CN114672666A - 一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法，包括：在合金原料熔化的过程中喷吹第一加热后的惰性气体，得到第一合金液；将第一合金液进行除渣精炼，得到第二合金液；除渣精炼过程中采用第二加热后的惰性气体向第一合金液中喷吹除渣精炼剂；将第二合金液进行除气精炼，得到第三合金液；除气精炼过程中采用第三加热后的惰性气体向第二合金液中喷吹除气精炼剂；将第三合金液进行转子除气，得到含铝熔体；转子除气的介质为第四加热后的惰性气体。本发明提出了一种惰性气体预加热喷吹精炼熔体的新方法，解决了常温惰性气体在净化过程中致使铝合金熔体的温度降低的问题，提升净化效果和铸造过程中熔体温度场的稳定性。

Description

一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，尤其涉及一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法，具体为一种铝及铝合金熔体深度净化与稳定铸造的方法。

背景技术

铝合金以较低的密度、较高的比强度、良好的耐腐蚀性能在各大工程领域广泛应用，铝合金产品的制造一般包括合金熔炼、熔体净化、铸造、塑性加工及热处理，其中铝合金熔体净化一定程度上决定了所得铸件的品质，铸坯中出现的夹杂对材料的加工性能和制品的使用性能将产生不可逆的影响。熔体净化的目的在于去除熔体中气体、夹渣、杂质元素，合金铸造前一般要求将熔体中的夹杂控制到允许的范围内。根据产品应用领域的不同，熔体洁净度的控制要求也有所差异；对于应用在航空航天、国防军工、高端民用等高技术领域的高性能铝合金材料，其苛刻的服役性能要求对铸造前铝液的熔体质量提出了更高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法，具体为一种惰性气体预加热提升铝合金熔体净化效果的方法，本发明提供的方法净化效率高、净化过程中无副作用、烧损小、浪费小、可制备高质量铝及铝合金熔体。

本发明提供了一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法，包括：

在合金原料熔化的过程中喷吹第一加热后的惰性气体，得到第一合金液；

将所述第一合金液进行除渣精炼，得到第二合金液；所述除渣精炼过程中采用第二加热后的惰性气体向第一合金液中喷吹除渣精炼剂；

将所述第二合金液进行除气精炼，得到第三合金液；所述除气精炼过程中采用第三加热后的惰性气体向第二合金液中喷吹除气精炼剂；

将所述第三合金液进行转子除气，得到含铝熔体；所述转子除气的介质为第四加热后的惰性气体。

优选的，所述合金原料的配料成分包括：铝和/或铝合金。

优选的，所述第一加热后的惰性气体的温度100～150℃。

优选的，所述第二加热后的惰性气体的温度为350～400℃。

优选的，所述第三加热后的惰性气体的温度为350～400℃。

优选的，所述第四加热后的惰性气体的温度为650～700℃。

优选的，所述转子除气后还包括：

将转子除气后的合金液进行过滤、结晶，得到金属成品。

优选的，所述除渣精炼剂包括：MgCl₂和KCl；

所述除气精炼剂选自四氯化碳。

优选的，所述除渣精炼和/或除气精炼过程中精炼管末端距离炉底独立的选自80～120mm；

掀起的波浪高度独立的选自50～100mm。

优选的，所述喷吹除渣精炼剂过程中第二加热后的惰性气体的流量为15～20L/min；

所述喷吹除气精炼剂过程中第三加热后的惰性气体的流量为15～20L/min。

现有技术通过向铝熔体中喷吹惰性气体，使其在浮力的驱动下浮游上升的过程中，吸附夹渣、吸收氢气是实现铝合金熔体净化的主要方法。然而，所使用的惰性气体均是通过液态惰性气体气化之后形成的，其进入到熔体内部将造成熔体局部区域的温降，这将降低气泡吸附夹渣、吸收氢的效果，不利于熔体的深度净化，同时由于气体温度低而使熔体温度降低，使浇注温度处于不稳定状态，影响铸造的稳定性及组织的均匀性，从而严重影响了铸锭品质。

