CN111424186A - 再生铝熔体用高效复合精炼剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生铝熔体用高效复合精炼剂,包括除杂组分和细化组分,除杂组分所占分数为70~95%,细化组分所占分数为5~30%。将各组分混合均匀,放入熔化炉中熔炼,熔融料冷凝至室温后破碎,粉粒状料筛分处理后抽真空密封得到本发明高效复合精炼剂。使用时,将再生铝预处理后放入熔炼炉中预热干燥,继续升温至再生铝完全熔化后,加入本发明精炼剂,调整精炼气体流量,除杂精炼,搅拌、扒渣、静置,检测成分并调整,满足目标成分的再生铝熔体加入Al‑10Sr合金进行细化变质精炼,当温度达到680~720℃时,浇铸生产得目标铝合金产品。本发明能有效降低杂质元素的含量,降低保级再生成本,提高再生铝合金产品的质量和性能。

Description

再生铝熔体用高效复合精炼剂及其制备方法和使用方法
技术领域:
本发明涉及再生铝熔炼加工技术领域,具体涉及一种再生铝熔体用高效复合精炼剂及其制备方法和使用方法。
背景技术:
再生铝产业已被列入我国循环经济建设重点领域,近年来得到持续快速发展。与原生铝相比,再生铝的显著特点是成分复杂、杂质元素含量高,在很大程度上限制了再生铝合金的应用,特别是在废杂铝的熔炼过程中,经常遇到合金成分或杂质元素的超标难题,为得到成分符合标准的铝合金产品,不得不加入较多的原生铝,废铝加入量仅为20%~50%,大大降低了再生铝的使用。因此,高含量杂质元素的去除已成为困扰再生铝行业发展的国际性难题,它对于扩大再生铝原料的应用和提高再生铝产品品质非常关键。
精炼剂净化法是再生铝生产上常用的熔体净化方法,精炼剂能很好地去除杂质和吸附杂质,且能与再生铝熔体完全分离,以避免产生熔剂夹杂,减少对再生铝合金的力学性能和腐蚀性能产生的不利影响,具有易于操作、净化效果好等优点,在实际生产中有着广泛的应用。目前普遍使用的精炼剂如中国发明专利CN201110251522.5中公布了“一种高效除铁剂及再生铝合金除铁的制备方法”,该技术在再生铝熔体进行精炼处理中对去除铁元素有一定的效果,但却不能降低铝合金内的其他有害元素的含量,且熔剂与再生铝熔体的分离性较差,易使沉入炉底的铁杂质混入再生铝液内成为熔剂夹杂。传统精炼剂中对再生铝进行精炼处理如中国发明专利CN201410666533.3中公布了“一种铝合金精炼剂及其制备方法”,该精炼剂具有优良的精炼和清渣性能,能有效去除铝液中的夹杂物与气体,起到净化铝液的作用,但没有对金属杂质的去除能力。专用除杂精炼剂对再生铝进行精炼处理如中国发明专利CN201410149253.5公布了“一种再生铝合金除镁熔剂及其制备方法”,该熔剂具有较好的除镁效果,但没有对其他杂质的去除能力。因此有必要开发一种经济、实用的再生铝熔体精炼除杂和变质细化相结合的高效复合精炼剂。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题是:为了解决再生废铝资源化循环利用时,传统精炼剂对再生铝熔体高含量杂质净化效果差及细化变质功能弱的问题,本发明提供了一种再生铝熔体用高效复合精炼剂及其制备方法和使用方法,该精炼剂采用氯盐、氟盐、硝酸盐、硼酸钠盐、氟铝酸盐及稀土化合物等进行合理配比后制成,使用方法简便易行。精炼剂加入再生铝熔体中后,能与再生铝中高含量的Fe相、Mg相、 Na相、Ti相、B相、Li相、Ga相、Zn相等反应生成密度大于或小于液态铝的金属间化合物而发生重力沉降和上浮,充分扩散,不吸附团聚,快速发挥除气、除杂净化精炼效果,从而有效降低再生铝中杂质元素含量,同时稀土熔剂等对再生铝残余杂质相进行细化变质处理,既获得了高纯净度的再生铝熔体又提高了再生铝产品的晶粒组织。
本发明为解决技术问题所提出的技术方案如下:
一种再生铝熔体用高效复合精炼剂,包括除杂组分和细化组分,所述除杂组分所占的质量分数为70~95%,所述细化组分所占的质量分数为5~30%;所述除杂组分包括以下组分:氯金属盐、氟金属盐、硝酸盐、硼酸钠盐、氟铝酸盐;所述细化组分为稀土化合物。
