CN111254301A

CN111254301A - 一种高效环保型钛添加剂及其制备方法与应用

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Publication number: CN111254301A
Application number: CN202010264851.2A
Authority: CN
Inventors: 陈劲戈; 胥福顺; 岳有成; 张辉; 尚青亮; 包崇军; 孙彦华; 周娴; 周林; 张玮
Original assignee: Kunming Metallurgical Research Institute
Current assignee: Kunming Metallurgical Research Institute
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2020-06-09

Abstract

本发明公开了一种高效环保型钛添加剂及其制备方法与应用。所述的高效环保型钛添加剂由钛粉和助溶剂组成，钛粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，钛粉和助溶剂之和为100%。制备方法是将配方配比的各原料混合均匀得到目标物高效环保型钛添加剂。应用为所述的高效环保型钛添加剂在铝合金熔炼工艺中的应用。本发明所述的的钛添加剂在铝液温度780~820℃范围，实收率可达95%以上，添加时烟气小，不产生强烈刺眼白光，对环境及操作人员健康影响小。

Description

一种高效环保型钛添加剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高效环保型钛添加剂及其制备方法与应用。

背景技术

铝及铝合金已广泛应用于航空、航天、建筑、汽车、轨道交通、船舶、机械制造、电力、电子、仪器仪表、化工、建筑装饰、包装、体育用品等领域。铝及铝合金材料已成为仅次钢铁的用量最大的有色金属材料。

铝合金熔炼中添加合金元素的主要方法有：

（1）直接加入纯金属。由于钛、铜、锰、铁、铬、镍等金属熔点比铝的熔点温度高得多，在铝的正常熔炼温度下熔解速度较慢，需要在高温条件下操作，但铝液的烧损大、能耗高。

（2）加入中间合金。中间合金的熔点接近铝熔液的温度，有利于铝合金的熔炼，但制备高熔点金属中间合金，依然存在熔点相差过大、烧损大、能耗高等问题。

（3）采用金属添加剂配制高熔点合金成分。20世纪70年代由英国的Foseco公司、LSM公司、AB公司、挪威Hydelko等公司研发了以金属添加剂（铁剂、铜剂、锰剂、铬剂、钛剂、镍剂等）方式直接加入的新一代合金元素添加技术。我国在20世纪90年代初开始金属添加剂研究并大量应用于铝及铝合金生产。

为了改善铝合金的组织性能A356合金中通常含有0.1%~0.4%的钛，是以钛添加剂的方式加入。传统的钛添加剂为了获得90%以上的实收率，通常要求在820℃以上的高温，静置时间30分钟以上才能达到要求。目前A356合金生产广泛采用电解铝液连续铸造方式，生产节拍控制严格，要求钛添加剂的静置时间控制在15分钟以内，导致传统配方钛剂难以达到实收率的要求。由于添加温度高，添加钛剂时会产生强烈白光，铝液剧烈翻腾，同时产生大量烟尘，导致铝液和钛的烧损严重，造成生产成本升高，给环境和人员健康造成较大危害。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高效环保钛添加剂；第二目的在于提供所述的高效环保钛添加剂的制备方法；第三目的在于提供所述的高效环保钛添加剂的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的高效环保型钛添加剂由钛粉和助溶剂组成，钛粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，钛粉和助溶剂之和为100%。

本发明的第二目的是这样实现的，是将配方配比的各原料混合均匀得到目标物高效环保型钛添加剂。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的高效环保型钛添加剂在铝合金熔炼工艺中的应用。

近年来由于国家环境保护力度日益加强，企业成本控制及员工健康意识不断提高，企业对金属添加剂使用提出了更为严格的要求：①环保：添加时产生烟尘要小；②节能：要求添加温度在780~820℃；③高效：实收率≥90%。

