CN109500403A - 一种高纯铝粒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种高纯铝粒的制备方法。一种高纯铝粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将原料加热至720‑760℃，得原料铝液；(2)向原料铝液中加入添加剂后，吹气，再精炼扒渣，得铝液；(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具的底部设置有多个漏眼，模具中铝液达到指定高度后，开启振动，铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的高纯铝粒。本发明所述的一种高纯铝粒的制备方法，生产工序较为简便，可根据市场及客户要求确定化学成分及粒度，可用于批量铸造铝粒的生产，制备生产的铝粒产品表面较为干净，可替代高纯铝丝用于蒸发镀膜，生产效率达到每小时300kg以上，可以生产出满足客户质量要求的铝粒产品。

Description

一种高纯铝粒的制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种高纯铝粒的制备方法。
背景技术
国内蒸发镀膜高纯铝丝用量超百吨/年，具有较广阔的市场前景。根据市场反馈，目前我国市场上提供的主要以锯切铝粒为主，尚未找到铸造高纯铝颗粒产品。且市售的高纯铝颗粒主要纯度以99.85％居多，3N及4N的也有厂家提供，但整体供应数量不大。99.85％及以下纯度的高纯铝颗粒产品基本用于钢厂脱氧使用；3N以上规格主要用于电子行业蒸发镀膜生产使用。
电子行业蒸发镀膜目前广泛使用高纯铝丝，将高纯铝丝切断后放入蒸发舟进行蒸发镀膜。生产过程增加了切断工序，既增加了成本，也增加了二次污染几率；同时，据了解高纯铝丝表面油污及氧化膜对蒸发镀膜生产有一定的影响。而铸造高纯铝粒具有生产工序较为简便，且表面较为干净等产品优点。因此，铸造高纯铝粒具备较高的竞争优势。
现有的高纯铝颗粒的制备方法主要有：(1)切削铝粒，其步骤为：a.拔丝配模，根据最终获得铝粒大小以及铝及铝合金品种配置拉拔模具，拉拔成相应直径的线材。b.切丸或锯切，根据铝粒大小调整切丸机及锯切机，按照一定的切丸速度及长度进行切丸或锯切。c.筛选、包装，筛选过程去除过程夹渣或铝屑，保证产品的一致性。虽然采取此技术可以生产大小均匀、且随意根据要求生产相应的规格铝粒，但是由于工序较多，成本高，且在剪切时非常容易带来杂质，影响铝粒质量。
(2)在熔化炉内具有一定温度的熔铝，用流量调节阀适当控制流量，经出液管流入贮铝坩埚，之后开动动力装置，同时启动冷却传送带，使贮铝坩埚中的熔铝加压后产生脉动，由滴下孔顺次滴到冷却传送带上，滴下的铝滴因表面张力作用成球形，顺次凝固在运行的传送带上。该生产铝粒装置复杂，且不能保证长时间连续生产，因为生产时间越长，铸模长时间接触铝液，会造成铝液污染且会使铝粒大小不均匀，很难成型。
有鉴于此，本发明提出一种高纯铝粒的制备方法
发明内容
本发明的目的在于提出一种高纯铝粒的制备方法，通过对铝粒生产工艺不断的改进和优化，可以生产出满足客户要求的不同直径的Al99.90％-Al99.995％的高纯铝粒，满足市场需求。
为了实现上述目的，所采用的技术方案：
一种高纯铝粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料加热至720-760℃，得原料铝液；
(2)向原料铝液中加入添加剂后，吹气，再精炼扒渣，得铝液；
(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具的底部设置有多个漏眼，模具中铝液达到指定高度后，开启振动，铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的高纯铝粒；
其中，所述的铸盘转速为5-20次/min，温度为40-70℃。