本发明围绕高性能铝材对熔体洁净度的更高要求，提出了一种惰性气体预加热喷吹精炼熔体的新方法，解决了常温惰性气体在净化过程中致使铝合金熔体的温度降低的问题，提升净化效果和铸造过程中熔体温度场的稳定性，为铸坯的制备提供高洁净度铝熔体并提供高铸造温度的稳定性，制备出高洁净度、高组织均匀性的高品质铸锭，进而支撑高性能铝合金材料及构件的研制。

附图说明

图1为本发明实施例中惰性气体预加热装置示意图；

图2为本发明实施例1制备的铝合金熔体的过滤曲线；

图3为本发明实施例2制备的铝合金熔体的过滤曲线；

图4为本发明实施例3制备的铝合金熔体的过滤曲线。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法，包括：

在合金原料熔化的过程中喷吹第一加热后的惰性气体，得到第一合金液；

将所述第一合金液进行除渣精炼，得到第二合金液；所述除渣精炼过程中采用第二加热后的惰性气体向第一合金液中喷吹除渣精炼剂；

将所述第二合金液进行除气精炼，得到第三合金液；所述除气精炼过程中采用第三加热后的惰性气体向第二合金液中喷吹除气精炼剂；

将所述第三合金液进行转子除气，得到含铝熔体；所述转子除气的介质为第四加热后的惰性气体。

在本发明中，所述合金原料的配料成分优选选自铝和/或铝合金，所述铝合金的成分优选选自2219铝合金、2A14铝合金、7050铝合金等。本发明对所述合金原料没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备铝或铝合金的合金原料即可；所述合金原料按照预获得的铝合金成分进行配料即可。

在本发明中，所述合金原料熔化之前优选还包括：

将合金原料进行干燥，以去除炉料(合金原料)表面的结晶水。

在本发明中，所述干燥优选在熔炉中，所述干燥的方法优选为烘干；所述干燥的温度优选为330～370℃，更优选为340～360℃，最优选为350℃。

在本发明中，所述合金原料熔化的温度优选为730～750℃，更优选为735～745℃，最优选为740℃。

在本发明中，所述第一加热后的惰性气体优选通过气体管道加热器将气化后的惰性气体进行升温，调整加热功率使加热器流出的气体温度满足后续精炼使用要求。在本发明的实施例中，加热惰性气体(第一加热惰性气体、第二加热惰性气体、第三加热惰性气体、第四加热惰性气体)的装置结构示意图如图1所示，包括：接氩气供应站，进口与所述接氩气供应站出口连接的气体管道加热器，进口与所述气体管道加热器出口连接的精炼器。

在本发明中，所述惰性气体(包括第一加热后的惰性气体、第二加热后的惰性气体、第三加热后的惰性气体、第四加热后的惰性气体)优选为氩气，更优选为高纯氩气，所述高纯氩气的纯度优选高于99.99％。

在本发明中，所述第一加热后的惰性气体(加热后的氩气)的温度优选为100～150℃，更优选为110～140℃，最优选为120～130℃；本发明优选使第一加热后的惰性气体温度在上述范围内，以减缓表层炉料的氧化速率，并避免大气中的水汽、氮气接触熔体，进而减少熔体夹渣的产生。

在本发明中，所述除渣精炼之前优选还包括：

将所述第一合金液保温、融化，取样进行成分检测。

在本发明中，所述保温的温度优选为740～750℃，更优选为745℃。在本发明中，所述保温的时间优选使第一合金液(炉料)全部融化。

在本发明中，所述取样进行成分检测后，优选根据实测成分与目标成分，调整熔体(第一合金液)化学成分使合金熔体(第一合金液)成分满足要求。

在本发明中，所述除渣精炼的温度优选为745～755℃，更优选为750℃。

在本发明中，所述第二加热后的惰性气体的温度优选为350～400℃，更优选为360～380℃。

在本发明中，所述除渣精炼剂优选为重熔型固态颗粒状(RFI型)精炼剂，对熔体(第一合金液)中的非金属夹渣有很好的润湿和吸附效应；所述除渣精炼剂优选包括：MgCl₂和KCl。在本发明中，所述除渣精炼剂的平均粒径优选为1～2mm，更优选为1.5mm。