所述氯金属盐为KCl和MgCl2的组合物;所述氟金属盐为CaF2 和AlF3的组合物;所述硝酸盐为KNO3和NaNO的组合物;所述硼酸钠盐为Na2B4O7;所述氟铝酸盐为Na3AlF6;所述稀土化合物为Ce的化合物。
所述精炼剂由以下质量分数的各组分组成:
Figure RE-GDA0002527982580000031
所述再生铝熔体用高效复合精炼剂的制备方法,其步骤如下:
步骤1:按质量分数配比分别称取精炼剂的各组分,将KCl2、 MgCl2、CaF2、AlF2、KNO3、NaNO、Na2B4O7、Na3AlF6和稀土化合物混合搅拌均匀,放入熔化炉中进行熔炼,先将混合料以≤20℃/min 的速率加热至400~500℃,并保温30~50min,再加热至温度≥700℃;
步骤2:将步骤1的熔融料进行保温,保温时间大于60min,后冷凝至室温;
步骤3:对步骤2中冷凝至室温的混合固态料在破碎机中进行破碎,得到的粉粒状料进行筛分处理,得到的粒状料和粉状料采用的筛目为100~120目;筛分后粒状料继续回到破碎机中进行破碎,或者进入步骤1中重新熔炼;
步骤4:将步骤3得到的粉状料装入真空袋抽真空密封,最终获得成品,即再生铝熔体用高效复合精炼剂。
所制备的再生铝熔体用高效复合精炼剂的使用方法,包括如下步骤:
A、将分类好的再生铝进行预处理,将其中的铁磁性杂质、橡胶、树脂和塑料、泥沙灰尘、水分和油渍等分离出来;
B、将预处理后的再生铝放入熔炼炉中预热干燥,烘干去除98%及以上的废杂铝涂层、水分和油渍,烘干温度为100~500℃、烘干时间30-60min;
C、继续升温至再生铝完全熔化后,当熔炼温度达到700~800℃时,加入再生铝熔体用高效复合精炼剂,调整精炼气体流量,进行除杂精炼;
D、搅拌、扒渣、静置再生铝熔体10~30min后,将高熔点和高密度的非铝固体杂质进行过滤去杂;
E、检测成分并调整,满足目标再生铝合金成分的再生铝熔体加入Al-10Sr合金进行10~30min的细化变质精炼,当温度达到680~ 720℃时,浇铸生产再生铝合金产品。
在步骤C中,所述再生铝熔体用高效复合精炼剂的加入量为再生铝合金熔体的0.1~2wt%。
在步骤C中,所述精炼气体为氩气或氮气。
在步骤C中,所述除杂精炼是将所述再生铝熔体用高效复合精炼剂均匀喷入再生铝合金熔体中除杂20~60min。
在步骤D中,所述过滤去杂采用的陶瓷过滤板规格为30~60ppi。
在步骤E中,所述Al-10Sr合金的加入量为再生铝合金熔体的 0.1~0.5wt%。
本发明所制备的再生铝熔体用高效复合精炼剂用于再生铝熔体的精炼除杂上,精炼后得到再生铝液的氢含量降至0.10ml/100g Al 以下,总渣含量降至160s/Kg以下,杂质元素含量降幅达30~80%。
采用本发明得到的再生铝合金产品,目标再生铝的加入量由40%以下提高到85%以上,最终产品的晶粒度可达到1~2级,实现了废杂铝的高值化再利用。
本发明再生铝熔体用高效复合精炼剂的发明原理如下:
本发明采用复合熔剂处理工艺和先除杂后细化变质的技术方法对再生铝熔体进行净化,利用复合熔剂与铝合金熔体杂质形成低密度低熔点渣相的特点,使熔体中的杂质Fe转变为[FeSiAIB]渣相、Na、 Li、V、Cr、Ti等金属杂质形成TiB2、CrB2、VB2、LiB2等析出物,同时又降低了渣相的粘度和温度,提高了渣相的流动性,然后将高熔点和高密度的非铝固体杂质进行过滤去除,控制熔体夹杂物含量,使废杂铝逐步实现净化;加入稀土元素RE能与铝液中的杂质元素作用,生成稳定的金属间化合物(REFe5、Al8Cu4RE、Al8Mn4RE)等,呈弥散分布的第二相化合物成为结晶核心,提高了形核率,从而细化了晶粒,使再生铝合金的金相组织和力学性能得到较大改善。
本发明复合精炼剂与现有技术相比较具有以下优点:
