过滤净化铝熔体夹杂物的搅拌活性熔剂

摘要

过滤净化铝熔体夹杂物的搅拌活性熔剂起属于铸造领域,其成份配方重量百分比为:NaCl:30－35%,KCl:30－35%,NaAlF610－18%,NaF5－10%,CaCl24－5%,NaCO∴32－7%,KC030－3%,KBF44－5%。本发明具有实质性的特点和显著的进步,避免夹杂物重新返回到铝熔体中,避免铝熔体与空气中氧和水汽反应而产生二次夹杂物,避免熔融熔剂在搅拌过程与铝熔体反应,能够高效除去铝熔体中有害元素Fe。

说明书

技术领域：本发明涉及的是一种活性熔剂，特别是一种过滤净化铝熔体夹杂物的搅拌活性熔剂，属于铸造领域。

背景技术：铝是一种非常活泼金属，在熔炼过程中容易与水汽反应，生成氢气和氧化夹杂(Al₂O₃)。这些非金属夹杂物对铝制品性能危害很大，因此，铝熔体净化是提高铝材质量的主要途径之一。熔剂法去除夹杂和气体是一种常用的铝熔体净化手段，具有工艺简便、费用低廉等优点，因此，研究开发新型的除气、除杂技术很有必要。工业纯铝中的夹杂物一般含量都在0.1％以上，夹杂物的尺寸大部分都是大于10微米。国际除夹杂物的水平，铝熔体中的夹杂物含量为0.02％，夹杂物的尺寸小于7微米。铝加工业中常用的熔剂成分主要有氯盐、氟盐，缺点是这些熔盐在熔化时与夹杂物的化学反应效率低。经文献检索发现，傅高升等人对使用的活性熔剂组成部分在《中国有色金属学报》Vol.11，No.3 Jun 2000，P433-436作了描述，即包括氯盐、氟盐、碳酸盐、硫酸盐以及少量的助熔剂，该技术缺点是由于硫酸盐是强氧化性熔盐，与铝熔体会发生化学反应，另外，上面所使用的熔剂不能够降低熔剂有害元素Fe。

发明内容和具体实施方式：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种过滤净化铝熔体夹杂物的搅拌活性熔剂，采用搅拌活性熔剂过滤净化铝熔体，用这种新配方的活性熔剂时能够较好地分散铝熔体，并且铝熔体中的夹杂物有较高地机会接触活性熔剂，这种活性熔剂与铝熔体中的主体夹杂物(Al₂O₃)反应而不与铝熔体反应，从而达到高效除杂的目的。使用这种新配方的活性熔剂，在搅拌熔融熔剂条件下过滤净化铝熔体能够达到高效除杂效果，以满足大规模工业生产高质量的铝材。该活性熔剂成份配方重量百分比为：NaCl：30-35％，KCl：30-35％，NaAlF₆l0-18％，NaF5-10％，CaCl₂4-5％，NACO₃2-7％，KCO₃0-3％，KBF₄4-5％。

采用搅拌活性熔剂法过滤铝熔体，在电阻炉内放入两只石墨坩埚：一只坩埚放入活性熔剂；另外一只坩埚工业纯铝，等到铝锭快要融化时再放入熔剂作为覆盖剂，当工业纯铝和熔盐都融化后，将电动搅拌机放入熔剂坩埚里，在搅拌熔剂过程中加入铝熔体，旋转的熔剂把铝熔体分散成细小铝滴，增大了铝熔体与熔剂接触的机会，另外，铝熔体在搅拌过程中被熔剂分散成细小的铝滴，而这些铝滴在旋转熔剂中又会凝并，然后凝并接着又被分散，这样可以使铝熔体中非金属夹杂物有机会分布到铝滴表面上。铝滴处于旋转的熔剂在中，铝滴的表面和熔剂表面不断地被更新，这样能够从新分配铝滴中的夹杂物，从而使那些分布在铝熔体中的夹杂物较高地机会分布在熔剂-铝滴界面上。铝熔体在旋转熔剂中的分散情况主要受搅拌器的转速、熔炼温度、熔剂与铝熔体的粘度以及表面张力的影响。此外，每次增加熔剂过滤净化次数，可以使铝熔体反复不断地被熔剂分散成细小的铝滴，重新出现铝滴与熔剂的界面，这样能使铝熔体中的夹杂物不断地被分布到铝滴表面上，而且附在夹杂物表面上的铝膜容易被活性熔剂冲刷掉，使夹杂物容易进入熔剂中。

本发明具有实质性特点和显著进步，采用搅拌活性熔剂法过滤净化铝熔体，能够充分接触到铝熔体中夹杂物，并且与夹杂物反应，反应产物熔解在熔融熔剂中，避免夹杂物重新返回到铝熔体中，由于铝熔体的密度大于熔剂的密度，铝滴会下沉到熔融熔剂下面，而且熔剂层有足够的厚度避免下面旋转铝熔体翻到上面，这样避免铝熔体与空气中氧和水汽反应而产生二次夹杂物。活性熔剂不含有强氧化性物质(硫酸盐)，从而避免熔融熔剂在搅拌过程与铝熔体反应。在活性熔剂中添加KBF₄在过滤净化铝熔体时，能够高效除去铝熔体中有害元素Fe。

以下结合本发明提供三个实施例：

成分实施例NaCl KCl NaAlF₆ NaF  CaCl₂NaCO₃ KCO₃   KBF₄  含量  (wt％)  1  35  35  10  7   4   2   3    4  2  30  30  18  10   4.5   2   1    4.5  3  32.5  32.5  13  5   5   7   0    5

过滤一次熔剂用量为300g，每一次过滤都是使用新的熔剂，铝锭用量为900g。三个实施例分别获得除杂的效果如下表：

实施例过滤温度℃过滤次数熔剂用量转速除杂效率(％)    1  720  2  600 500    85    2  720  2  600 500    83    3  720  2  600 500    84