CN109457128A - 一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，先将铝硅合金硅、铝、铜、镍等主要原料全部熔化，合金液温度提升到熔炼温度860‑880℃时加入铝钒合金，搅拌均匀，然后再将合金液温度迅速提升到900‑920℃，然后再断电，待合金液温度自然降温到合金熔炼温度860‑880℃，再进行保温。本发明的有益效果是：可以降低钒的损耗量，相比原工艺，在加入的钒合金的量为0.25%以内，可以降低约50%的钒的损耗；可以改善低温加钒合金时，钒合金被合金液表面浮渣包裹导致的将钒合金的加入量提高也不能增加合金液中钒含量的情况。

Description

一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺

技术领域

本发明涉及铝硅合金熔炼技术领域，特别是一种适用于采用工频炉等设备，进行铝硅合金熔炼，通过添加铝钒合金或钒铁合金增加钒的降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺。

背景技术

在进行铝硅合金熔炼时，通常是通过钒合金的包融扩散的方式融化在合金液中。原工艺是在在铝硅合金原料锭刚开始熔化形成合金液，合金液温度升温带700-720℃时，将钒合金加入到合金液中，钒合金随着剩余的合金锭一同熔炼，熔炼温度为840-860℃，完全熔化后保温30分钟，但是原工艺存在以下缺点：

1、钒合金的熔点较高，在铝硅合金熔炼时是通过缓慢包融扩散的方式熔化到合金液中，

相比铜、镍等更难以熔化；

2、原工艺在700-720℃加入钒合金，合金液升温到熔炼温度840-860℃保温30分钟，钒合金的包融扩散时间长达1.5小时以上；

3、铝液表面存在一定的浮渣，低温时钒合金在比较长的时间内都难以容易熔化，在低温时加入钒合金，由于钒合金的粒度较小，容易被浮渣包裹，即使在搅拌下也难以和浮渣分离，最后温度升高后钒合金仍然无法脱离浮渣；

4、同时由于钒合金的粒度较小，熔炼时间长则加重了其损耗，在原工艺下，要在合金熔炼完成后得到工艺需求的0.1-0.15％的钒，需要加入0.25％的钒合金，钒合金的损耗量在40-60％之间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中钒合金在熔炼过程中损耗量大的缺点，提供一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，包括以下步骤：

S1、配料：准备钒合金和铝硅合金的原料锭；

S2、熔化合金：将铝硅合金放在工频炉中，将铝硅合金的硅、铝、铜、镍等主要原料全部熔化；

S3、升温，加入钒合金：将熔化的铝硅合金液温度提升到熔炼温度860-880℃，加入钒合金，搅拌均匀；

S4、再升温：搅拌均匀之后，将铝硅合金液温度迅速提升到900-920℃；

S5、自然降温和保温：合金液自然降温到合金熔炼温度860-880℃，再进行保温。

优选的，所述工频炉为0.5T工频炉。

优选的，所述的钒为铝钒合金或者是钒铁合金，其中铝钒合金的钒含量为50-65％，粒度为0.5-5mm，熔化温度为1600-1800℃，钒铁合金的钒含量为45-55％，粒度为0.1-1mm，熔化温度为1450-1600℃。

优选的，所述的0.5T工频炉的升温速率为5℃/min。

优选的，所述的步骤S5中断电自然降温速度为10℃/min。

优选的，所述的自然降温是通过断电方式实现的。

本发明具有以下优点：

1、可以降低钒的损耗量，相比原工艺，在加入的钒合金的量为0.25％以内，可以降低约 50％的钒的损耗；

2、可以改善低温加钒合金时，钒合金被合金液表面浮渣包裹导致的将钒合金的加入量提高0.25％以上也不能增加合金液中钒含量的情况。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为熔炼温度与钒含量的关系图；

图3为随保温扩散时间钒含量的变化图；

图4加入不同量的钒合金条件下得到钒含量。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定的发明的有益目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对根据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例，此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可有任何合适形式组合：

如图1所示，一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，其特征在于包括以下步骤：

S1、配料：准备钒合金和铝硅合金的原料锭；

S2、熔化合金：将铝硅合金放在工频炉中，将铝硅合金的硅、铝、铜、镍等主要原料全部熔化；

S3、升温，加入钒合金：将熔化的铝硅合金液温度提升到熔炼温度860-880℃，加入钒合金，搅拌均匀；

S4、再升温：搅拌均匀之后，将铝硅合金液温度迅速提升到900-920℃；

S5、自然降温和保温：合金液自然降温到合金熔炼温度860-880℃，再进行保温。

做为可选的实施方式，所述工频炉为0.5T工频炉。

做为可选的实施方式，所述的钒为铝钒合金或者是钒铁合金，其中铝钒合金的钒含量为 50-65％，粒度为0.5-5mm，熔化温度为1600-1800℃，钒铁合金的钒含量为45-55％，粒度为 0.1-1mm，熔化温度为1450-1600℃。

做为可选的实施方式，所述的0.5T工频炉的升温速率为5℃/min。

做为可选的实施方式，所述的步骤S5中断电自然降温速度为10℃/min。

做为可选的实施方式，所所述的自然降温是通过断电方式实现的。

具体实施例：在合金熔炼完成后得到需求的0.1-0.15％的钒，制备过程如下：

S1、配料：准备钒合金和铝硅合金的原料锭；

S2、熔化合金：将铝硅合金放入0.5T工频炉中，将铝硅合金的硅、铝、铜、镍等主要原料全部熔化；

S3、升温、加入钒：将熔化的铝硅合金液温度提升到熔炼温度860-880℃，加入钒合金，搅拌均匀；

S4、再升温：搅拌均匀之后，将铝硅合金液温度迅速提升到900-920℃；

S5、自然降温和保温：铝硅合金液自然降温到合金熔炼温度860-880℃，再保温。

采用0.5T工频炉，在合金液达到指定熔炼温度下加入0.25％的钒，搅拌均匀之后，然后进行保温，每隔10分钟检测钒含量，待连续3次检测钒含量无明显变化时，记录最后得到的钒的含量为初次温度下得到的钒含量；然后将合金液继续升温至920℃，保温10分钟后再检测钒的含量，待连续3次检测钒含量无明显变化时记录最后得到的钒含量为二次升温得到的钒含量，记录结果如下表，对应的图形显示见图2.