1、本发明所得精炼剂用于熔炼中,除杂除气效果优异,实现了对再生铝合金熔体高含量杂质的有效去除,可实现再生铝熔体的氢含量降至0.10ml/100g Al以下,总渣含量降至160s/Kg以下,杂质元素含量降幅达30~80%,产品晶粒度可达到1~2级。
2、本发明所得精炼剂不仅能降低杂质元素的含量,而且能够对晶粒细化、变质以及改善杂质相的组织结构等产生有效作用,使再生铝合金的抗拉强度和塑韧性得到较大改善,进而可以大大降低保级再生成本,提高再生产品的质量和性能。
3、与普通精炼剂相比,本发明精炼剂含有氟化盐、硼酸钠盐和稀土RE等复合组分,能够自下向上充分扩散,不吸附团聚,可快速发挥精炼作用,降低了渣相的粘度和温度,提高了渣相的流动性,除杂细化效果显著。
4、本发明通过精炼剂等温精炼除杂和先除杂后细化变质的工艺路线,有效降低了其超标杂质元素的含量,实现了对再生铝合金熔体非气体杂质的有效控制,大幅度提高了再生铝产品的力学性能,具有方法简单、经济高效、不污染环境的显著特点。
具体实施方式:
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附表及具体实施例,对本发明进行进一步详细描述。实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
本发明实现了由变形铝及铝合金废料和铸造铝合金废料再生目标铝合金产品(6063铝合金圆棒、3104铝合金扁锭和360Z.6再生铝合金锭)。表1为本发明实施例的3种再生目标铝合金产品的化学成分。
表1为目标铝合金产品成分(GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》和GB/T8733-2016《铸造铝合金锭》)
Figure RE-GDA0002527982580000071
Figure RE-GDA0002527982580000081
实施例1:
以变形铝及铝合金废料为主要原料再生6063铝合金圆棒目标产品用高效复合精炼剂及其使用方法,步骤如下:
实施例1高效复合精炼剂的制备步骤如下:
步骤1:按照精炼剂的目标成分将KCl2、MgCl2、CaF2、AlF2、 KNO3、NaNO、Na2B4O7、Na3AlF6和稀土RE原料混合搅拌均匀,放入熔化炉中进行熔炼,先将混合料以≤15℃/min的速率加热至420℃,并保温45min,后再加热至750℃;
步骤2:将步骤1的熔融料进行保温,保温时间60mim,后冷凝至固态;
步骤3:对步骤2中冷凝至室温的混合固态料在破碎机中进行破碎,得到的粉粒状料进行筛分处理,得到的粒状料和粉状料采用的筛目为120目;筛分后粒状料继续回到破碎机中进行破碎,或者进入步骤1中重新熔炼;
步骤4:将步骤3得到的粉状料装入真空袋抽真空密封,最终获得成品。
实施例1精炼剂的目标成分为:
Figure RE-GDA0002527982580000082
Figure RE-GDA0002527982580000091
实施例1制得高效复合精炼剂的使用方法:
采用半连续铸造工艺将实施例1的高效复合精炼剂用于再生 6063铝合金圆棒目标产品的工业生产中,实施例1的高效复合精炼剂的添加含量为0.3wt%。所述再生6063铝合金圆棒所需原料为87wt%的变形铝及铝合金废料和13wt%的Al99.70重熔用铝锭。
A:将分类好的变形铝及铝合金废料进行预处理,将其中的铁磁性杂质、橡胶、树脂和塑料、泥沙灰尘、水分和油渍等分离出来;
B:将称量好的变形铝及铝合金废料放入15吨熔炼炉中预热干燥,烘干去除98%及以上的废杂铝涂层、水分和油渍,烘干温度为250℃、烘干时间40min;
C:继续升温至变形铝及铝合金废料完全熔化后,熔炼温度达到720℃时,加入总重量0.3%的复合精炼剂,使用移动式除气喷粉精炼机对铝熔体进行均匀喷入精炼气体+复合精炼剂除杂精炼,所用精炼气体是纯度为99.9%的N2,精炼时间为30min;
