CN111411245A - 一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法,采用铝含量99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,得到AlSi60中间合金;熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高硅铝硅中间合金,以纯度为99.999%以上的氮气或氩气为载体,将打渣剂和精炼剂均匀喷入熔体中,进行精炼除渣。本发明制备得到的高硅铝硅中间合金锭,成分稳定均匀、内部组织致密、表面光滑清洁、无杂质,铸造速率大幅度提高,节省了生产空间,降低了人员劳动力的浪费,能耗大幅度降低,满足了生产企业的需求,安全性高,易于推广,是生产AlSi60中间合金锭的最佳生产方法。
Description
一、技术领域:
本发明涉及铝硅中间合金制备技术领域,具体说是一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法。
二、背景技术:
目前我国铝中间合金化学成分执行《GB/T 27677-2017铝中间合金》新标准,替代了《GB/T 27677-2011铝中间合金》标准,新增了ALSi60中间合金锭,其中规定的铝硅中间合金硅含量57~63%,主要杂质元素含量要求如下:Fe≤0.50%,Ti≤0.10%,Ca≤0.10%,其他单个≤0.05%,其他总和≤0.15%。
已公布的CN102864350A生产方法采用高硅铝合金和纯铝按一定比例对掺,采用ALSi25高硅铝合金和AL99.70%以上纯铝为原料,可以生产ALSi18、ALSi20和ALSi22,但却不能按此方法生产ALSi60。
已公布的CN105543517一种铝硅中间合金制备方法,其采用0.2mm厚度铝箔将1~80mm粒度的工业硅颗粒包裹,置于熔炼炉的炉底,然后按铝硅合金配比向熔炼炉炉膛中再加入AL99.70%以上铝锭,并将其置于被铝箔包裹的工业硅颗粒上,加热,熔炼,搅拌后浇铸成型,最终生产的高硅铝硅中间合金断口组织存在部分未熔物,无法满足
《GB/T 27677-2017铝中间合金》的标准要求。
三、发明内容:
本发明所要解决的技术问题是:提供一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法,以达到使其在保证硅单质熔入铝合金的同时,降低能耗,提高生产效率,细化铝硅中间合金晶粒的目的。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是:
一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法,采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,得到AlSi60中间合金;熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高硅铝硅中间合金;其中,以纯度为99.999%以上的氮气或氩气为载体,将打渣剂和精炼剂均匀喷入熔体中,进行精炼除渣,氮气或氩气流量为6~12NL/min,气体压力为0.1~0.3Mpa。
熔炼设备采用中频感应炉,添加金属硅的方式分3~6批加入,并加热升温至金属硅完全熔化,引入铸造机进行生产。
所述的高硅铝硅中间合金锭的制备方法,其具体生产步骤如下:
A、原料准备:采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素;
B、将准备好的AL99.70%以上的电解铝液在中频感应炉中升温至760~780℃时,撒入适量打渣剂进行除渣;
C、除渣后,分3~6批加入准备好的硅含量99.37%以上的3303金属硅,升温至金属硅完全熔化,得铝熔体;
D、加硅完毕后,铝熔体温度控制在900~950℃保温合金化20分钟;
E、加入准备好的AL含量99.70%以上的铝锭降温,温度降至840℃,使用喷粉精炼机,以纯度为99.999%以上的氮气或氩气为载体,将适量精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣5~20分钟,氮气或氩气流量为6~12NL/min,气体压力为0.1~0.3Mpa;
F、精炼完毕,持续搅拌升温至900~950℃,取样,化验合格后,利用铸造机进行铸锭,得到高硅铝硅中间合金锭,即ALSi60中间合金锭。
在步骤B中,所述电解铝液的加入量为中频感应炉容量的50~60%;打渣剂的加入量为电解铝液重量的1~2‰。
在步骤A中,所述精炼剂用量为铝熔体重量的1~2‰。
经本发明制备方法得到的高硅铝硅中间合金锭,硅含量为59~61%,铁含量为0.30~0.35%,铜、锰、镁、铬、钛、钙含量均小于0.05%,其他单个总和小于0.15%,断口组织无偏析及未熔物,满足《GB/T 27677-2017铝中间合金》的标准要求。
四、具体实施方式:
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1:
一种高硅铝硅中间合金的制备方法,其具体生产步骤如下:
A、原料准备:采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素;
B、将550重量份的AL99.70%以上的电解铝液在中频感应炉中升温至760℃,撒入0.9重量份的打渣剂进行除渣;
C、除渣后,分4批加入915重量份的的硅含量99.37%以上的3303金属硅,升温至金属硅完全熔化,得铝熔体;
D、加硅完毕后,铝熔体温度控制在920℃保温合金化20分钟;
E、加入55重量份的AL含量99.70%以上的铝锭降温,温度降至840℃,使用喷粉精炼机,以纯度为99.999%以上的氮气为载体,将2.0重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣10分钟,氮气流量为8NL/min,气体压力为0.2Mpa;
F、精炼完毕,持续搅拌升温至900℃,取样,化验合格后,利用铸造机进行铸锭,得到高硅铝硅中间合金锭,即ALSi60中间合金锭。
实施例2:
一种高硅铝硅中间合金的制备方法,其具体生产步骤如下:
A、原料准备:采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素;
B、将600重量份的AL99.70%以上的电解铝液在中频感应炉中升温至770℃时,撒入1.0重量份的打渣剂进行除渣;
C、除渣后,分5批加入1000重量份的的硅含量99.37%以上的3303金属硅,升温至金属硅完全熔化,得铝熔体;
D、加硅完毕后,铝熔体温度控制在900℃保温合金化20分钟;
E、加入60重量份的AL含量99.70%以上的铝锭降温,温度降至840℃,使用喷粉精炼机,以纯度为99.999%以上的氩气为载体,将1.9重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣15分钟,氩气流量为10NL/min,气体压力为0.1Mpa;
F、精炼完毕,持续搅拌升温至900℃,取样,化验合格后,利用铸造机进行铸锭,得到高硅铝硅中间合金锭,即ALSi60中间合金锭。
实施例3:
一种高硅铝硅中间合金的制备方法,其具体生产步骤如下:
A、原料准备:采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素;
B、将500重量份的AL99.70%以上的电解铝液在中频感应炉中升温至780℃时,撒入0.8重量份的打渣剂进行除渣;
C、除渣后,分6批加入830重量份的的硅含量99.37%以上的3303金属硅,升温至金属硅完全熔化,得铝熔体;
D、加硅完毕后,铝熔体温度控制在940℃保温合金化20分钟;
E、加入50重量份的AL含量99.70%以上的铝锭降温,温度降至840℃,使用喷粉精炼机,以纯度为99.999%以上的氮气为载体,将2.0重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣20分钟,氮气流量为6NL/min,气体压力为0.2Mpa;
F、精炼完毕,持续搅拌升温至940℃,取样,化验合格后,利用铸造机进行铸锭,得到高硅铝硅中间合金锭,即ALSi60中间合金锭。
实施例4:
一种高硅铝硅中间合金的制备方法,其具体生产步骤如下:
A、原料准备:采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素;
B、将1000重量份的AL99.70%以上的电解铝液在中频感应炉中升温至780℃时,撒入1.5重量份的打渣剂进行除渣;
C、除渣后,分6批加入1660重量份的的硅含量99.37%以上的3303金属硅,升温至金属硅完全熔化,得铝熔体;
D、加硅完毕后,铝熔体温度控制在940℃保温合金化20分钟;
E、加入100重量份的AL含量99.70%以上的铝锭降温,温度降至840℃,使用喷粉精炼机,以纯度为99.999%以上的氩气为载体,将5.2重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣20分钟,氩气流量为10NL/min,气体压力为0.2Mpa;
F、精炼完毕,持续搅拌升温至940℃,取样,化验合格后,利用铸造机进行铸锭,得到高硅铝硅中间合金锭,即ALSi60中间合金锭。
上述实施例1至实施例4制备得到的高硅铝硅中间合金锭,经过检测,其成分如下表1所示:
通过以上试验数据表明,使用本发明制备方法生产的高硅铝硅中间合金锭,硅含量在59~61%,铁含量在0.30~0.35%,铜、锰、镁、铬、钛、钙含量均小于0.05%,其他单个总和小于等于0.15%,断口组织无偏析及未熔物,完全满足了《GB/T 27677-2017铝中间合金》的标准要求。
Claims (5)
1.一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法,其特征在于:采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,得到AlSi60中间合金;熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高硅铝硅中间合金;其中,以纯度为99.999%以上的氮气或氩气为载体,将打渣剂和精炼剂均匀喷入熔体中,进行精炼除渣,氮气或氩气流量为6~12NL/min,气体压力为0.1~0.3Mpa 。
2.根据权利要求1所述的高硅铝硅中间合金锭的制备方法,其特征在于:熔炼设备采用中频感应炉,添加金属硅的方式分3~6批加入,并加热升温至金属硅完全熔化,引入铸造机进行生产。
3.根据权利要求1或2所述的高硅铝硅中间合金锭的制备方法,其具体生产步骤如下:
A、原料准备:采用质量等级AL99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1:10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素;
B、将准备好的AL99.70%以上的电解铝液在中频感应炉中升温至760~780℃时,撒入适量打渣剂进行除渣;
C、除渣后,分3~6批加入准备好的硅含量99.37%以上的3303金属硅,升温至金属硅完全熔化,得铝熔体;
D、加硅完毕后,铝熔体温度控制在900~950℃保温合金化20分钟;
E、加入准备好的AL含量99.70%以上的铝锭降温,温度降至840℃,使用喷粉精炼机,以纯度为99.999%以上的氮气或氩气为载体,将适量精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣5~20分钟,氮气或氩气流量为6~12NL/min,气体压力为0.1~0.3Mpa;
F、精炼完毕,持续搅拌升温至900~950℃,取样,化验合格后,利用铸造机进行铸锭,得到高硅铝硅中间合金锭,即ALSi60中间合金锭。
4.根据权利要求3所述的高硅铝硅中间合金锭的制备方法,其特征在于:在步骤B中,所述电解铝液的加入量为中频感应炉容量的50~60%;打渣剂的加入量为电解铝液重量的1~2‰ 。
5.根据权利要求3所述的高硅铝硅中间合金锭的制备方法,其特征在于:在步骤A中,所述精炼剂用量为铝熔体重量的1~2‰ 。
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