在本发明中，所述除渣精炼剂的加入量优选为第一合金液质量(炉料质量)的0.5～1.5‰，更优选为0.8～1.2‰，最优选为1‰。

在本发明中，所述喷吹除渣精炼剂优选采用石墨管进行喷吹；所述喷吹的时间优选为20～30min，更优选为25min。在本发明中，所述喷吹除渣精炼剂过程中第二加热后的惰性气体的流量优选为15～20L/min，更优选为16～18L/min。

在本发明中，所述喷吹精炼剂后优选还包括：

将喷吹除渣精炼剂后的合金液静置，拔除熔体表面浮渣。

在本发明中，所述静置的时间优选为20～40min，更优选为25～35min，最优选为30min。

在本发明中，所述除气精炼的温度优选为730～740℃，更优选为735℃。在本发明中，所述除气精炼的次数优选为1～4次，更优选为2～3次，最优选为2次。

在本发明中，所述第三加热后的惰性气体的温度优选为350～400℃，更优选为360～380℃。

在本发明中，所述除气精炼剂优选为四氯化碳，更优选为液态四氯化碳。在本发明中，所述除气精炼剂的质量在第二合金液(铝液)中的质量含量优选为0.6～1kg/吨铝液(第二合金液)，更优选为0.7～0.9kg/吨铝液(第二合金液)，最优选为0.8kg/吨铝液(第二合金液)。

在本发明中，所述喷吹除气精炼剂的时间优选为15～20min，更优选为16～18min；所述喷吹除气精炼剂过程中第三加热后的惰性气体的流量优选为15～20L/min，更优选为16～18L/min。

在本发明中，所述喷吹除气精炼剂后优选还包括：

将喷吹除气精炼剂后的合金液(铝液)进行静置，拔除熔体表面浮渣。

在本发明中，所述静置的时间优选为15～25min，更优选为20min。

在本发明中，所述除渣精炼和/或除气精炼过程中优选精炼管末端距离炉底独立的选自80～120mm，更优选独立的选自90～110mm，最优选独立的选自100mm；优选精炼管在炉内作“M”型缓慢移动；优选在搅拌的条件下进行精炼(除渣精炼、或除气精炼)，启动电磁搅拌装置，使精炼剂(除渣精炼剂、除气精炼剂)与熔炉中的铝液(第一合金液、第二合金液)充分接触；优选精炼(除渣精炼、除气精炼)过程中炉内无死角，使全部合金液(第一合金液、第二合金液)精炼到位；优选精炼(除渣精炼、除气精炼)过程中掀起的波浪高度独立的选自50～100mm，更优选独立的选自60～90mm，最优选独立的选自70～80mm。

在本发明中，所述除渣精炼和/或除气精炼过程中优选还包括进行废气收集，优选将熔炼炉配置废气收集装置，以降低精炼剂(除渣精炼剂、除气精炼剂)在熔体(第一合金液、第二合金液)中发生化学反应带来的环境污染、人员伤害、设备腐蚀等潜在危害。

在本发明中，所述转子除气优选为在线转子深度除气；所述转子除气优选在在线除气装置中进行，如采用SNIF在线转子除气装置；所述转子除气过程中的转速优选为400～500r/min，更优选为430～470r/min，最优选为450r/min。

在本发明中，所述转子除气的转炉过程中优选全程采用惰性气体覆盖在熔体表面，防止熔体吸气或氧化；所述惰性气体优选为氩气；如转炉过程全程用氩气覆盖流槽中的熔体表面，防止熔体吸气与氧化。