D:搅拌、扒渣、静置再生铝熔体30min后,将高熔点和高密度的非铝固体杂质进行过滤去除,过滤除杂采用的陶瓷过滤板规格为 40ppi;
E:经在线成分检测,与表1对比,Fe元素和Si元素含量超标; Mg元素含量不足,经计算再加入表2数量的Al99.70重熔用铝锭和 mg9990原生镁锭,待完全熔化后充分搅拌并检测成分,满足表 1GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》要求的6063铝合金成分,再向熔体加入0.3wt%Al-10Sr合金进行15min的细化变质精炼,所用精炼气体是纯度为99.9%的N2,当温度达到700℃时,采用半连续浇铸生产再生6063铝合金圆棒。
表2配料表
Figure RE-GDA0002527982580000101
采用实施例1的复合精炼剂能有效降低杂质元素的含量和细化晶粒,优化改善杂质相的组织结构,提高了渣相的流动性,除杂细化效果显著。经在线分析,选用RT-CQ1000型铝熔体测氢仪检测,测得铝熔体中氢含量降到0.10ml/100g Al的水平;选用LiMCA CM在线测渣仪检测,测得渣含量降至120s/Kg的水平;选用OBGS1000直读光谱仪检测,测得杂质元素含量去除水平见表3,按照GB/T3246.2 —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法的标准制样分析,晶粒度检查达到一级,除杂细化效果好。
表3本发明复合精炼剂精炼前后杂质元素去除效果对比
杂质元素 精炼前(%) 精炼后(%) 去除效率(%)
Fe 1.03 0.37 64
Si 1.23 0.65 47
Cu 0.18 0.1 44
Mg 0.85 0.40 53
Mn 0.19 0.10 47
Cr 0.16 0.09 44
Zn 0.12 0.07 42
Ti 0.15 0.08 47
应用本发明复合精炼剂剂生产再生6063铝合金圆棒时,变形铝及铝合金废料加入量由传统的40%以下提高到87%,大幅度提高了废杂铝在原料中的比重,使得能耗和烧损率都有所下降,生产成本可下降20%左右,同时产品的晶粒度达到1级,大幅度提高了再生6063 铝合金圆棒的力学性能,实现废杂铝高值化再利用。
实施例2:
以变形铝及铝合金废料为主要原料再生3104铝合金扁锭目标产品用高效复合精炼剂及其使用方法,步骤如下:
实施例2高效复合精炼剂的制备步骤有:
步骤1:按照精炼剂的目标成分将KCl2、MgCl2、CaF2、AlF2、 KNO3、NaNO、Na2B4O7、Na3AlF6和稀土RE原料混合搅拌均匀,放入熔化炉中进行熔炼,先将混合料以≤20℃/min的速率加热至400℃,并保温60min,后再加热至730℃;
步骤2:将步骤1的熔融料进行保温,保温时间50mim,后冷凝至固态;
步骤3:对步骤2中冷凝至室温的混合固态料在破碎机中进行破碎,得到的粉粒状料进行筛分处理,得到的粒状料和粉状料采用的筛目为120目;筛分后粒状料继续回到破碎机中进行破碎,或者进入步骤1中重新熔炼;
步骤4:将步骤3得到的粉状料装入真空袋抽真空密封,最终获得成品。
实施例2精炼剂的目标成分为:
Figure RE-GDA0002527982580000121
Figure RE-GDA0002527982580000131
实施例2制得高效复合精炼剂的使用方法:
采用半连续铸造工艺将实施例2的高效复合精炼剂用于再生 3104铝合金扁锭目标产品的工业生产中,实施例2的高效复合精炼剂的添加含量为0.5wt%。所述再生3104铝合金扁锭所需原料为90wt%的变形铝及铝合金废料和10wt%的Al99.70重熔用铝锭。
A:将分类好的变形铝及铝合金废料进行预处理,将其中的铁磁性杂质、橡胶、树脂和塑料、泥沙灰尘、水分和油渍等分离出来;
B:将称量好的变形铝及铝合金废料放入20吨熔炼炉中预热干燥,烘干去除98%及以上的废杂铝涂层、水分和油渍,烘干温度为300℃、烘干时间50min;