钒加入(熔炼)温度：℃	720	770	820	870	920
						钒完全融化时间：min	150	120	80	50	30
初次温度下得到的钒含量	0.09％	0.13％	0.20％	0.24％	0.20％
						二次升温得到的钒含量	0.14％	0.17％	0.23％	0.23％	0.20％

从上表及图2可以得出：

(1)、在720℃和770℃等低熔炼温度下加入钒合金，最后得到的钒含量很低，但继续升温到920℃时钒含量变高，说明温度过低时钒合金很难熔化；温度升高钒含量提升但仍比高温加入得到的钒含量低，说明低温加入钒合金时，钒合金熔化缓慢造成了浮渣裹走未来得及溶化的钒合金；

(2)、随着温度的提升，钒合金的熔化速度变快，时间缩短；

(3)、在820℃、870℃和920℃等高熔炼温度下加入钒合金，初次得到的钒含量和继续升温到920℃时得到的钒含量没有太大差异，说明高温可使浮渣灰化松散；又因为温度高，钒合金熔化加快，即使合金液表面存在浮渣，也很少有钒合金被浮渣包裹带走；

(4)、在820℃-870℃时，得到最大的钒含量，在920℃时钒含量有所降低，说明温度升高时钒合金被渣滓带走的更少，进入合金液的比例变高，但温度过高时会降低设备和加热器的寿命，加大铜、镍等其它元素的烧损，也会增加钒合金的烧损。

采用本工艺，在870℃加入0.25％的钒合金，继续升温到920℃后，再自然降低到870℃，采用0.5T工频炉升温速率为5℃/min，在920℃附近断电自然降温速度为10℃/min，从加入钒合金时取第一个样，每隔5分钟取样，随保温扩散时间，钒含量变化如下表，对应趋势图见图3.

从上表及图3可以得出：

(1)、在870℃加入钒合金，提升到920℃再降回870℃，不会导致得到的钒含量降低，

而且可以缩短钒合金完全包融扩散的时间；

(2)、需要保温25分钟以上才能让钒合金完全包融扩散均匀，从加入钒合金到包融扩散均匀，钒合金包融扩散总时间仅需要40分钟，仅为原工艺包融扩散总时间的一半。

采用本工艺，加入不同量的钒合金，得到钒含量如下表，对应趋势图见图4。

钒合金加入量

0.05％

0.10％

0.15％

0.20％

0.25％

0.30％

0.35％

0.40％

钒最大得到量

0.04％

0.08％

0.14％

0.19％

0.24％

0.27％

0.28％

0.28％

钒最低得到量

0.03％

0.07％

0.12％

0.16％

0.18％

0.19％

0.20％

0.20％

从上表及图4可以得出：

(1)、采用本工艺要在合金熔炼完成后得到0.1-0.15％的钒，只需要加入0.15％的钒合金即可；

(2)、采用本工艺，钒合金加入量在0.25％以下时，钒的得到量随加入量增加，当钒合金的加入量超过0.3％以后，加入量增加并不能提升钒的得到量。

(3)、同样是加入0.25％的钒合金时，本工艺则可以得到0.16-0.22％的钒，钒的损耗量在12-36％之间，本工艺钒的损耗比例远低于原工艺。

因此，采用本工艺在合金液仅需要0.1-0.15％的钒含量时，可以只加入0.15％的钒合金即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、配料：准备钒合金和铝硅合金的原料锭；

S2、熔化合金：将铝硅合金放在工频炉中，将铝硅合金的硅、铝、铜、镍等主要原料全部熔化；

S3、升温，加入钒合金：将熔化的铝硅合金液温度提升到熔炼温度860-880℃，加入钒合金，搅拌均匀；

S4、再升温：搅拌均匀之后，将合金液温度迅速提升到900-920℃；

S5、自然降温和保温：合金液自然降温到合金熔炼温度860-880℃，再进行保温，保温过程中钒合金得以包融扩散。

2.根据权利要求1所述的一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，其特征在于：所述工频炉为0.5T工频炉。

3.根据权利要求1所述的一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，其特征在于：所述的钒合金为铝钒合金或者是钒铁合金，其中铝钒合金的钒含量为50-65%，粒度为0.5-5mm，熔化温度为1600-1800℃，钒铁合金的钒含量为45-55%，粒度为0.1-1mm，熔化温度为1450-1600℃。

4.根据权利要求2所述的一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，其特征在于：所述的0.5T工频炉的升温速率设为5℃/min。

5.根据权利要求1所述的一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，其特征在于：所述的步骤S5中断电自然降温速度为10℃/min。

6.根据权利要求1所述的一种降低钒在铝硅合金中的损耗的熔炼工艺，其特征在于：所述的自然降温是通过断电方式实现的。