CN1073486A - 铝或铝合金精炼用除渣剂 - Google Patents
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Abstract
本发明为铝及铝合金精炼用的一种除渣剂由多
种氯化物和氟化物组成，其化学成分定量为15～
30％Na、10～20％K、1～5％Ca、1～5％Mg、20～
50％Cl、1～10％Si、5～20％F、微量～5％Al及0～
5％C。该除渣剂除了具有效果显著的除渣作用外，
还兼有除气和覆盖作用，其中除H2率达到81.5％，
而且所形成的渣中含金属量降到2％以下。
Description
本发明为铝或铝合金精炼用除渣剂，属于一种铝或铝合金熔体净化处理用的精炼熔剂。它由多种氯化物、氟化物组成，除了具有效果显著的除渣作用外，还兼有除气和复盖作用。
除渣和除气是铝或铝合金熔体净化处理的两个中心环节和终极目的，一直是众多科研人员研究的课题。为此，各种各样的除气方法、除渣方法以及在线的除气、除渣联合处理方法应运而生，所用的设备和装置日趋先进，而其造价、维持费用和技术要求越来越高。在净化处理过程中所用的溶剂目前普遍采用1＃熔剂，其资料来源引自《轻金属材料加工手册》下册第15页表5-1-8（冶金工业出版社，1980）。1＃熔剂呈块状，其化学组份为：47%KCl+30%NaCl+23%Na3AlF6，使用时需装入精炼筐中送入炉内熔体里进行除渣精炼。这种传统的熔剂在实际应用时除了具有操作不方便的不足外，其造渣效果不佳，因而铝熔体中的氧化夹渣除不尽，所形成的渣又不易与铝熔体分离，使铝液的纯洁度难于提高，而且因形成的渣中含有相当数量的铝液，一般达到3～10%，造成浪费金属。
鉴于已有熔剂所存在的不足本发明的目的为提供一种具有良好的铺开性、分离性和精炼性的铝或铝合金精炼熔剂，而且该熔剂具有使用方便的特点。
为了达到上述目的本发明所提供的铝或铝合金精炼用除渣剂是通过下述成份组成的：该除渣剂由氯化物和氟化物组成，其化学成份定量为以重量百分比计含有15～30%Na、10～20%K、1～5%Ca、1～5%Mg、20～50%Cl、1～10%Si、5～20%F、微量～5%Al及0～5%C，所采用的氯化物中含有NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2，氟化物中含有NaF、Na2SiF6、Na3AlF6。
本发明按上述描述所提供的除渣剂呈粉状，由多种氯化物和氟化物混合而成。施用于铝或铝合金熔体中进行净化处理时，其中的NaCl、CaCl2、MgCl2、NaF起到复盖剂的作用，Na2SiF6起到精炼剂的作用，而Na3AlF6起到补充精炼剂的作用。NaCl、KCl、CaCl2及MgCl2的组合对铝熔体具有良好的复盖作用，因为这些化合物表面张力小、粘性小，具有很好的铺开性、复盖性和分离性，同时NaCl与KCl对熔体无污染性。MgCl2在720℃时以液态存在，具有溶解氢的作用，也能把熔体中的悬浮物粒子包围起来，使其与铝熔体分离。从而起到除气、除渣的作用。添加一定量的NaF，可以降低KCl、NaCl混合盐的熔点，提高复盖作用，并且NaF也可以侵蚀Al2O3-Al界面上的金属熔体，使氧化膜机械地脱离，溶于熔剂中。其反应方程式如下：
除渣剂中的Na2SiF6在铝熔体中起到明显的精炼作用，在高温下铝液中产生如下反应：
生成的SiF4和AlF3都具有挥发性，在上浮过程中都可以带出大量的氢，并且SiF4和AlF3均无毒，对人员和设备均无毒害作用。作为补充精炼剂用的Na3AlF6以及Na2SiF6与Al2O3反应生成的Na3AlF6对熔体中的Al2O3具有强烈的吸附作用，同时也能和SiO2结成渣块，并熔于熔体表面，因而极易扒渣。
本发明按上述描述所提供的除渣剂，组成的氯化物和氟化物以重量百分比计由表1所述组份进一步实现：
表1
| 成份 | NaCl | KCl | NaF | MgCl2 | CaCl2 | Na2SiF6 | Na3AlF6 |
| 含量％ | 10～30 | 10～20 | 微量～15 | 微量～20 | 微量～20 | 10～30 | 微量～15 |
由于C2Cl6氯化物和CaF2氟化物在铝或铝合金熔体中与上述成份组成的除渣剂结合可以起到精炼作用，因而可作为精炼剂和补充精炼剂的补充添加剂。含有C2Cl6和CaF2添加剂时，本发明提供的除渣剂由表2所述组份得到实现：
表2
| 成份 | NaCl | KCl | NaF | MgCl2 | CaCl2 |
| 含量％ | 10～30 | 10～20 | 微量～15 | 微量～20 | 微量～20 |
| Na2SiF6 | C2Cl6 | Na3AlF6 | CaF2 |
| 10～30 | 微量～10 | 微量～15 | 微量～10 |