在本发明中，所述第四加热后的惰性气体的温度优选为650～700℃，更优选为660～680℃。

在本发明中，所述转子除气后优选还包括：

将转子除气后的合金液进行过滤除渣净化。

在本发明中，所述过滤优选为在线过滤；所述过滤优选采用双层板式过滤，上层过滤板优选为40ppi，下层过滤板优选为50ppi。

在本发明中，所述过滤后优选还包括：

将过滤后的合金液进行结晶，得到金属成品。

在本发明中，所述结晶优选在结晶器内进行。

在本发明中，所述金属成品优选选自铝成品和/或铝合金成品。

在本发明中，所述惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法优选包括：

根据合金化学成分备料，将备好的炉料投入熔炉中，升温至350℃烘干炉料，以去除炉料表面的结晶水；

通过气体管道加热器将气化之后的惰性气体升温，调整加热功率使从加热器流出的气体温度满足后续精炼的使用要求；

炉料烘干后，进一步提高熔炉温度至740℃，同时向熔炉中喷吹加热后的氩气，所采用的惰性气体温度100～150℃，以减缓表层炉料的氧化速率，并避免大气中的水汽、氮气接触熔体，进而减少熔体夹渣的产生；

保持炉内温度为740～750℃，待炉料全部融化后，取样进行成分检测，根据实测成分与目标成分，调整熔体化学成分使合金熔体成分满足要求；

合金成分达到规定范围后，调整铝液温度至745～755℃，进行炉内熔体除渣精炼，将备好的除渣精炼介质通过加热后的高纯氩气经石墨管喷吹至铝液中，所采用的惰性气体温度350～400℃，喷吹时间20～30min，喷吹结束后，铝液静置30min，拔除熔体表面浮渣；

熔体除渣精炼完成后，调整铝液温度至730～740℃，进行两次炉内熔体除气精炼，将备好的除气精炼介质通过加热后的高纯氩气喷吹至铝液中，所采用的惰性气体温度350～400℃；喷吹时间15～20min，喷吹结束后，铝液静置20min，拔除熔体表面浮渣；

炉内熔体除气精炼完成后，转炉进行熔体在线转子深度除气，除气所用的介质为加热后的惰性气体，所采用的惰性气体温度650～700℃；

熔体在线除气装置后进行在线过滤除渣净化；

将过滤后熔体转入结晶器内结晶，最终制成铝或铝合金成品。

本发明通过对铝合金熔炼的全过程进行熔体质量控制，可以有效控制熔体中一次/二次夹渣的形成，并确定了最佳精炼工艺参数，可有效降低熔体中夹渣/气体含量；采用本发明提供的方法，可提高铝及铝合金熔体净化效率、同时在净化过程中无副作用、材料烧损小，可获得高纯净铝及铝合金金熔体。同时，本发明提出的惰性气体预加热喷吹精炼熔体的新方法，可以解决常温惰性气体在净化过程中致使铝合金熔体的温度降低的问题，在提升净化效果的同时，能够有效控制在线除气装置中铝液温度，进而保证铸造过程中熔体温度场的稳定性，为铸坯的制备提供高洁净度铝熔体和铸造温度的稳定性。

本发明提供的方法可以保证炉内含气量≤0.14ml/100gAl；保证最终熔体含气量≤0.08ml/100gAl；对于高性能铝材的制造具有重要的应用前景。

本发明以下实施例中所采用的除渣精炼介质为郑州西盛铝业有限公司提供的RFI型精炼剂，除气精炼介质为液态四氯化碳。

实施例1

根据2219铝合金的化学成分(Si：≤0.20wt％，Fe：≤0.30wt％，Cu：5.8～6.8wt％，Mn：0.20～0.40wt％，Mg：≤0.02wt％，V：0.05～0.15wt％，Zr：0.10～0.25wt％，Zn：≤0.10wt％，Ti：0.02～0.10wt％，Al：余量)备料；

将备好的炉料投入熔炉中，升温至350℃烘干炉料，以去除炉料表面的结晶水；

通过气体管道加热器将气化之后的氩气(纯度99.996％)升温，调整加热功率使从加热器流出的气体温度满足后续精炼的使用要求；

炉料烘干后，进一步提高熔炉温度至760℃，同时向熔炉中喷吹氩气，所采用的氩气温度120℃，以此减缓表层炉料的氧化速率，并避免大气中的水汽、氮气接触熔体，进而减少熔体夹渣的产生；

