[發(fā)明專利]真空包內(nèi)快速熔硅的鋁硅合金化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011147879.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN112251653B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田明生;高寶堂;廖建國(guó);劉智成;沈利;郭有軍;福勝利;石永杰;劉韜;于水;白潔;田良;翟寶辰;王德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 包頭鋁業(yè)有限公司;內(nèi)蒙古華云新材料有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/02
• 分類號(hào): C22C21/02;C22C1/02
• 代理公司: 內(nèi)蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 劉彩霞

本發(fā)明公開了真空包內(nèi)快速熔硅的鋁硅合金化方法，其包括如下步驟：(1)倒運(yùn)高溫原鋁液預(yù)熱真空包；(2)用預(yù)熱后的真空包預(yù)熱金屬硅顆粒；(3)真空包內(nèi)注入高溫原鋁液完成鋁硅合金化。本發(fā)明提供的真空包內(nèi)快速熔硅的鋁硅合金化方法，無需額外增加新設(shè)備，利用原有設(shè)備即可完成，且省去了在熔保爐內(nèi)熔硅的步驟，生產(chǎn)設(shè)備投入成本低，工藝流程短，能耗低，生產(chǎn)效率高，操作方便。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及鋁硅合金化方法，特別是涉及真空包內(nèi)快速熔硅的鋁硅合金化方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有鋁硅系鑄造鋁合金錠的生產(chǎn)工藝一般是爐內(nèi)進(jìn)行鋁合金的成分配制和熔煉，根據(jù)所需成分合金化的液相線及溶解能力進(jìn)行不同成分的順序入料，如A356合金錠的熔煉過程為：先在爐內(nèi)加入金屬硅進(jìn)行烘烤預(yù)熱，然后再入鋁和入鋁后加入其它輔料，合金化后進(jìn)行精煉凈化，取樣分析和靜置，成分檢測(cè)合格后進(jìn)行合金錠的鑄造生產(chǎn)。其中，金屬硅的烘烤及溶解過程有如下缺點(diǎn)：

(1)真空包內(nèi)鋁液倒入高位爐后溫度降至800℃左右，相比剛抽入的940℃原鋁液，在運(yùn)輸及倒?fàn)t過程浪費(fèi)了100℃以上，熱損失高,熔硅時(shí)間長(zhǎng)，熔硅過程需要進(jìn)行二次加熱，增加熱能消耗；

(2)需要對(duì)熔保爐高位爐進(jìn)行加熱升溫預(yù)熱金屬硅，增加了能耗；

(3)溶體成分的均勻化取決于金屬硅的顆粒度，現(xiàn)大部分鋁合金錠鑄造生產(chǎn)使用的金屬硅牌號(hào)為441，金屬硅顆粒度在50～150mm，較大的金屬硅顆粒減少了與鋁液的接觸面積，增加反應(yīng)時(shí)間，使硅分子均勻擴(kuò)散到熔融鋁體中并合金化需要120min左右，因熔硅時(shí)間較長(zhǎng)，每爐次平均約180分鐘以上，生產(chǎn)效率低。

(4)熔保爐的高位爐在長(zhǎng)時(shí)間升溫熔硅及扒渣的過程，造成1.8％的原鑄損。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗、高效、鋁硅合金成分更加均勻的真空包內(nèi)快速熔硅的鋁硅合金化方法。

本發(fā)明的目的由如下技術(shù)方案實(shí)施：真空包內(nèi)快速熔硅的鋁硅合金化方法，其包括如下步驟：(1)倒運(yùn)高溫原鋁液預(yù)熱真空包；(2)用預(yù)熱后的真空包預(yù)熱金屬硅顆粒；(3)真空包內(nèi)注入高溫原鋁液完成鋁硅合金化。

優(yōu)選的，所述步驟(1)倒運(yùn)高溫原鋁液預(yù)熱真空包：真空包經(jīng)電解車間抽入高溫原鋁液，運(yùn)輸至鑄造車間倒鋁，用高溫原鋁液預(yù)熱真空包，使得真空包內(nèi)爐腔溫度達(dá)到600-700℃。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中，需要倒運(yùn)至少兩次900℃以上的所述高溫原鋁液完成真空包的預(yù)熱。

優(yōu)選的，所述步驟(2)用預(yù)熱后的真空包預(yù)熱金屬硅顆粒：打開預(yù)熱后的真空包頂部的人孔蓋，加入篩選好的金屬硅顆粒后，關(guān)閉人孔蓋，真空包密閉保溫15-20分鐘，利用真空包余熱充分預(yù)熱金屬硅顆粒。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述金屬硅顆粒的粒徑為20-100mm。

優(yōu)選的，所述(3)真空包內(nèi)注入高溫原鋁液完成鋁硅合金化：抽取920℃以上的原鋁液注入真空包內(nèi)，然后保溫20-40分鐘，完成真空包內(nèi)的鋁硅合金化。

金屬硅又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅，其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98％左右，近年來，含Si量99.99％的也包含在金屬硅內(nèi)，其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明提供的真空包內(nèi)快速熔硅的鋁硅合金化方法，首先利用電解原鋁液高溫溶體的熱能完成真空包和金屬硅顆粒的預(yù)熱，然后再用高溫原鋁液在真空包內(nèi)熔化金屬硅，充分利用高溫原鋁液的熱能，無需倒入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行再次加熱升溫溶解金屬硅，減少熱損失，大大降低能耗；