要求以及除镁、除钙剂中的Cu、Fe含量计算加入量，以满足合金中Cu、Fe含量控制要求为准，一般加入量为铝熔体重量的0.2～1％。
2、加入温度：730～780℃。
3、加入方式：将除镁、除钙剂拆开包装，均匀撒于铝液表面，在其反应过程中可进行适当搅拌，以使其可与铝液各个部位充分接触，反应完毕后再次搅拌5～10分钟，静置10～15分钟，再次搅拌均匀后取样分析。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明自沉式除镁、除钙剂通过铜米、铁粉等高密度材料与除镁、除钙有效成分的组合，可使其密度(2.75～3.5克/立方厘米)大于铝液密度，加入铝液后可自动沉入液面以下进行反应，操作简便，同时由于是压制成致密的圆饼状或球状，可缓慢释放除镁、除钙的有效成分，持续起到除镁、除钙作用，提高材料的利用率，而且还能添加Cu、Fe等合金元素。该自沉式除镁、除钙剂具有较为广泛的用途，适用于以再生铝为原材料的铝合金生产，具有除镁、除钙、熔体精炼、合金化元素添加等多重功效。
2、本发明配方设计合理，生产方法简单易于实施，对原材料的纯度、含水量、粒度进行严格控制，有效保证了产品质量。采用本发明生产的除镁、除钙剂精炼剂可应用于以再生铝为原材料生产铝合金(含一定的Cu、Fe)的除镁、除钙，且密度大于铝液的密度，加入铝液后可沉入铝液进行反应，缓慢释放有效成分，提高除镁、除钙效果，减少用量。每1千克本除镁、除钙剂可清除0.2～0.4千克的Mg以及0.005～0.01千克的Ca，同时Cu、Fe的实收率可达到90％以上。依据本发明生产的除镁、除钙剂较单纯以低密度的盐类、有机物等生产的粉末状或块状除镁、除钙剂有更高的除镁、除钙效率。
附图说明
图1为本自沉式除镁、除钙剂的生产流程图。
具体实施方式
下面结合附图并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。
实施例1：
一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂，其组分及质量百分含量为：铜米33％、氟铝酸钾40％、氟硅酸钾：15％、六氯乙烷12％。严格控制以上材料成分、粒度、水分等符合本发明的要求。将以上物料进行配比、混合后加入液压机压制成圆饼状，密度控制在2.75～3.5克/立方厘米。制成的除镁、除钙剂进行成分、粒度和水分检测，检测合格后按照1～2.5千克/袋标准进行包装。
实施例2：
一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂，其组分及质量百分含量为：铁粉：45％、氟铝酸钾30％、氟硅酸钾：7％、氟化铝3％、六氯乙烷15％。严格控制以上材料成分、粒度、水分等符合本发明的要求。将以上物料进行配比、混合后加入液压机压制成圆饼状，密度控制在2.75～3.5克/立方厘米。制成的除镁、除钙剂进行成分、粒度和水分检测，检测合格后按照1～2.5千克/袋标准进行包装。
实施例3：
一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂，其组分及质量百分含量为：铜米：25％、铁粉：15％、氟铝酸钾40％、氟硅酸钾：5％、氟化铝5％、六氯乙烷10％。严格控制以上材料成分、粒度、水分等符合本发明的要求。将以上物料进行配比、混合后加入液压机压制成圆饼状，密度控制在2.75～3.5克/立方厘米。制成的除镁、除钙剂进行成分、粒度和水分检测，检测合格后按照1～2.5千克/袋标准进行包装。
以下为本除镁、除钙剂的应用实例，合金中初始Si含量为10.63190％、Mg含量为0.54572％，Ca含量为0.00558％，Cu含量为0.00190％，除镁、除钙剂(Cu含量33％)的加入比例为0.667％，加入温度为740℃。
表1、除镁、除钙剂应用效果数据
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂，其组分及质量百分含量为：
氟铝酸钾：10～40％
氟硅酸钾：1～25％
氟化铝：0～25％
六氯乙烷：1～40％，
铜米或铁粉或铜米与铁粉的混合物：20～50％。
2.根据权利要求1所述的铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂，其特征在于：铜米质量要求为：Cu含量≥99.5％，其它单个杂质≤0.05％，直径在0.5-2.5mm，长度≤5mm，水分≤0.2％。
3.根据权利要求1所述的铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂，其特征在于：铁粉质量要求为：Fe含量≥98.3％，Mn≤0.3％，其它单个杂质≤0.05％，粒度：40～80目，水分≤0.2％。
4.一种权利要求1所述的铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂的制备方法：将各个组分投入混料机进行混合，混合时间为20～40分钟，然后将混合好的物料通过液压机压制成圆饼状或球状。
5.根据权利要求4所述的制备方法：其特征在于：压成圆饼状或球状的除镁、除钙剂单块重量20～500克，密度：2.75～3.5克/立方厘米。
6.一种权利要求1所述的铝合金生产用自沉式除镁、除钙剂的使用方法，步骤如下：
①、根据合金液中初始Cu、Fe含量及其控制要求以及除镁、除钙剂中的Cu、Fe含量计算加入量，以满足合金中Cu、Fe含量控制要求为准，一般加入量为铝熔体重量的0.2～1％；
②、加入温度：730～780℃；
③、加入方式：将除镁、除钙剂拆开包装，均匀撒于铝液表面，在其反应过程中进行适当搅拌，以使其可与铝液各个部位充分接触，反应完毕后再次搅拌5～10分钟，静置10～15分钟，再次搅拌均匀后取样分析。
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