C:继续升温至变形铝及铝合金废料完全熔化后,熔炼温度达到 700℃时,加入总重量0.5%的复合精炼剂,使用移动式除气喷粉精炼机对铝熔体进行均匀喷入精炼气体+复合精炼剂除杂精炼,所用精炼气体是纯度为99.99%的Ar,精炼时间为30min;
D:搅拌、扒渣、静置再生铝熔体40min后,将高熔点和高密度的非铝固体杂质进行过滤去除,过滤除杂采用的陶瓷过滤板规格为 60ppi;
E:经在线成分检测,与表1对比,Si元素和Cu元素含量超标; Mg元素含量不足,经计算再加入表4数量的Al99.70重熔用铝锭和 Mg9990原生镁锭,待完全熔化后充分搅拌并检测成分,满足表 1GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》要求的3104铝合金成分,再向熔体加入0.5wt%Al-10Sr合金进行25min的细化变质精炼,所用精炼气体是纯度为99.99%的Ar,当温度达到720℃时,采用半连续浇铸生产再生3104铝合金扁锭。
表4配料表
Figure RE-GDA0002527982580000141
采用实施例2的复合精炼剂能有效降低杂质元素的含量和细化晶粒,优化改善杂质相的组织结构,提高了渣相的流动性,除杂细化效果显著。经在线分析,选用RT-CQ1000型铝熔体测氢仪检测,测得铝熔体中氢含量降到0.08ml/100g Al的水平;选用LiMCA CM在线测渣仪检测,测得渣含量降至90s/Kg的水平;选用OBGS1000直读光谱仪检测,测得杂质元素含量去除水平见表5,按照GB/T3246.2— 2012变形铝及铝合金制品组织检验方法的标准制样分析,晶粒度检查达到一级,除杂细化效果好。
表5本发明复合精炼剂精炼前后杂质元素去除效果对比
杂质元素 精炼前(%) 精炼后(%) 去除效率(%)
Fe 1.35 0.62 54
Si 1.58 0.63 60
Cu 0.54 0.26 51
Mg 1.16 0.72 38
Zn 0.28 0.18 36
Ti 0.17 0.08 53
Ga 0.07 0.04 43
V 0.10 0.04 60
应用复合细化剂生产再生3104铝合金扁锭时,变形铝及铝合金废料加入量由传统的40%以下提高到90%,大幅度提高了废杂铝在原料中的比重,使得能耗和烧损率都有所下降,生产成本可下降25%左右,同时产品的晶粒度达到1级,大幅度提高了再生3104铝合金扁锭的力学性能,实现废杂铝高值化再利用。
实施例3:
以铸造铝合金废料为主要原料再生360Z.6铝合金锭目标产品用高效复合精炼剂及其使用方法,步骤如下:
实施例3高效复合精炼剂的制备步骤有:
步骤1:按照精炼剂的目标成分将KCl2、MgCl2、CaF2、AlF2、 KNO3、NaNO、Na2B4O7、Na3AlF6和稀土RE原料混合搅拌均匀,放入熔化炉中进行熔炼,先将混合料以≤10℃/min的速率加热至400℃,并保温30min,后再加热至700℃;
步骤2:将步骤1的熔融料进行保温,保温时间70mim,后冷凝至固态;
步骤3:对步骤2中冷凝至室温的混合固态料在破碎机中进行破碎,得到的粉粒状料进行筛分处理,得到的粒状料和粉状料采用的筛目为100目;筛分后粒状料继续回到破碎机中进行破碎,或者进入步骤1中重新熔炼;
步骤4:将步骤3得到的粉状料装入真空袋抽真空密封,最终获得成品。
实施例3的精炼剂的目标成分为:
Figure RE-GDA0002527982580000161
实施例3制得高效复合精炼剂的使用方法:
采用铝锭连续铸造工艺将实施例3的高效复合精炼剂用于再生360Z.6铝合金锭目标产品的工业生产中,实施例3的高效复合精炼剂的添加含量为1.0wt%。所述再生360Z.6铝合金锭所需原料为95wt%的铸造铝合金废料和5wt%的Al99.70重熔用铝锭。
A:将分类好的铸造铝合金废料进行预处理,将其中的铁磁性杂质、橡胶、树脂和塑料、泥沙灰尘、水分和油渍等分离出来;