本发明所提供的铝或铝合金精炼用除渣剂，在制成产品时按上述的组份进行配料，经过熔炼-铸块-破碎-制粉-包装工序生产;也可以将配料经过烘干-混合-筛选-包装等工序生产。本发明提供的除渣剂适用于除了高镁含量的铝镁合金和过共晶铝硅合金以外的所有类型的铝及铝合金的除渣处理，而且还可以广泛用于清炉时炉墙和炉底的除渣。具体使用时可以采用人工抛撒搅拌法，也可以采用惰性气体喷吹法。采用人工抛撒搅拌法时，将除渣剂人工直接均匀地抛向铝液表面，并进行搅拌，待浮渣生成并明显与铝液分离，用扒渣工具扒去浮渣，其添加量为待处理铝量的0.3～0.6%。当采用惰性气体喷吹法时，用专用的喷吹装置将除渣剂均匀地喷入到熔体内部，并且喷入的同时进行搅拌，喷吹气体采用Ar或N2。这种喷吹方法不但强化除渣效果，而且增强了除气作用，同时也大大减轻了工人的操作强度，因而可适用于熔炉、浇包、坩埚及转注过渡容器中的熔体处理。
本发明所提供的除渣剂具有良好的铺开性、分离性和精炼性，而且具有适用范围广、使用方便的特点，与已有的1＃熔剂相比除了具有突出的除渣效果外，还兼有除H2和复盖作用。例如某铸轧生产线上按处理铝熔体量的0.3%分别添加本发明提供的除渣剂和1＃熔剂，并切取铸轧板坯试样进行氧化夹渣测量。其测量结果表明，在相同条件下，用本发明提供的除渣剂处理的试样中氧化夹渣质点数平均为21.2，比用1＃熔剂处理的63.5减少42.3，除渣效果显著优于1＃熔剂。而本发明与1＃熔剂的除气效果对比试验表明，在相同条件下本发明的除H2效果比1＃熔剂提高40%，而本发明提供的除渣剂采用N2进行喷入时，其除H2效果比1＃熔剂提高50.6%，除H2率达到81.5%。采用本发明提供的除渣剂对铝或铝合金熔体进行净化处理时，除了具有除渣彻底、分离干净的特点外，所形成的渣中含金属量大为降低，降到2%以下。
本发明提供的实施例之一：
本发明提供的除渣剂，其氯化物和氟化物由表3所示的组份组成：
表3
| 成份 | NaCl | KCl | NaF | MgCl2 | CaCl2 | Na2SiF6 | Na3AlF6 |
| 含量％ | 20～25 | 12～18 | 8～12 | 8～15 | 5～12 | 15～25 | 8～15 |
本发明提供的实施例之二：
本发明提供的除渣剂，其氯化物和氟化物由表4所示的组份组成：
表4
| 成份 | NaCl | KCl | NaF | MgCl2 | CaCl2 |
| 含量％ | 10～20 | 10～15 | 微量～12 | 微量～10 | 微量～15 |
| Na2SiF6 | Na3AlF6 | C2Cl6 | CaF2 |
| 20～30 | 微量～10 | 0～10 | 0～10 |
本发明提供的实施例之三：
本发明提供的除渣剂，其氯化物和氟化物由表5所示的组份组成：
表5
| 成份 | NeCl | KCl | NaF | MgCl2 | CaCl2 | Na2SiF6 |
| 含量％ | 15～30 | 10～20 | 12～15 | 10～20 | 10～20 | 10～20 |
| Na3AlF6 | C2Cl6 | CaF2 |
| 10～15 | 0～5 | 0～5 |
本发明提供的实施例之四：
组成除渣剂的氯化物和氟化物由表6所示的1～13组份之一组成：
表6
Claims (6)
1、一种铝或铝合金精炼用除渣剂由氯化物和氟化物组成，其特点是化学成份定量为以重量百分比计含有15～30%Na、10～20%K、1～5%Ca、1～5%Mg、20～50%Cl、1～10%Si、5～20%F、微量～5%Al及0～5%C，所采用的氯化物中含有NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2，氟化物中含有NaF、Na2SiF6、Na3AlF6；
2、按照权利要求1所述的除渣剂，其特点是氯化物和氟化物的组份为10～30%NaCl、10～20%KCl、微量～15%NaF、微量～20%MgCl2、微量～20%CaCl2、10～30%Na2SiF6、微量～15%Na3AlF6;
3、按照权利要求1所述的除渣剂，其特点是氯化物和氟化物的组份为10～30%NaCl、10～20%KCl、微量～15%NaF、微量～20%MgCl2、微量～20%CaCl2、10～30%Na2SiF6微量～10%C2Cl6、微量～15%Na3AlF6、微量～10%CaF2;
4、按照权利要求1、2所述的除渣剂，其特点是20～25%NaCl、12～18%KCl、8～12%NaF、8～15%MgCl2、5～12%CaCl2、15～25%Na2SiF6、8～15%Na3AlF6;
5、按照权利1、3所述的除渣剂，其特点是10～20%NaCl、10～15%KCl、微量～12%NaF、微量～10%MgCl2、微量～15%CaCl2、20～30%Na2SiF6、微量～10%Na3AlF6、0～10%C2Cl6、0～10%CaF2;
6、按照权利要求1、3所述的除渣剂，其特点是15～30%NaCl、10～20%KCl、12～15%NaF 10～20%MgCl2、10～20%CaCl2、10～20%Na2SiF6、10～15%Na3AlF6、0～5%C2Cl6、0～5%CaF2。
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