本发明所述的的钛添加剂在铝液温度780~820℃范围，实收率可达95%以上，添加时烟气小，不产生强烈刺眼白光，对环境及操作人员健康影响小。本发明与原有技术相比具有明显有优势：（1）钛元素实收率比原技术高5~10%。（2）添加时，烟气减少85%以上，减少了对人员健康和环境的影响。（3）添加时不产生刺眼强烈白光，减少了对操作人员健康影响。（4）原料来源广泛，生产成本低。（5）添加温度低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的高效环保型钛添加剂由钛粉和助溶剂组成，钛粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，钛粉和助溶剂之和为100%。

所述的助溶剂的主要成分为不含钠的卤化盐。

所述的助溶剂为KCl、MgCl₂和KAlF₄中的一种或几种。

所述的助溶剂为KCl和MgCl₂。

所述的助溶剂的粒度为0.8mm以下。

所述的钛粉为氢化脱氢钛粉、海绵钛粉和机械破碎钛粉混合物。

所述的氢化脱氢钛粉、海绵钛粉和机械破碎钛粉的质量比为（2~4）：（3~6）：（2~3）。

所述的钛粉的钛含量≥90.00%，粒度为0.8mm以下。

本发明所述的高效环保型钛添加剂的制备方法，是将配方配比的各原料混合均匀得到目标物高效环保型钛添加剂。

本发明所述的高效环保型钛添加剂的应用为所述的高效环保型钛添加剂在铝合金熔炼工艺中的应用。

下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：

实施例1

配比：钛粉83%+助熔剂17%。

其中，钛粉纯度为90.36%，氢化脱氢钛粉:海绵钛粉:机械破碎钛粉=4:3:3，粒度≤0.8mm。助熔剂粒度≤0.8mm。

工艺：采用PE膜包装袋2.X等分法包装，并压制成每块500g圆饼形状钛剂。

生产验证：在某厂A356合金生产线中使用，添加温度780~820℃，实收率：95.30%~98.81%。添加过程中产生少量轻微烟气。

实施例2

配比：钛粉82%+助熔剂17%。

其中，钛粉纯度为91.46%，氢化脱氢钛粉:海绵钛粉:机械破碎钛粉=3:5:2，粒度≤0.8mm。助熔剂粒度≤0.8mm。

生产验证：在某厂A356合金生产线中使用，添加温度780~820℃，实收率：96.01%~99.20%。添加过程中产生少量轻微烟气。

实施例3

配比：钛粉83%+助熔剂17%。

其中，钛粉纯度为90.40%，氢化脱氢钛粉:海绵钛粉:机械破碎钛粉=2:6:2，粒度≤0.8mm。助熔剂粒度≤0.8mm。

Claims

1.一种高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的高效环保型钛添加剂由钛粉和助溶剂组成，钛粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，钛粉和助溶剂之和为100%。

2.根据权利要求1所述的高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的助溶剂的主要成分为不含钠的卤化盐。

3.根据权利要求2所述的高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的助溶剂为KCl、MgCl₂和KAlF₄中的一种或几种。

4.根据权利要求2或3所述的高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的助溶剂为KCl和MgCl₂。

5.根据权利要求1~3任一所述的高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的助溶剂的粒度为0.8mm以下。

6.根据权利要求1所述的高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的钛粉为氢化脱氢钛粉、海绵钛粉和机械破碎钛粉混合物。

7.根据权利要求6所述的高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的氢化脱氢钛粉、海绵钛粉和机械破碎钛粉的质量比为（2~4）：（3~6）：（2~3）。

8.根据权利要求1或6所述的高效环保型钛添加剂，其特征在于所述的钛粉的钛含量≥90.00%，粒度为0.8mm以下。

9.一种权利要求1~8任一所述的高效环保型钛添加剂的制备方法，其特征在于是将配方配比的各原料混合均匀得到目标物高效环保型钛添加剂。

10.一种权利要求1~8任一所述的高效环保型钛添加剂的应用，其特征在于所述的高效环保型钛添加剂在铝合金熔炼工艺中的应用。