专利名称：高纯铝锆中间合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及铝锆中间合金技术领域，是一种高纯铝锆中间合金的制备方法。
背景技术：
目前我国高纯度铝中间合金锭化学成份执行HB5371-1987标准，其中规定的铝锆中间合金Zr含量为3 5%，主要杂质元素含量要求如下Si ( O. 05%, Fe ( O. 05%, Mg ( O. 05%，其它单个彡O. 05%，其它总和彡O. 15%。高纯铝合金生产要求杂质元素越低越好，故此，对使用的高纯铝中间合金也提出了较高的要求，高纯铝中间合金中杂质元素含量越低越好。
已公布的生产方法采用对掺法，采用原料为锆剂和电解铝，在普通熔炉内进行熔化并保温足够时间和采用机械、电磁或人工搅拌后，铸入模中。利用此方法生产的铝锆中间合金存在较大的成份偏析，微量杂质元素含量高等缺点。
公开号为CN101550508A的中国专利文献公开了一种铝锆合金及其制备方法，其采用主要原料为铝含量为99. 97 99. 99%的原铝液及锆含量为99 99. 9%的海绵锆，熔炼过程使用铝熔体精炼剂、铝熔体覆盖剂，最终生产的铝锆中间合金化学成份中杂质元素无法满足HB5371-1987标准要求；在高纯铝合金实际生产中使用该方法生产的铝锆中间合金，高纯铝合金化学成份与设计要求偏差较大，杂质元素含量及Zr元素含量无法满足设计要求；利用已公布的生产方法生产的铝锆中间合金存在较大的成份偏析，微量杂质元素含量高等缺点，在高纯铝合金生产中使用，配料不能达到设计要求，导致高纯铝合金整炉报废。发明内容
本发明提供了一种高纯铝锆中间合金的制备方法，克服了上述现有技术之不足， 其通过原料控制、生产工艺改进，制备出杂质元素含量极低、主元素含量均匀的高纯铝锆中间合金。其生产的高纯铝锆中间合金杂质元素含量均不大于O. 05%，主元素Zr含量为3至5%。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的一种高纯铝锆中间合金的制备方法，其按以下步骤进行采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂、将A199. 99以上等级牌号高纯铝液为原料，熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高纯铝锆中间合金；其中，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为10 NL/min至 35NL/min，气体压力为O.1 MPa至O. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至6kg，生产过程温度控制在900°C至950°C之间，在熔铝表面撒入1_至3_铝熔体用覆盖剂。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进上述熔炼设备采用中频感应炉，添加锆剂的方式为分3批至5批加入，并搅拌至锆剂完全熔化。
上述高纯铝锆中间合金的制备方法按以下步骤进行将A199. 99以上等级牌号高纯铝液在中频感应炉中升温到800°C至850°C时，撒入Imm至3_厚度的钾或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到850°C至950°C时，按铝熔体重量的13%至15%的比例分3批至5批加入锆剂，该锆剂采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂，并搅拌至锆剂完全熔化，使用喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣5分钟至20分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为O.1 MPa至O.3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至6kg，精炼完毕，持续搅拌升温到900°C至 950°C后取样、铸锭得到高纯铝锆中间合金。
本发明所得高纯铝锆中间合金的杂质元素含量均不大于O. 05%，杂质元素含量极低，主元素偏析程度小，主元素Zr含量为3至5%，含量均匀。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述实施例1，该高纯铝锆中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂、将A199. 99以上等级牌号高纯铝液为原料，熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得 到高纯铝锆中间合金；其中，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为O.1 MPa至O. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至6kg，生产过程温度控制在 900°C至950°C之间，在熔铝表面撒入Imm至3mm铝熔体用覆盖剂。
实施例2，该高纯铝锆中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂、将A199. 99以上等级牌号高纯铝液为原料，熔炼过程通过喷粉精炼机得到高纯铝锆中间合金；其中，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为10 NL/min，气体压力为O.1 MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg，生产过程温度控制在900°C之间，在熔铝表面撒入Imm铝熔体用覆盖剂。
实施例3，该高纯铝锆中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂、将A199. 99以上等级牌号高纯铝液为原料，熔炼过程通过喷粉精炼机得到高纯铝锆中间合金；其中，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为35NL/min，气体压力为O. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用6kg，生产过程温度控制在950°C之间，在熔铝表面撒入3mm铝熔体用覆盖剂。
实施例4，与实施例1至实施例3的不同之处在于实施例4熔炼设备采用中频感应炉，熔炼设备采用中频感应炉，添加锆剂的方式为分3批至5批加入，并搅拌至锆剂完全熔化。
实施例5，与实施例4的不同之处在于实施例5熔炼设备采用中频感应炉，熔炼设备采用中频感应炉，添加锆剂的方式为分3批加入，并搅拌至锆剂完全熔化。
实施例6，与实施例4的不同之处在于实施例6熔炼设备采用中频感应炉，熔炼设备采用中频感应炉，添加锆剂的方式为分5批加入，并搅拌至锆剂完全熔化。