保持炉内温度为750℃，待炉料全部融化后，取样进行成分检测，根据实测成分与目标成分，调整熔体化学成分使合金熔体成分满足要求；

合金成分达到规定范围后，调整铝液温度至755℃，进行炉内熔体除渣精炼，将备好的除渣精炼介质通过加热后的高纯氩气经石墨管喷吹至铝液中，所采用的高纯氩气温度370℃，喷吹时间25min，喷吹结束后，铝液静置30min，拔除熔体表面浮渣；除渣精炼介质的加入量为炉料质量的1‰；除渣精炼时氩气的输出流量控制在20L/min；

熔体除渣精炼完成后，调整铝液温度至745℃，进行两次炉内熔体除气精炼，将备好的除气精炼介质通过加热后的高纯氩气喷吹至铝液中，所采用的高纯氩气温度370℃；喷吹时20min，喷吹结束后，铝液静置20min，拔除熔体表面浮渣；CCl₄用量0.8kg/吨铝液；除气精炼时氩气的输出流量控制在20L/min；

精炼过程，精炼管末端距离炉底80mm，精炼管在炉内作“M”型缓慢移动，同时启动电磁搅拌装置使精炼剂与熔炉中铝液充分接触；精炼时炉内不能有死角，必须全部铝液精炼到位，精炼时掀起的波浪高度低于100mm；精炼过程，熔炼炉需配置有废气收集装置，以降低由精炼介质在熔体中发生化学反应带来的环境污染、人员伤害、设备腐蚀等潜在危害；转炉过程全程用氩气覆盖流槽中的熔体表面，防止熔体吸气与氧化；

炉内熔体除气精炼完成后，转炉进行熔体在线转子深度除气(SNIF在线转子除气装置，转速为450r/min)，除气所用的介质为加热后的氩气，所采用的氩气温度为680℃；

熔体在线除气装置后进行在线过滤除渣净化，双层板式过滤，上层过滤板为40ppi、下层过滤板为50ppi；

将过滤后熔体转入结晶器内结晶，制备得到铝合金成品。

比较例1

按照实施例1的方法制备得到铝合金成品，与实施例1的区别在于，不对氩气进行加热，采用液态氩气气化之后的冷态氩气进行熔体保护和精炼操作。

实施例2

根据2A14铝合金的化学成分(Si：0.6～1.2wt％，Cu：3.9～4.8wt％，Mg：0.40～0.8wt％，Zn：≤0.30wt％，Mn：0.40～1.0wt％，Ti：≤0.15wt％，Ni：≤0.10wt％，Fe：0.000～0.700wt％，Al：余量)备料；

将备好的炉料投入熔炉中，升温至350℃烘干炉料，以去除炉料表面的结晶水；

通过气体管道加热器将气化之后的氩气(纯度99.996％)升温，调整加热功率使从加热器流出的气体温度满足后续精炼的使用要求；

炉料烘干后，进一步提高熔炉温度至750℃，同时向熔炉中喷吹氩气，所采用的氩气温度120℃，以此减缓表层炉料的氧化速率，并避免大气中的水汽、氮气接触熔体，进而减少熔体夹渣的产生；

保持炉内温度为755℃，待炉料全部融化后，取样进行成分检测，根据实测成分与目标成分，调整熔体化学成分使合金熔体成分满足要求；

合金成分达到规定范围后，调整铝液温度至750℃，进行炉内熔体除渣精炼，将备好的除渣精炼介质通过加热后的高纯氩气经石墨管喷吹至铝液中，所采用的高纯氩气温度370℃，喷吹时间25min，喷吹结束后，铝液静置30min，拔除熔体表面浮渣；除渣精炼介质的加入量为炉料质量的1‰；除渣精炼时氩气的输出流量控制在18L/min；

熔体除渣精炼完成后，调整铝液温度至740℃，进行两次炉内熔体除气精炼，将备好的除气精炼介质通过加热后的高纯氩气喷吹至铝液中，所采用的高纯氩气温度370℃；喷吹时间20min，喷吹结束后，铝液静置20min，拔除熔体表面浮渣；CCl₄用量0.8kg/吨铝液；除气精炼时氩气的输出流量控制在20L/min；