B:将称量好的铸造铝合金废料放入20吨熔炼炉中预热干燥,烘干去除98%及以上的废杂铝涂层、水分和油渍,烘干温度为300℃、烘干时间30min;
C:继续升温至铸造铝合金废料完全熔化后,熔炼温度达到750℃时,加入总重量1.0%的复合精炼剂,使用移动式除气喷粉精炼机对铝熔体进行均匀喷入精炼气体+复合精炼剂除杂精炼,所用精炼气体是纯度为99.9%的N2,精炼时间为50min;
D:搅拌、扒渣、静置再生铝熔体50min后,将高熔点和高密度的非铝固体杂质进行过滤去除,过滤除杂采用的陶瓷过滤板规格为 30ppi;
E:经在线成分检测,与表1对比,Fe元素含量超标;Si元素、 Mg元素和Mn元素含量不足,经计算再加入表6数量的Al99.70重熔用铝锭、AlSi20中间合金锭、Mg9990原生镁锭和AlMn10中间合金锭,待完全熔化后充分搅拌并检测成分,满足表1GB/T8733-2016《铸造铝合金锭》要求的360Z.6铝合金成分,再向熔体加入0.5wt%Al- 10Sr合金进行15min的细化变质精炼,所用精炼气体是纯度为99.9%的N2,当温度达到720℃时,采用铝锭连续铸造机生产再生360Z.6 铝合金锭。
表6配料表
Figure RE-GDA0002527982580000181
采用实施例3的复合精炼剂能有效降低杂质元素的含量和细化晶粒,优化改善杂质相的组织结构,提高了渣相的流动性,除杂细化效果显著。经在线分析,选用RT-CQ1000型铝熔体测氢仪检测,测得铝熔体中氢含量降到0.10ml/100g Al的水平;选用LiMCA CM在线测渣仪检测,测得渣含量降至140s/Kg的水平;选用OBGS1000直读光谱仪检测,测得杂质元素含量去除水平见表7,按照GB/T3246.2—2012变形铝及铝合金制品组织检验方法的标准制样分析,晶粒度检查达到二级,除杂细化效果好。
表7本发明复合精炼剂精炼前后杂质元素去除效果对比
Figure RE-GDA0002527982580000182
Figure RE-GDA0002527982580000191
应用复合细化剂生产再生360Z.6铝合金锭时,铸造铝合金废料加入量由传统的40%以下提高到95%,大幅度提高了废杂铝在原料中的比重,使得能耗和烧损率都有所下降,生产成本可下降30%左右,同时产品的晶粒度达到2级,大幅度提高了再生360Z.6铝合金锭的力学性能,实现废杂铝高值化再利用。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种再生铝熔体用高效复合精炼剂,其特征在于:所述精炼剂包括除杂组分和细化组分,所述除杂组分所占的质量分数为70~95%,所述细化组分所占的质量分数为5~30%;所述除杂组分包括以下组分:氯金属盐、氟金属盐、硝酸盐、硼酸钠盐、氟铝酸盐;所述细化组分为稀土化合物。
2.根据权利要求1所述的再生铝熔体用高效复合精炼剂,其特征在于:所述氯金属盐为KCl和MgCl2的组合物;所述氟金属盐为CaF2和AlF3的组合物;所述硝酸盐为KNO3和NaNO的组合物;所述硼酸钠盐为Na2B4O7;所述氟铝酸盐为Na3AlF6;所述稀土化合物为Ce的化合物。
3.根据权利要求2所述的再生铝熔体用高效复合精炼剂,其特征在于:所述精炼剂由以下质量分数的各组分组成:
KCl 10~20wt%
MgCl2 5~10wt%
CaF2 0~8wt%
AlF3 20~30wt%
KNO3 10~15wt%
NaNO 0~10wt%
Na2B4O7 20~40wt%
Na3AlF6 10~25wt%
稀土化合物 5~10wt%
以上各组分之和为100wt%。
4.权利要求3所述再生铝熔体用高效复合精炼剂的制备方法,其步骤如下:
步骤1:按质量分数配比分别称取精炼剂的各组分,将KCl2、MgCl2、CaF2、AlF2、KNO3、NaNO、Na2B4O7、Na3AlF6和稀土化合物混合搅拌均匀,放入熔化炉中进行熔炼,先将混合料以≤20℃/min的速率加热至400~500℃,并保温30~50min,再加热至温度≥700℃;
