CN109468478A - 一种铝锭的制备方法 - Google Patents

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杨国荣
邹学通
臧永伟
罗映东
赵瑞敏
王建平
李顺华
孙海艳
戴晓毅
季鹏辉
方晨
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Abstract

本发明公开了一种铝锭的制备方法，包括：提供电解原铝液；获取电解原铝液中钒和钛的质量含量；根据电解原铝液中钒和钛的质量含量得到每预设质量的电解原铝液需要加入的硼元素质量；提供钒和钛的质量含量之和随硼元素加入量变化的质量含量变化曲线图；根据质量含量变化曲线图确定铝硼中间合金的最佳添加量；对电解原铝液进行铝硼合金添加熔解，经过搅拌后静置处理预设时间；取炉前样进行化学成分分析，化学成分分析结果满足需求后打开混合炉的炉眼进行铸锭作业。本发明具有如下优点：可制备低钒低钛铝锭产品，在降本增效的大环境下，利用铸锭混合炉设备，通过优化工艺，调整生产组织，实现低钒低钛铝锭的高效生产。

Description

一种铝锭的制备方法
技术领域
本发明涉及铝锭生成技术领域，具体涉及一种铝锭的制备方法。
背景技术
随着工业的发展，电工用铝得到广泛的应用，延伸到马达转子等高端领域，因此对电工用铝锭产品质量提出了更高的要求。
原铝锭中常含有一定量以固溶形式存在的微量元素V、Ti等元素，这些元素对铝导体的导电性有非常不利的影响。设法降低Ti、V等元素的含量，是进一步提高铝导体导电性能需要解决的问题。非金属元素B与V、Ti等元素具有很强的结合力，可形成熔点高、密度比铝大的VB2、TiB2等硼化物沉淀，而硼在一定的含量范围内对导电性影响较小，因此理论上采用硼化处理后能够实现电工用低钒低钛铝锭的生产。但在实际生产中并没有可参考的配比数值，存在铝硼中间合金加入量较多时，铝基体中硼元素含量增加，且增加生产成本；铝硼合金加入量较少时，所需静置时间长，一旦V、Ti含量之和达不到用户要求，再次配料调整费工费时；熔炼工艺掌握不足，操作存在差异性，导致调配时间长，重复取样，产品质量波动等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种铝锭的制备方法，可制备低钒低钛铝锭产品。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种铝锭的制备方法，包括以下步骤：提供电解原铝液；获取所述电解原铝液中钒和钛的质量含量；根据所述电解原铝液中钒和钛的质量含量得到每预设质量的电解原铝液需要加入的硼元素质量；提供钒和钛的质量含量之和随硼元素加入量变化的质量含量变化曲线图；根据所述质量含量变化曲线图确定铝硼中间合金的最佳添加量；对所述电解原铝液进行铝硼合金添加熔解，经过搅拌后静置处理预设时间；取炉前样进行化学成分分析，在化学成分分析结果满足需求后打开所述混合炉的炉眼进行铸锭作业。
根据本发明实施例的铝锭的制备方法，可制备低钒低钛铝锭产品，在降本增效的大环境下，利用铸锭混合炉设备，通过优化工艺，调整生产组织，实现低钒低钛铝锭的高效生产。
另外，根据本发明上述实施例的铝锭的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述获取所述电解原铝液中钒和钛的质量含量的步骤，具体包括：对所述电解原铝液进行光谱分析得到所述电解原铝液中钒和钛的质量含量。
可选地，所述铝硼中间合金的最佳添加量为硼元素最低加入量的两倍。
可选地，所述铝硼中间合金的最佳添加量为硼元素最低加入量的两倍，所述硼元素最低加入量根据工艺需求设定。
可选地，对所述电解原铝液进行铝硼合金添加熔解的温度为780至820摄氏度。
可选地，所述搅拌的时间为5至10分钟。
可选地，所述打开所述混合炉的炉眼进行铸锭作业的步骤具体包括：打开距离所述混合炉底部10cm的混合炉炉眼进行铸锭作业。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的铝锭的制备方法的流程图；
图2是本发明一个实施例的钒和钛的质量含量之和随硼元素加入量变化的质量含量变化曲线图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图描述本发明。
图1是本发明一个实施例的铝锭的制备方法的流程图。如图1所示，包括以下步骤：
S1：提供电解原铝液。
S2：获取所述电解原铝液中钒和钛的质量含量。