进一步的，所述的步骤(2)中，所述的吹气的流速小于1ppm；
进一步的，所述的步骤(2)中，铝液需过滤，过滤片的规格不小于50ppi。
再进一步的，所述的铝液过滤的温度为720-740℃。
进一步的，所述的步骤(3)中，所述的铸盘底部加装冷却水，冷却水总流量3900-4100L/h。
在进一步的，所述的步骤(3)中，所述的铸盘底部加装多道冷却水，冷却水流量4000L/h。
进一步的，所述的步骤(3)的铸造过程中，振动频次为30-80次/min，铸造温度为700-740℃，铝液流速为5-10kg/min。
进一步的，所述的步骤(3)中，所述的模具下方加装自动切割铝液收尾的装置。
进一步的，所述的高纯铝粒的纯度为99.90-99.9995％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明高纯铝粒的制备方法具有生产工序较为简便，制得的铝粒表面较为干净等产品优点，可代替传统的铝杆剪切式铝粒进行蒸发镀膜，同时能够满足不同客户不同的需求并推向市场，具有实用性。
2、本发明借鉴国外铝粒生产设备，进行设备的重新设计优化，目前铝粒圆度、大小控制精准，设备关键部位漏眼采用石墨等材质进行生产，解决了铝粒污染、大小不一、无法长时间生产的缺陷。
3、现国内铝粒生产方式基本都采用剪切机剪切铝杆形成铝粒，而国内直接一次成型铝粒较少，而本发明可实现不同规格的高纯铝粒的生产。
4、通过本发明制备生产的铝粒产品，不易被污染，杂质含量低，大小均匀，粒度可控，成品率达到90％以上，生产效率达到每小时300kg以上，化学成分保持稳定，可以生产出满足客户质量要求的铝粒产品，具有较为广阔的市场前景。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种高纯铝粒的制备方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种高纯铝粒的制备方法，其具体实施方式、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、结构或特点可由任何合适形式组合。
在详细阐述本发明一种高纯铝粒的制备方法之前，有必要对本发明中提及的方法等做进一步说明，以达到更好的效果。
本申请的生产铝粒工艺：可以根据客户成分要求，进行配料进铝，将铝液温度控制在合理的范围，添加特定精炼剂吹气去除镁、钡、镧、铈等元素，控制在1ppm以下，之后精炼扒渣，铸造温度控制700-740℃，红外线控制铸模内铝液高度，振动频次控制在30-80次/min，冷却水流量4000L/h，铸盘转速5-20次/min，铝液流速控制在5-10kg/min，在铸造过程中铝液刚滴出铸模时会带拖尾，造成铝粒不满足客户要求，所以在铸模底部加装自动切割铝液收尾的装置，使生产的铝粒没有拖尾。还有，本申请对采用的铝粒铸造机进行了改进。
目前国内生产的铝粒都是Al99.70％及以下的铝粒，生产方法较多，国内生产的铝粒多为铝杆剪切方式进行铝粒生产，还有少部分采用铝粒铸造机生产，本申请人结合国外铝粒铸造机重新设计一款铝粒铸造机，通过批量试验调整进行了大幅改进，a.改进了铸造机冷却系统，在铸盘底部加装多道冷却水，增加铸盘的冷却强度，同时调整了铸盘的运转速度，较好的保证铝粒的圆度。b.由于铝粒生产效率较低，生产时间长，为防止不污染铝液，自主设计铸模及漏眼，使铸造铝粒规格可控，铝粒质量不污染。c.调整了铸模与铸盘之间的落差，同时在铸造机上加装吹扫装置，加快铝粒的冷却速度。d.加装铝粒吹扫装置，自动将铝粒从铸盘上吹扫至指定位置。
申请人拥有三层精铝电解、偏析提纯工艺，可以生产Al99.90％-Al99.9995％纯度的高纯铝粒，同时根据客户要求精确控制铝粒大小。
本发明中模具底部是采用石墨等不会对铝液产生污染的材料制备而成的。
在了解了上述方法等之后，下面将结合具体实施例对本发明一种高纯铝粒的制备方法做进一步的详细介绍：
实施例1.
