CN111270096A - 一种高效环保型铝合金添加剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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包崇军
尚青亮
张辉
孙彦华
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周林
周娴
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Abstract

本发明公开了一种高效环保型铝合金添加剂及其制备方法与应用。所述的高效环保型铝合金添加剂由金属粉和助溶剂组成，金属粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，金属粉和助溶剂之和为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铝合金添加剂。应用为所述的高效环保型铝合金添加剂在铝合金熔炼工艺中的应用。本发明提供的金属添加剂在工艺温度范围内使用，实收率可达95%以上，烟气小，对环境及操作人员影响小。

Description

一种高效环保型铝合金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铝合金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。
国内传统金属添加剂配方是由金属粉末+助熔剂+发热剂+粘接剂组成。钛剂、铁剂、铜剂、锰剂、铬剂、镍剂等金属添加剂在实际使用过程中，要求添加温度较高，一般超过800℃，才能获得90%左右的实收率。由于添加剂中助熔剂主要成分是卤盐，粘接剂主要是硬脂酸或石腊等有机物，因此添加剂时，金属烧损大，同时产生大量烟尘，生产成本高，给生产人员健康和环境保护均带来较大危害。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高效环保铝合金添加剂；第二目的在于提供所述的高效环保铝合金添加剂的制备方法；第三目的在于提供所述的高效环保铝合金添加剂的应用。
本发明的第一目的是这样实现的，所述的高效环保型铝合金添加剂由金属粉和助溶剂组成，金属粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，金属粉和助溶剂之和为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铝合金添加剂。
本发明的第三目的是这样实现的，所述的高效环保型铝合金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：要求添加温度低；③高效：实收率≥90%。
本发明所述的的金属添加剂在工艺温度范围内使用，实收率可达95%以上，烟气小，对环境及操作人员影响小。本发明与原有技术相比具有明显有优势：（1）金属元素实收率比原有技术高5~10%。（2）添加剂添加时，烟气量减少80%以上，减轻了烟气对人员健康和环境影响。
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铝合金添加剂，由金属粉和助溶剂组成，金属粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，金属粉和助溶剂之和为100%。
所述的助溶剂的主要成分为不含钠的卤化盐。
所述的助溶剂的粒度为0.8mm以下。
所述的金属粉为钛粉、铁粉、铜粉、锰粉、铬粉或镍粉。
所述的金属粉的金属含量≥90.00%。
所述的金属粉的粒度为0.8mm以下。
本发明所述的高效环保型铝合金添加剂的制备方法，是将配方配比的各原料混合均匀得到目标物高效环保型铝合金添加剂。
本发明所述的高效环保型铝合金添加剂的应用为所述的高效环保型铝合金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80%+助熔剂20%。钛粉纯度为93.75%，粒度为0.2mm以下。助熔剂成分为KCl、MgCl2，粒度为0.2mm以下。
工艺：采用0.8~1.5g/袋的PE膜袋分装混合均匀的钛剂粉末，并压制成每块500g圆饼形状钛剂。
生产验证：在某厂铸轧生产线中使用，添加温度730~750℃，实收率：95.71%~98.20%。添加过程中产生少量轻微烟气。
实施例2
配比：钛粉83%+助熔剂17%。钛粉纯度为90.37%，粒度为0.8mm以下。助熔剂成分为KCl、MgCl2、KAlF4，粒度为0.8mm。
工艺：采用0.8~1.5g/袋的PE膜袋分装混合均匀的钛剂粉末，并压制成每块500g圆饼形状钛剂。
生产验证：在某厂A356铝合金生产线中使用，添加温度780~820℃，实收率：95.32%~99.05%。添加过程中产生少量轻微烟气。
实施例3
配比：铁粉75%+助熔剂25%。铁粉纯度为99.75%，粒度为0.075mm以下。助熔剂成分为KCl、MgCl2，粒度为0.075mm以下。
工艺：采用0.8~1.5g/袋的PE膜袋分装混合均匀的铁剂粉末，并压制成每块500g圆饼形状铁剂。
生产验证：在某铸轧生产线中使用，添加温度720~740℃，实收率：97.20%~99.52%。添加过程中产生少量轻微烟气。
实施例4
配比：锰粉75%+助熔剂25%。锰粉纯度为99.80%，粒度为0.1mm以下。助熔剂成分为KCl、MgCl2，粒度为0.1mm以下。
工艺：采用0.8~1.5g/袋的PE膜袋分装混合均匀的锰剂粉末，并压制成每块500g圆饼形状锰剂。
生产验证：在某铸轧生产线3003合金中使用，添加温度730~750℃，实收率：95.35%~98.82%。添加过程中产生少量轻微烟气。
实施例5
配比：镍粉70%+助熔剂30%。镍粉纯度为92.30%，粒度为0.6mm以下。助熔剂成分为KCl、MgCl2、KAlF4，粒度为0.1mm以下。
工艺：采用0.8~1.5g/袋的PE膜袋分装混合均匀的镍剂粉末，并压制成每块500g圆饼形状镍剂。
生产验证：在某A356铝合金生产线中使用，添加温度770~800℃，实收率：95.42%~98.96%。添加过程中产生少量轻微烟气。
实施例6
配比：铜粉90%+助熔剂10%。铜粉纯度为91.35%，粒度为0.3mm以下。助熔剂成分为KCl、MgCl2，粒度为0.2mm以下。
工艺：采用0.8~1.5g/袋的PE膜袋分装混合均匀的铜剂粉末，并压制成每块500g圆饼形状铜剂。
生产验证：在某厂铸轧生产线中使用，添加温度720~730℃，实收率：96.82%~99.05%。添加过程中产生少量轻微烟气。

Claims (10)

1.一种高效环保型铝合金添加剂，其特征在于所述的高效环保型铝合金添加剂由金属粉和助溶剂组成，金属粉的质量百分比为70~90%，其余为助溶剂，金属粉和助溶剂之和为100%。
2.根据权利要求1所述的高效环保型铝合金添加剂，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所述的高效环保型铝合金添加剂，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所述的高效环保型铝合金添加剂，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铝合金添加剂，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所述的高效环保型铝合金添加剂，其特征在于所述的金属粉为钛粉、铁粉、铜粉、锰粉、铬粉或镍粉。
7.根据权利要求1或6所述的高效环保型铝合金添加剂，其特征在于所述的金属粉的金属含量≥90.00%。
8.根据权利要求1或6所述的高效环保型铝合金添加剂，其特征在于所述的金属粉的粒度为0.8mm以下。
9.一种权利要求1~8任一所述的高效环保型铝合金添加剂的制备方法，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铝合金添加剂。
10.一种权利要求1~8任一所述的高效环保型铝合金添加剂的应用，其特征在于所述的高效环保型铝合金添加剂在铝合金熔炼工艺中的应用。
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