专利名称：一种改善铝产品内部结晶的方法
技术领域：
本发明涉及ー种有色行业中改善产品内部结晶的方法，尤其是涉及ー种改善铝产品内部结晶的方法。
背景技术：
电解原铝是エ业生产的重要原料，Fe、Si是其中的主要杂质元素之一，其存在形态主要有FeAl3' Tl即A12Fe3Si、T2即A19Fe2Si2、游离态Si等，它们固溶在Al基体中形成汉字状α固容体或与Al形成长针状金属间化合物从铝液中析出，Fe、Si元素的含量及析出物的形态、大小、分布对铝产品的力学性能、理化性能都有很大影响。目前因产品内部结晶要求，客户在产品价格同样的情况下，需求内部组织结构更加优良的产品，需要生产厂家在 降低生产成本的同时如何提高产品性能，加入的稀土量要求控制在一定的比例之内，并且此材料价格很昂贵，对生产成本影响很大。但是如何合理添加RE、B改变Fe、Si相的存在形态，提高电エ圆铝杆的性能，又能够降低生产成本是目前为止还没办法解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种エ艺方法独特、エ业纯铝強度和塑性提高均大于常规熔剂处理、提高成品率、节约RE的价值、节约稀土铝锭烧损的价值的ー种改善铝产品内部结晶的方法。本发明通过如下方式实现
ー种改善铝产品内部结晶的方法，其特征是该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T760°C内，将铝液静置20 40分即可；
所述RE元素的加入量为原料重量的O. 03%-0. 30%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中；
所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟；
所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石；
所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C ；
所述原料为A199. 70以上的原铝。本发明有如下效果
Oエ艺方法独特、操作方便本发明提供的方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T760°C内，将铝液静置20 40分即可。
2)变质处理后，晶界出现断续长条相，晶内杂质呈小球状，弥散均匀颁布，经RE处理后的エ业纯铝强度和塑性提高均大于常规熔剂处理加入RE处理前，エ业纯铝中Fe成分为FeAl3, Fe杂质相呈粗大骨骼状；采用本发明提供的方法加入RE处理后，部分以吸附的形式存在于晶界或杂质相表面，浓度偏高，部分进入杂质相内部与Fe、Si元素形成高熔点金属间化合物AlFeSiRE,偏聚于晶界，少量AlFeSiRE分布在晶界内。高熔点金属间化合物的析出和晶界偏聚改变了 Fe、Si原来的固溶存在方式，从而改变了 Fe相的组织形貌。变质处理后，晶界出现断续长条相，晶内杂质呈小球状，弥散均匀颁布。经RE处理后的エ业纯铝强度和塑性提高均大于常规熔剂处理。3)优化技术方案前稀土配料标准为O. 15±0.02%，经试验改进后降低到
O.05±0. 02%,圆铝杆的电性能指标得到提高，物理指标均达到历史最好水平，成品率由92%提闻到96%。4)优化配料指标，考虑到铁、硅、稀土之间最佳用量，经试验稀土用量过高超过
O.08%时，坯料的低倍组织晶粒逐渐粗大，当含量有O. 09%降为O. 05%时，坯料的低倍组织晶粒逐渐细化，稀土配料范围在O. 03%-0. 07%最佳,稀土添加量降低后圆招杆各项指标得到提高，达到了稀土添加剂最有效改善圆铝杆物理及电性能的目的，圆铝杆A4，A6強度、伸率均提高2%，分别达到97Mp、112Mp，13%、9%以上，由于坯料晶粒得到细化，圆铝杆的电阻率也大大降低，平均低于27. 77ηΩ.πι。5)降低RE含量，节约RE的价值本发明提供的方法降低稀土含量后，稀土电エ圆铝杆RE含量在O. 05±0. 02%，每年只需要消耗350吨稀土铝锭，就能够满足稀土电エ圆铝杆的生产エ艺參数要求，850吨可以进行市场销售，降低稀土含量后，按铝锭目前市场售价1. 6万元/吨、公司铝锭生产成本1. 4万元/吨计算，毎年产生增加价值=(I. 6万元/吨-I. 4万元/吨)*850吨=170万元,综合上述,在降低稀土 RE含量后,节约稀土招锭的管理费、储存费、电解稀土铝的加工和铸造过程添加等无用劳动费省略不计的情况下，毎年可为公司节约生产成本=292万元+8. 7万元+170万元=470. 7万元。6)节约稀土铝锭烧损的价值按150KA系列每台电解槽产量计算400吨/年产，降低稀土含量前，需要3台电解槽生产Al-RE稀土铝锭。合计产量1200吨/年产；降低稀土含量后，只需要I台电解槽的产量400吨，就能够满足电エ圆铝杆的配料生产需要，降低稀土含量后，按铝锭目前市场售价I. 6万元/吨、烧损O. 68%计算，节约稀土铝锭烧损的价值=1. 6 万元* (1200 吨-400 吨)*0. 68%=8. 7 万元。7)做为电エ圆铝杆生产企业，如何既提高电エ圆铝杆的性能，又能够少量添加Al-RE中间合金量而降低生产成本，我们对Al-RE合金不同添加量0. 03%,O. 06%,O. 09%、
O.12%、0. 15%、0. 18%、炉前分析报告为依据，对生产A6电エ圆铝杆的性能对比研究。其试验研究结果=Al-RE合金O. 05±0. 02%为最佳添加范围量。比研究试验前的O. 15%，降低了
O.10%。原国际标准RE含量为O. 10-0. 30%,我公司电エ圆铝杆化学成分执行此标准，内控标准2009年修订时，在我们研究的基础上RE含量修改为O. 03%-0. 30%，但大多数厂家依然延用原标准。