精炼过程，精炼管末端距离炉底80mm，精炼管在炉内作“M”型缓慢移动，同时启动电磁搅拌装置使精炼剂与熔炉中铝液充分接触；精炼时炉内不能有死角，必须全部铝液精炼到位，精炼时掀起的波浪高度低于100mm；精炼过程，熔炼炉需配置有废气收集装置，以降低由精炼介质在熔体中发生化学反应带来的环境污染、人员伤害、设备腐蚀等潜在危害；转炉过程全程用氩气覆盖流槽中的熔体表面，防止熔体吸气与氧化；

炉内熔体除气精炼完成后，转炉进行熔体在线转子深度除气(SNIF在线转子除气装置，转速为450r/min)，除气所用的介质为加热后的氩气，所采用的氩气温度为680℃；

熔体在线除气装置后进行在线过滤除渣净化，双层板式过滤，上层过滤板为40ppi、下层过滤板为50ppi；

将过滤后熔体转入结晶器内结晶，制备得到铝合金成品。

比较例2

按照实施例2的方法制备得到铝合金成品，与实施例2的区别在于，不对氩气进行加热，采用液态氩气气化之后的冷态氩气进行熔体保护和精炼操作。

实施例3

根据7050铝合金的化学成分(Cr≤0.04wt％，Zr 0.08～0.15wt％，Zn5.7～6.7wt％，Si≤0.12wt％，Fe：0.000～0.150wt％，Mn≤0.10wt％，Mg：1.9～2.6wt％，Ti≤0.06wt％，Cu：2.0～2.6wt％，Al：余量)备料；

将备好的炉料投入熔炉中，升温至350℃烘干炉料，以去除炉料表面的结晶水；

通过气体管道加热器将气化之后的氩气(纯度99.996％)升温，调整加热功率使从加热器流出的气体温度满足后续精炼的使用要求；

炉料烘干后，进一步提高熔炉温度至780℃，同时向熔炉中喷吹氩气，所采用的氩气温度120℃，以此减缓表层炉料的氧化速率，并避免大气中的水汽、氮气接触熔体，进而减少熔体夹渣的产生；

保持炉内温度为745℃，待炉料全部融化后，取样进行成分检测，根据实测成分与目标成分，调整熔体化学成分使合金熔体成分满足要求；

合金成分达到规定范围后，调整铝液温度至750℃，进行炉内熔体除渣精炼，将备好的除渣精炼介质通过加热后的高纯氩气经石墨管喷吹至铝液中，所采用的高纯氩气温度380℃，喷吹时间20min，喷吹结束后，铝液静置30min，拔除熔体表面浮渣；除渣精炼介质的加入量为炉料质量的1‰；除渣精炼时氩气的输出流量控制在25L/min；

熔体除渣精炼完成后，调整铝液温度至740℃，进行两次炉内熔体除气精炼，将备好的除气精炼介质通过加热后的高纯氩气喷吹至铝液中，所采用的高纯氩气温度370℃；喷吹时间20min，喷吹结束后，铝液静置20min，拔除熔体表面浮渣；CCl₄用量0.8kg/吨铝液；除气精炼时氩气的输出流量控制在23L/min；

精炼过程，精炼管末端距离炉底80mm，精炼管在炉内作“M”型缓慢移动，同时启动电磁搅拌装置使精炼剂与熔炉中铝液充分接触；精炼时炉内不能有死角，必须全部铝液精炼到位，精炼时掀起的波浪高度低于100mm；精炼过程，熔炼炉需配置有废气收集装置，以降低由精炼介质在熔体中发生化学反应带来的环境污染、人员伤害、设备腐蚀等潜在危害；转炉过程全程用氩气覆盖流槽中的熔体表面，防止熔体吸气与氧化；

炉内熔体除气精炼完成后，转炉进行熔体在线转子深度除气(SNIF在线转子除气装置，转速为450r/min)，除气所用的介质为加热后的氩气，所采用的氩气温度为660℃；