实施例7，该高纯铝锆中间合金的制备方法按以下步骤进行将A199. 99以上等级牌号高纯铝液在中频感应炉中升温到800°C至850°C时，撒入Imm至3_厚度的钾或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到850°C至950°C时，按铝熔体重量的13%至15%的比例分3批至5批加入锆剂，该锆剂采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂，并搅拌至锆剂完全熔化，使用喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣5分钟至20分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为O.1 MPa 至O. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至6kg，精炼完毕，持续搅拌升温到900°C 至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锆中间合金。
实施例8，该高纯铝锆中间合金的制备方法按以下步骤进行将A199. ·99以上等级牌号高纯铝液在中频感应炉中升温到800°C时，撒入Imm厚度的钾或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到850°C时，按铝熔体重量的13%的比例分3批加入锆剂，该锆剂采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂，并搅拌至锆剂完全熔化，使用喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣5分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min，气体压力为O.1 MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg，精炼完毕，持续搅拌升温到900°C后取样、铸锭得到高纯铝锆中间合金。
实施例9，该高纯铝锆中间合金的制备方法按以下步骤进行将A199. 99以上等级牌号高纯铝液在中频感应炉中升温到850°C时，撒入3_厚度的钾或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到950°C时，按铝熔体重量的15%的比例分5批加入锆剂，该锆剂采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂，并搅拌至锆剂完全熔化，使用喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣20分钟，氮气或氩气流量为35NL/min，气体压力为O. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用6kg，精炼完毕，持续搅拌升温到950°C后取样、铸锭得到高纯铝锆中间合金。
在本发明中百分比％都为重量百分比。
在本发明中铝熔体用覆盖剂和铝熔体用精炼剂都采用现有公知或/和市售的产品O
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
上述实施例1至实施例9按下述表炉次所得高纯铝锆中间合金经过检测，其平均成份如下表I所示。
通过以上1、2、3、4炉次试验数据表明，使用本发明生产的高纯铝锆中间合金杂质元素含量均不大于O. 05%，杂质元素含量极低；通过对第四炉次炉内熔体的上部、中部和下部分别取样化验检测化学成份结果来看，同一炉次炉内铝锆中间合金锆元素化学成份波动在4.0%至4. 1%之间，表明熔体偏析程度非常小。通过使用本发明生产的高纯铝锆中间合金生产高纯招合金，高纯招合金中杂质元素含量及Zr元素含量完全满足设计要求。综上所述，本发明生产的高纯铝锆中间合金杂质元素含量低、主元素偏析程度小，主元素Zr含量为3至5%，含量均匀。
权利要求
1.一种高纯铝锆中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂、将A199. 99以上等级牌号高纯铝液为原料，熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高纯铝锆中间合金；其中，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为O.1 MPa至O. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至6kg，生产过程温度控制在900°C至950°C之间，在熔铝表面撒入1_至3_铝熔体用覆盖剂。
2.根据权利要求1所述的高纯铝锆中间合金的制备方法，其特征在于熔炼设备采用中频感应炉，添加锆剂的方式为分3批至5批加入，并搅拌至锆剂完全熔化。
3.根据权利要求1或2所述的高纯铝锆中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行将A199. 99以上等级牌号高纯铝液在中频感应炉中升温到800°C至850°C时，撒入Imm至3mm厚度的钾或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到850°C至950°C时，按铝熔体重量的13%至15%的比例分3批至5批加入锆剂，该锆剂采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂，并搅拌至锆剂完全熔化，使用喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣5分钟至20分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为O.1 MPa至O. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至6kg，精炼完毕，持续搅拌升温到900°C至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锆中间合金。
全文摘要
本发明涉及铝锆中间合金技术领域，是一种高纯铝锆中间合金的制备方法，其按以下步骤进行采用质量等级为锆含量不小于30%的锆剂、将Al99.99以上等级牌号高纯铝液为原料，熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高纯铝锆中间合金；其中，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为10NL/min至35NL/min，气体压力为0.1MPa至0.3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2kg至6kg，生产过程温度控制在900℃至950℃之间，在熔铝表面撒入1mm至3mm铝熔体用覆盖剂。本发明所得高纯铝锆中间合金的杂质元素含量均不大于0.05%，杂质元素含量极低，主元素Zr含量为3至5%，含量均匀。
文档编号C22C21/00GK102994810SQ20111026669
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者何新光, 李玉梅, 艾买尔依斯义 申请人:新疆众和股份有限公司