具体操作步骤如下：
(1)根据客户成分要求，进行配料进铝，将原料进炉，加热至熔融，加热温度为730℃，得原料铝液。
(2)向原料铝液中加入特定添加剂后，吹气，去除镁、钡、镧、铈等元素，吹气的流速小于1ppm。
再精炼扒渣，精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20min以上。
待成分满足要求、炉内温度在720℃范围内可进行浇铸，开炉眼后铝液经过过滤设备进行除渣，过滤片的规格不小于50ppi，得铝液。
步骤(2)的目的是铝粒成分控制，高纯铝中个别微量元素的去除，保证成分能满足要求，
(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具底部设置有多个漏眼(即铸眼)，漏眼大小为3.0mm；
通过红外线检测到模具中铝液达到指定高度后，开启铸模铸造振动模式进行铸造，振动频次为80次/min，铸造温度为720℃，铝液流速为10kg/min，铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的纯度为99.90％的高纯铝粒。
同时调整铸盘转速、冷却水流量，确保铝粒成型较好，且快速冷却。铸盘底部加装多道冷却水，冷却水流量为4100L/h，铸盘转速为20次/min，温度为40℃。
还有，模具下部加装自动切割铝液收尾的装置。在铸造过程中铝液刚滴出铸模时会带拖尾，造成铝粒不满足客户要求，所以在铸模底部加装自动切割铝液收尾的装置，使生产的铝粒没有拖尾。
通过应用该方法生产的铝粒产品，粒度达到4mm以下，成品率达到90％以上，生产效率达到每小时300kg以上，化学成分保持稳定，生产出了满足客户质量要求的铝粒产品，2017年实现销售21吨左右，销售收入：49.2万元，客户试用后效果较好，后续订单不断。
本发明实施例所述的一种高纯铝粒的制备方法，可根据市场及客户要求确定化学成分及粒度，可用于批量铸造铝粒的生产，制备生产的铝粒产品，不易被污染，杂质含量低，大小均匀，粒度可控，成品率达到90％以上，生产效率达到每小时600kg，化学成分保持稳定，可以生产出满足客户质量要求的铝粒产品。
实施例2.
具体操作步骤如下：
(1)根据客户成分要求，进行配料进铝，将原料进炉，加热至熔融，加热温度为750℃，得原料铝液。
(2)向原料铝液中加入特定添加剂后，吹气，去除镁、钡、镧、铈等元素，吹气的流速小于1ppm。
再精炼扒渣，精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20min以上。
待成分满足要求、炉内温度在740℃范围内可进行浇铸，开炉眼后铝液经过过滤设备进行除渣，过滤片的规格不小于50ppi，得铝液。
(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具底部设置有多个漏眼，漏眼大小为2.5mm；模具下部加装自动切割铝液收尾的装置。
通过红外线检测到模具中铝液达到指定高度后，开启铸模铸造振动模式进行铸造，振动频次为70次/min，铸造温度为740℃，铝液流速为500kg/h；同时调整铸盘转速、冷却水流量；铸盘底部加装多道冷却水，冷却水流量为4100L/h，铸盘转速为17次/min，铸盘温度为45℃。铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的纯度为99.9995％的高纯铝粒。
本发明实施例所述的一种高纯铝粒的制备方法，可根据市场及客户要求确定化学成分及粒度，可用于批量铸造铝粒的生产，制备生产的铝粒产品，不易被污染，杂质含量低，大小均匀，粒度可控，成品率达到90％以上，生产效率达到每小时500kg，化学成分保持稳定，可以生产出满足客户质量要求的铝粒产品。
实施例3.
具体操作步骤如下：
(1)根据客户成分要求，进行配料进铝，将原料进炉，加热至熔融，加热温度为760℃，得原料铝液。
(2)向原料铝液中加入特定添加剂后，吹气，去除镁、钡、镧、铈等元素，吹气的流速小于1ppm。
再精炼扒渣，精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20min以上。
待成分满足要求、炉内温度在730℃范围内可进行浇铸，开炉眼后铝液经过过滤设备进行除渣，过滤片的规格不小于50ppi，得铝液。
(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具底部设置有多个漏眼，漏眼大小为2.0mm；模具下部加装自动切割铝液收尾的装置。
通过红外线检测到模具中铝液达到指定高度后，开启铸模铸造振动模式进行铸造，振动频次为60次/min，铸造温度为720℃，铝液流速为7.5kg/min；同时调整铸盘转速、冷却水流量；铸盘底部加装多道冷却水，冷却水流量为4000L/h，铸盘转速为15次/min，铸盘温度为50℃。铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的纯度为99.99％的高纯铝粒。
本发明实施例所述的一种高纯铝粒的制备方法，可根据市场及客户要求确定化学成分及粒度，可用于批量铸造铝粒的生产，制备生产的铝粒产品，不易被污染，杂质含量低，大小均匀，粒度可控，成品率达到90％以上，生产效率达到每小时450kg，化学成分保持稳定，可以生产出满足客户质量要求的铝粒产品。
实施例4.
