[發(fā)明專利]一種鋁硅系合金的高效節(jié)能熔煉方法

有效

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• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112813297B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 馮煒光;胥福順;李玉章;包崇軍;孫彥華;岳有成;李雨耕;周嫻;張輝;雷華志;楊筱筱;張瑋;李文光
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;C22C21/02
• 代理公司: 云南律翔知識產權代理事務所(普通合伙) 53219
• 代理人: 謝喬良

本發(fā)明公開一種鋁硅系合金的高效節(jié)能熔煉方法，包括在熔煉前向預熱或熔煉后的熔煉爐中加入鈦劑，同時預加90%的金屬硅或中間合金；或在熔煉時向預熱或熔煉后的熔煉爐中加入原鋁液，同時加入鈦劑；在原鋁液進了一半后，加入金屬硅或中間合金并維持鋁液720~750℃且開啟攪拌；攪拌后加入易熔的熔煉添加劑并攪拌均勻；向熔煉爐的鋁液中加入粉末精煉劑并通入氮氣，經除渣、除氣，得到鋁熔體；將鋁熔體靜置后鑄造成錠，得到鋁硅系合金。本發(fā)明通過熔煉爐結合工藝優(yōu)化實現短流程快速熔煉工藝，同時充分利用原鋁液高溫優(yōu)勢快速熔解難熔合金成分，不僅能耗低，還能縮短工藝流程，提升熔煉效率和金屬收率，實現鋁硅系合金的均勻化和細晶化。

技術領域

本發(fā)明屬于有色金屬冶煉技術領域，具體涉及一種工藝流程短、能耗低、金屬收率和熔煉效率高、產品質量好的鋁硅系合金高效節(jié)能熔煉方法。

背景技術

鋁硅系合金（aluminium silicon alloy）是一種以鋁、硅為主成分的鍛造和鑄造合金，一般含硅11%，同時加入少量銅、鐵、鎳等合金元素以提高強度。用于制造低中強度形狀復雜的鑄件，也用作釬焊焊料。

隨著全球對氣候變化的重視，各國政府制定和實施了一系列產業(yè)政策和專項規(guī)劃，將降低資源和能源消耗作為產業(yè)政策的重要組成部分，推動產業(yè)結構的優(yōu)化升級，努力形成“低投入、低消耗、低排放、高效率”的經濟發(fā)展方式。金屬鋁及其合金的生產需要消耗大量的能源，提高生產效率、降低能源消耗是行業(yè)急需解決的共性問題。

鋁硅系合金熔煉對鋁合金鑄件的質量影響最大，傳統的鋁硅系合金熔煉工藝中，一般在熔煉爐內先加入鋁錠，再升溫熔化鋁錠，進一步升溫至730～760℃，添加金屬硅或中間合金，并保溫用電磁攪拌均勻。待硅充分熔解后，再將其它成分的中間合金或單質添加到熔煉爐內，再在730～760℃的溫度下用電磁攪拌徹底、均勻攪拌，以確保添加的原輔料完全熔解，使鋁硅系鑄造鋁合金化學成份符合要求。對于難熔解的鈦劑等成分，還需進一步將熔體升溫至820℃以上才能充分熔解，否則溫度偏低容易出現沉底，導致成分含量不夠，而當溫度足夠高時，沉底的成分又熔解，造成合金成分含量偏高，引起產品質量波動。而且上述熔煉過程還存在多方面的問題：使用鋁錠做為原料來熔煉合金，熔化鋁錠的能源消耗較大，導致生產成本較高；傳統的熔煉流程較長，存在多次轉爐和升溫，熱量損耗大，能源消耗高；而且單爐的熔煉時間長，導致生產效率低；需要經過多次攪拌熔煉，金屬損耗較高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有具有工藝流程短、能耗低、金屬收率和熔煉效率高、產品質量好的鋁硅系合金高效節(jié)能熔煉方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現的：包括熔煉、精煉、靜置步驟，具體步驟如下：

A、熔煉：在熔煉前，向經預熱或熔煉結束后的節(jié)能熔煉爐中加入鈦劑于加料包內，同時預加總量90%的金屬硅或中間合金；或者在熔煉時，向經預熱或熔煉結束后的節(jié)能熔煉爐中加入原鋁液，同時在加料包內加入鈦劑；在原鋁液進了一半后，加入余量金屬硅或中間合金，維持鋁液溫度在720~750℃且開啟電磁攪拌；攪拌結束后加入易熔的熔煉添加劑并攪拌均勻；

B、精煉：向節(jié)能熔煉爐的鋁液中加入鋁熔體用粉末精煉劑并通入氮氣，經除渣、除氣，獲得純潔度較高的鋁熔體；

C、靜置：將精練后的鋁熔體靜置，然后鑄造成錠，得到鋁硅系合金。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明針對傳統熔煉存在流程長、升溫次數多、熔煉時間長、金屬損耗大、安全隱患大等問題，通過采用節(jié)能熔煉爐，結合熔煉、精煉、靜置的工藝優(yōu)化，開發(fā)出“一爐三段”鋁硅系合金的短流程快速熔煉工藝；相比傳統工藝具有工藝流程短、可節(jié)省設備投資并能減少維護成本和人工，還能實現鋁硅系合金的均勻化和細晶化，提高了最終合金的質量；而且還能減少轉爐次數，降低熔體在轉爐過程中的吸氣造渣，從而較少金屬的損耗并提升產品質量和熔煉效率。