具体实施例方式实施例一ー种改善铝产品内部结晶的方法，该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T76(TC内，将铝液静置20 40分即可。所述RE元素的加入量为原料重量的O. 03%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中。所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟。所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石。所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C。所述原料为A199. 70以上的原铝。 实施例ニ ー种改善铝产品内部结晶的方法，该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T76(TC内，将铝液静置20 40分即可。所述RE元素的加入量为原料重量的O. 05%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中。所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟。所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石。所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C。所述原料为A199. 70以上的原铝。实施例三ー种改善铝产品内部结晶的方法，该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T76(TC内，将铝液静置20 40分即可。所述RE元素的加入量为原料重量的O. 09%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中。所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟。所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石。所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C。所述原料为A199. 70以上的原铝。实施例四ー种改善铝产品内部结晶的方法，该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T76(TC内，将铝液静置20 40分即可。所述RE元素的加入量为原料重量的O. 1%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中。所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟。所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石。所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C。所述原料为A199. 70以上的原铝。实施例五ー种改善铝产品内部结晶的方法，该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T76(TC内，将铝液静置20 40分即可。所述RE元素的加入量为原料重量的O. 2%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中。所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟。所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石。所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C。所述原料为A199. 70以上的原铝。实施例六ー种改善铝产品内部结晶的方法，该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T76(TC内，将铝液静置20 40分即可。所述RE元素的加入量为原料重量的O. 3%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中。所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟。所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石。所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C。所述原料为A199. 70以上的原铝。权利要求
1.ー种改善铝产品内部结晶的方法，其特征是该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压カ将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在70(T760°C内，将铝液静置20 40分即可。
2.如权利要求I所述的ー种改善铝产品内部结晶的方法，其特征是所述RE元素的加入量为原料重量的O. 03%-0. 30%，采用Al-RE中间合金的方式加入混合炉中。
3.如权利要求I所述的ー种改善铝产品内部结晶的方法，其特征是所述通入氮气的量为30Nm3/h，氮气压カ为O. 2 O. 4MPa，通入氮气的时间为20 30分钟。
4.如权利要求I所述的ー种改善铝产品内部结晶的方法，其特征是所述粉末精炼剂为铝及铝合金无毒精炼剂，其含量为氯化钠、氯化钾、冰晶石。
5.如权利要求I所述的ー种改善铝产品内部结晶的方法，其特征是所述精炼时间为15 30分钟，精炼的温度范围为73(T750°C。
6.如权利要求I所述的ー种改善铝产品内部结晶的方法，其特征是所述原料为A199. 70以上的原铝。
全文摘要
本发明涉及一种有色行业中改善产品内部结晶的方法，尤其是涉及一种改善铝产品内部结晶的方法，该方法为以原铝为原料，将RE元素加入混合炉中，炉入满料后，将准备好的粉末精炼剂罐通入氮气，通过氮气压力将粉末精炼剂打入铝液中不断地搅动精炼，精炼完后，将铝水搅拌均匀，扒去铝液浮渣，及时调整混合炉温度，使其保持在700~760℃内，将铝液静置20～40分即可；本发明提供一种工艺方法独特、工业纯铝强度和塑性提高均大于常规熔剂处理、提高成品率、节约RE的价值、节约稀土铝锭烧损的价值。
文档编号C22B21/06GK102719684SQ20121023209
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者田永锋, 贺文宏, 郝少文, 陈亮, 韩学义, 韩文建, 马科 申请人:青铜峡铝业股份有限公司