具体操作步骤如下：
(1)根据客户成分要求，进行配料进铝，将原料进炉，加热至熔融，加热温度为740℃，得原料铝液。
(2)向原料铝液中加入特定添加剂后，吹气，去除镁、钡、镧、铈等元素，吹气的流速小于1ppm。
再精炼扒渣，精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20min以上。
待成分满足要求、炉内温度在720℃范围内可进行浇铸，开炉眼后铝液经过过滤设备进行除渣，过滤片的规格不小于50ppi，得铝液。
(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具底部设置有多个漏眼，漏眼大小为1.5mm；模具下部加装自动切割铝液收尾的装置。
通过红外线检测到模具中铝液达到指定高度后，开启铸模铸造振动模式进行铸造，振动频次为50次/min，铸造温度为700℃，铝液流速为400kg/h；同时调整铸盘转速、冷却水流量；铸盘底部加装多道冷却水，冷却水流量为3900L/h，铸盘转速为15次/min，铸盘温度为60℃。铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的纯度为99.999％的高纯铝粒。
本发明实施例所述的一种高纯铝粒的制备方法，可根据市场及客户要求确定化学成分及粒度，可用于批量铸造铝粒的生产，制备生产的铝粒产品，不易被污染，杂质含量低，大小均匀，粒度可控，成品率达到90％以上，生产效率达到每小时400kg，化学成分保持稳定，可以生产出满足客户质量要求的铝粒产品。
实施例5.
具体操作步骤如下：
(1)根据客户成分要求，进行配料进铝，将原料进炉，加热至熔融，加热温度为720℃，得原料铝液。
(2)向原料铝液中加入特定添加剂后，吹气，去除镁、钡、镧、铈等元素，吹气的流速小于1ppm。
再精炼扒渣，精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20min以上。
待成分满足要求、炉内温度在720℃范围内可进行浇铸，开炉眼后铝液经过过滤设备进行除渣，过滤片的规格不小于50ppi，得铝液。
(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具底部设置有多个漏眼，漏眼大小为1.0mm；模具下部加装自动切割铝液收尾的装置。
通过红外线检测到模具中铝液达到指定高度后，开启铸模铸造振动模式进行铸造，振动频次为30次/min，铸造温度为700℃，铝液流速为5kg/min；同时调整铸盘转速、冷却水流量；铸盘底部加装多道冷却水，冷却水流量为4000L/h，铸盘转速为5次/min，铸盘温度为70℃。铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的纯度为99.999％的高纯铝粒。
本发明实施例所述的一种高纯铝粒的制备方法，可根据市场及客户要求确定化学成分及粒度，可用于批量铸造铝粒的生产，制备生产的铝粒产品，不易被污染，杂质含量低，大小均匀，粒度可控，成品率达到90％以上，生产效率达到每小时300kg，化学成分保持稳定，可以生产出满足客户质量要求的铝粒产品。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种高纯铝粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料加热至720-760℃，得原料铝液；
(2)向原料铝液中加入添加剂后，吹气，再精炼扒渣，得铝液；
(3)将铝液注入铸造机的模具中，模具的底部设置有多个漏眼，模具中铝液达到指定高度后，开启振动，铝液从漏眼处滴落至铸盘，再通过吹扫装置移动到指定位置，得所述的高纯铝粒；
其中，所述的铸盘转速为5-20次/min，温度为40-70℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，所述的吹气的流速小于1ppm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，铝液需过滤，过滤片的规格不小于50ppi。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的铝液过滤的温度为720-740℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，所述的铸盘底部加装冷却水，冷却水总流量3900-4100L/h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，所述的铸盘底部加装多道冷却水，冷却水流量4000L/h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)的铸造过程中，振动频次为30-80次/min，铸造温度为700-740℃，铝液流速为5-10kg/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，所述的模具下方加装自动切割铝液收尾的装置。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的高纯铝粒的纯度为99.90-99.9995％。
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