熔体在线除气装置后进行在线过滤除渣净化，双层板式过滤，上层过滤板为40ppi、下层过滤板为50ppi；

将过滤后熔体转入结晶器内结晶，制备得到铝合金成品。

比较例3

按照实施例3的方法制备得到铝合金成品，与实施例3的区别在于，不对氩气进行加热，采用液态氩气气化之后的冷态氩气进行熔体保护和精炼操作。

性能检测

采用Alscan测氢仪，在铸造结晶器入口处测量实施例制备的液态铝合金熔体中的氢含量，测试时间为10min，测量过程中铝液温度为697±3℃，获得液态氢含量如表1所示：

表1实施例和比较例制备的铝合金熔体氢含量(mL/100gAl)检测结果

铝合金牌号	2219	2A14	7050
				本发明工艺方案	0.065(实施例1)	0.056(实施例2)	0.064(实施例3)
常规工艺方案	0.092(比较例1)	0.087(比较例2)	0.102(比较例3)

由表1可见，采用本发明实施例所提出的工艺方案对2219、2A14、7050铝合金熔体氢含量的控制有更好的效果。

采用Prefil铝液过滤测渣装置对实施例和比较例制备的铝液中夹渣相含量进行检测，在合金浇铸过程中，从结晶器前端流槽中取铝液样进行分析，取样铝液质量为2kg，铝液温度为700±3℃，测试结果如图2～图4所示，通过分析过滤曲线，可以发现采用本发明实施例所提出的工艺方案对于2219、2A14、7050铝合金熔体渣含量的控制有更好的效果。

本发明通过对铝合金熔炼的全过程进行熔体质量控制，可以有效控制熔体中一次/二次夹渣的形成，并确定了最佳精炼工艺参数，可有效降低熔体中夹渣/气体含量；采用本发明提供的方法，可提高铝及铝合金熔体净化效率、同时在净化过程中无副作用、材料烧损小，可获得高纯净铝及铝合金金熔体。同时，本发明提出的惰性气体预加热喷吹精炼熔体的新方法，可以解决常温惰性气体在净化过程中致使铝合金熔体的温度降低的问题，在提升净化效果的同时，能够有效控制在线除气装置中铝液温度，进而保证铸造过程中熔体温度场的稳定性，为铸坯的制备提供高洁净度铝熔体和铸造温度的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。虽然已参考本发明的特定实施例描述并说明本发明，但是这些描述和说明并不限制本发明。所属领域的技术人员可清晰地理解，在不脱离如由所附权利要求书定义的本发明的真实精神和范围的情况下，可进行各种改变，以使特定情形、材料、物质组成、物质、方法或过程适宜于本申请的目标、精神和范围。所有此类修改都意图在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非本申请的限制。

Claims (10)

1.一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法，包括：

在合金原料熔化的过程中喷吹第一加热后的惰性气体，得到第一合金液；

将所述第一合金液进行除渣精炼，得到第二合金液；所述除渣精炼过程中采用第二加热后的惰性气体向第一合金液中喷吹除渣精炼剂；

将所述第二合金液进行除气精炼，得到第三合金液；所述除气精炼过程中采用第三加热后的惰性气体向第二合金液中喷吹除气精炼剂；

将所述第三合金液进行转子除气，得到含铝熔体；所述转子除气的介质为第四加热后的惰性气体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金原料的配料成分包括：铝和/或铝合金。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加热后的惰性气体的温度为100～150℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二加热后的惰性气体的温度为350～400℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三加热后的惰性气体的温度为350～400℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第四加热后的惰性气体的温度为650～700℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子除气后还包括：

将转子除气后的合金液进行过滤、结晶，得到金属成品。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除渣精炼剂包括：MgCl₂和KCl；

所述除气精炼剂选自四氯化碳。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除渣精炼和/或除气精炼过程中精炼管末端距离炉底独立的选自80～120mm；

掀起的波浪高度独立的选自50～100mm。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷吹除渣精炼剂过程中第二加热后的惰性气体的流量为15～20L/min；

所述喷吹除气精炼剂过程中第三加热后的惰性气体的流量为15～20L/min。

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