步骤2:将步骤1的熔融料进行保温,保温时间大于60min,后冷凝至室温;
步骤3:对步骤2中冷凝至室温的混合固态料在破碎机中进行破碎,得到的粉粒状料进行筛分处理,得到的粒状料和粉状料采用的筛目为100~120目;筛分后粒状料继续回到破碎机中进行破碎,或者进入步骤1中重新熔炼;
步骤4:将步骤3得到的粉状料装入真空袋抽真空密封,最终获得成品,即再生铝熔体用高效复合精炼剂。
5.权利要求4所制备的再生铝熔体用高效复合精炼剂的使用方法,包括如下步骤:
A、将分类好的再生铝进行预处理,将其中的铁磁性杂质、橡胶、树脂和塑料、泥沙灰尘、水分和油渍等分离出来;
B、将预处理后的再生铝放入熔炼炉中预热干燥,烘干去除98%及以上的废杂铝涂层、水分和油渍,烘干温度为100~500℃、烘干时间30-60min;
C、继续升温至再生铝完全熔化后,当熔炼温度达到700~800℃时,加入再生铝熔体用高效复合精炼剂,调整精炼气体流量,进行除杂精炼;
D、搅拌、扒渣、静置再生铝熔体10~30min后,将高熔点和高密度的非铝固体杂质进行过滤去杂;
E、检测成分并调整,满足目标再生铝合金成分的再生铝熔体加入Al-10Sr合金进行10~30min的细化变质精炼,当温度达到680~720℃时,浇铸生产再生铝合金产品。
6.根据权利要求5所述的再生铝熔体用高效复合精炼剂的使用方法,其特征在于:在步骤C中,所述再生铝熔体用高效复合精炼剂的加入量为再生铝合金熔体的0.1~2wt% 。
7.根据权利要求5所述的再生铝熔体用高效复合精炼剂的使用方法,其特征在于:在步骤C中,所述精炼气体为氩气或氮气。
8.根据权利要求5所述的再生铝熔体用高效复合精炼剂的使用方法,其特征在于:在步骤C中,所述除杂精炼是将所述再生铝熔体用高效复合精炼剂均匀喷入再生铝合金熔体中除杂20~60min 。
9.根据权利要求5所述的再生铝熔体用高效复合精炼剂的使用方法,其特征在于:在步骤D中,所述过滤去杂采用的陶瓷过滤板规格为30~60ppi 。
10.根据权利要求5所述的再生铝熔体用高效复合精炼剂的使用方法,其特征在于:在步骤E中,所述Al-10Sr合金的加入量为再生铝合金熔体的0.1~0.5wt% 。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113564401A (zh) * 2021-04-19 2021-10-29 昆明冶金研究院有限公司 一种铝合金在线精炼除碱金属用氟化铝颗粒及其制备方法与应用
CN113699404A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 苏州大学 一种铝废料净化用复合盐及其制备、使用方法
CN115044796A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 铜山县丰华工贸有限公司 一种无氯高效精炼剂及其制备方法
CN115852192A (zh) * 2022-12-21 2023-03-28 广东工程职业技术学院 一种再生铝合金精炼剂及其制备和使用方法
CN116904793A (zh) * 2023-09-13 2023-10-20 广州先艺电子科技有限公司 一种金锡合金返回料的净化重熔方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1237326B (de) * 1964-02-03 1967-03-23 Riedelbauch & Stoffregen Giess Verfahren zum Veredeln von Aluminium-Silizium-Legierungen
CN103789557A (zh) * 2014-03-10 2014-05-14 南通曼特威金属材料有限公司 一种多功能复合熔剂