在本发明一个实施例中，对所述电解原铝液进行光谱分析得到所述电解原铝液中钒和钛的质量含量。
S3：根据所述电解原铝液中钒和钛的质量含量得到每预设质量的电解原铝液需要加入的硼元素质量。
具体地，一般电解原铝液中钒的质量百分含为0.015％、钛的质量百分含量为0.002％，GB/TB1196-2008标准中AL99.70牌号铝锭钒、钛质量含量要求如表1所示：
表1 AL99.70牌号铝锭钒、钛含量要求
综上，根据电解原铝液中V、Ti含量，计算出每吨原铝最少需要加入的B元素重量，确定铝硼中间合金最低加入量：AlB3牌号中间合金最低加入量为2.4kg/t、AlB8牌号中间合金最低加入量为0.9kg/t。
S4：提供钒和钛的质量含量之和随硼元素加入量变化的质量含量变化曲线图。
S5：根据所述质量含量变化曲线图确定铝硼中间合金的最佳添加量。
图2是本发明一个实施例的钒和钛的质量含量之和随硼元素加入量变化的质量含量变化曲线图。如图2所示，随着铝硼中间合金的加入量增加，Ti+V≤0.005％所需的时间逐渐缩短，当硼元素的量增加到最少加入量的2倍时，Ti+V≤0.005％需要的时间是30～40分钟，之后随着硼元素量的增加，除去钒和钛所需的时间缩短较慢，因此确定了铝硼中间合金最佳添加量为最低加入量的两倍。
S6：对所述电解原铝液进行铝硼合金添加熔解，经过搅拌后静置处理预设时间。在本发明一个实施例中，对所述电解原铝液进行铝硼合金添加熔解的温度为780至820摄氏度。在本发明一个实施例中，搅拌的时间为5至10分钟。
具体地，最大程度缩短静置时间，充分利用电解原铝液自身的高温热量，在进铝过程中添加铝硼合金，此时的温度在840℃左右，电解原铝液进入混合炉之后，还能保持在780～820℃，足以满足铝硼合金快速溶解，从而缩短静置时间，因此可确定780～820℃为铝硼合金最佳添加温度；(2)采用叉车运载1.8米宽的大耙，对60吨混合炉进行全方位搅拌5～10分钟，硼元素可在铝液中均匀分布，因此，可确定铝硼合金添加后最佳搅拌时间为5～10分钟
S7：取炉前样进行化学成分分析，在化学成分分析结果满足需求后打开所述混合炉的炉眼进行铸锭作业。在本发明一个实施例中，打开距离所述混合炉底部10cm的混合炉炉眼进行铸锭作业。
具体地，通过优化熔炼工艺，选择高位距离混合炉底部10cm的混合炉炉眼进行放流浇铸生产，避免静置过程沉淀到炉子底部的VB2、TiB2等硼化物沉淀流出，以减少成品中V、Ti的含量；并禁止在浇铸生产过程中，搅动混合炉内铝液，以防止VB2、TiB2混入成品，影响成品中钒、钛含量的判断。
根据本发明实施例的铝锭的制备方法，可制备低钒低钛铝锭产品，在降本增效的大环境下，利用铸锭混合炉设备，通过优化工艺，调整生产组织，实现低钒低钛铝锭的高效生产。
另外，本发明实施例的铝锭的制备方法的其它部分对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种铝锭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供电解原铝液；
获取所述电解原铝液中钒和钛的质量含量；
根据所述电解原铝液中钒和钛的质量含量得到每预设质量的电解原铝液需要加入的硼元素质量；
提供钒和钛的质量含量之和随硼元素加入量变化的质量含量变化曲线图；
根据所述质量含量变化曲线图确定铝硼中间合金的最佳添加量；
对所述电解原铝液进行铝硼合金添加熔解，经过搅拌后静置处理预设时间；
取炉前样进行化学成分分析，在化学成分分析结果满足需求后打开所述混合炉的炉眼进行铸锭作业。
2.根据权利要求1所述的铝锭的制备方法，其特征在于，所述获取所述电解原铝液中钒和钛的质量含量的步骤，具体包括：
对所述电解原铝液进行光谱分析得到所述电解原铝液中钒和钛的质量含量。
3.根据权利要求1所述的铝锭的制备方法，其特征在于，所述铝硼中间合金的最佳添加量为硼元素最低加入量的两倍，所述硼元素最低加入量根据工艺需求设定。
4.根据权利要求1所述的铝锭的制备方法，其特征在于，对所述电解原铝液进行铝硼合金添加熔解的温度为780至820摄氏度。
5.根据权利要求1所述的铝锭的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为5至10分钟。
6.根据权利要求1所述的铝锭的制备方法，其特征在于，所述打开所述混合炉的炉眼进行铸锭作业的步骤具体包括：
打开距离所述混合炉底部10cm的混合炉炉眼进行铸锭作业。
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