CN105803215A (zh) * 2016-04-07 2016-07-27 河南中孚技术中心有限公司 去除铝及铝合金熔体中杂质的多效复合精炼熔剂及其应用
CN108384974A (zh) * 2018-01-22 2018-08-10 上海交通大学 一种含稀土镁锂合金的熔体精炼熔剂及其制备方法
CN109536764A (zh) * 2018-12-11 2019-03-29 徐州宁铝业科技有限公司 一种铝合金的复合精炼剂及其制备方法
CN110358942A (zh) * 2019-08-21 2019-10-22 闻喜县凯利达贸易有限公司 一种铝合金用低熔点颗粒精炼剂及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1237326B (de) * 1964-02-03 1967-03-23 Riedelbauch & Stoffregen Giess Verfahren zum Veredeln von Aluminium-Silizium-Legierungen
CN103789557A (zh) * 2014-03-10 2014-05-14 南通曼特威金属材料有限公司 一种多功能复合熔剂
CN105803215A (zh) * 2016-04-07 2016-07-27 河南中孚技术中心有限公司 去除铝及铝合金熔体中杂质的多效复合精炼熔剂及其应用
CN108384974A (zh) * 2018-01-22 2018-08-10 上海交通大学 一种含稀土镁锂合金的熔体精炼熔剂及其制备方法
CN109536764A (zh) * 2018-12-11 2019-03-29 徐州宁铝业科技有限公司 一种铝合金的复合精炼剂及其制备方法
CN110358942A (zh) * 2019-08-21 2019-10-22 闻喜县凯利达贸易有限公司 一种铝合金用低熔点颗粒精炼剂及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙德勤: "《材料基础及成型加工实验教程》", 31 March 2016, 西安电子科技大学出版社 *
张士林等: "《简明铝合金手册》", 28 February 2001, 上海科学技术文献出版社 *
杜科选等: "《铝电解和铝合金铸造生产与安全》", 31 May 2012, 北京:冶金工业出版社 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113564401A (zh) * 2021-04-19 2021-10-29 昆明冶金研究院有限公司 一种铝合金在线精炼除碱金属用氟化铝颗粒及其制备方法与应用
CN113699404A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 苏州大学 一种铝废料净化用复合盐及其制备、使用方法
CN113699404B (zh) * 2021-08-25 2022-06-24 苏州大学 一种铝废料净化用复合盐及其制备、使用方法
CN115044796A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 铜山县丰华工贸有限公司 一种无氯高效精炼剂及其制备方法
CN115852192A (zh) * 2022-12-21 2023-03-28 广东工程职业技术学院 一种再生铝合金精炼剂及其制备和使用方法
CN116904793A (zh) * 2023-09-13 2023-10-20 广州先艺电子科技有限公司 一种金锡合金返回料的净化重熔方法
CN116904793B (zh) * 2023-09-13 2023-12-19 广州先艺电子科技有限公司 一种金锡合金返回料的净化重熔方法

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