铝及铝合金熔炼用覆盖剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金领域，涉及一种铝及铝合金熔炼用覆盖剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铝性质很活泼。铝液或铝合金液在电解、熔炼、转送过程中容易吸收气体形成夹渣、氧化膜、气孔、疏松等其他缺陷，从而降低铝液或者铝合金液的纯度，降低产品的纯度、腐蚀性能等产品质量，同时也影响铝及铝合金的加工工艺性能。因此，铝及铝合金在熔炼过程中需要使用覆盖剂来防止金属熔体的氧化烧损和吸气，提高铝或者铝合金的纯度及产品质量。
[0003]目前对覆盖剂的研究较少，且存在以下主要问题:1、覆盖剂不能产生保护性气体对铝熔体(即为铝液或者铝合金液)进行主动保护。2、覆盖剂不能在铝液或者铝合金液表面形成很致密的保护膜，因此保护效果不好。3、覆盖剂除水不彻底，覆盖剂中的水分容易与铝反应导致铝液中气体含量增加，4、目前覆盖剂一般都不具备除渣能力。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种提高铝或者铝合金的纯度及产品质量的铝及铝合金熔炼用覆盖剂及其制备方法。
[0005]一种铝及铝合金熔炼用覆盖剂，按质量百分比计，包括以下组分:总量30-65%的KCl和MgCl2、15-55 %的NaCl、2-20 %的CaF2、5-20 %的六氟铝酸盐以及2-10 %的六氟硅酸土卜
ΠΤΤ.0
[0006]上述铝及铝合金熔炼用覆盖剂，在铝熔体(即包括铝液或者铝合金液)上覆盖效果好，有效地避免了铝熔体的氧化及对气体的吸收；覆盖剂与温度较高的铝熔体接触时产生保护性气体，有效地将铝及铝合金熔体与空气、氢气隔绝，防止其氧化或起泡，能够除气除渣；六氟铝酸盐能够减缓保护性气体的产生速度，有利于保护性气体的长时间产生，使得保护性气体的保护时间延长，同时六氟铝酸盐能溶解氧化铝等夹杂物，净化铝液或者铝合金液。因而上述铝及铝合金熔炼用覆盖剂能提高熔炼铝或铝合金的收率和纯度，进而提高产品质量和经济效益。
[0007]在其中一个实施例中，所述六氟硅酸盐为Na2SiFjP K2SiF6中的一种或两种。
[0008]在其中一个实施例中，所述六氟铝酸盐为K3A1F#P Na3AlF6中的一种或两种。
[0009]在其中一个实施例中，按质量百分比计，包括以下组分:总量55%的KCl和MgCl2、20 % 的 NaCl、5 % 的 CaF2' 15 % 的 K3AlF6 以及 5 % 的 Na 2SiF6。
[0010]一种铝及铝合金熔炼用覆盖剂的制备方法，包括以下步骤:
[0011]制备混合物A和混合物B，其中，按在铝及铝合金熔炼用覆盖剂中的质量百分比计，所述混合物A包括总量30-65 %的KCl和MgCl2、15-55 %的NaCl以及2-20 %的CaF2,所述混合物B包括5-20%的六氟铝酸盐以及2-10%的六氟硅酸盐；
[0012]将所述混合物A和所述混合物B混匀，得到所述铝及铝合金熔炼用覆盖剂。
[0013]在其中一个实施例中，所述六氟硅酸盐为Na2SiF#P K2SiF6中的一种或两种。
[0014]在其中一个实施例中，所述六氟铝酸盐为K3A1F#P Na3AlF6中的一种或两种。
[0015]在其中一个实施例中，按在铝及铝合金熔炼用覆盖剂中的质量百分比计，所述混合物A包括总量55 %的KCl和MgCl2、20 %的NaCl以及5 %的CaF2,所述混合物B包括15 %的 K3AlF6以及 5% 的 Na 2SiF6。
[0016]在其中一个实施例中，所述制备混合物A的步骤具体为:将总量30-65%的KCl和MgCl2,15-55 %的NaCl以及2_20 %的CaF2混合，熔化彻底除去水分，冷却粉碎得到所述混合物A。
[0017]在其中一个实施例中，制备所述混合物B的原料为含有吸附水或结晶水的六氟铝酸盐或/和六氟硅酸盐，所述制备混合物B的步骤具体为:将含有吸附水或/和结晶水的六氟铝酸盐和六氟硅酸盐混合，熔化彻底除去水分，冷却粉碎得到所述混合物B。
【附图说明】
[0018]图1为一实施方式的铝及铝合金熔炼用覆盖剂的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0020]一实施方式的铝及铝合金熔炼用覆盖剂，按质量百分比计，包括以下组分:总量30-65 % 的 KCl 和 MgCl2、15-55 % 的 NaCl、2-20 % 的 CaF2、5-20 % 的六氟铝酸盐以及 2-10 %的六氟硅酸盐。
[0021]其中，KCl、MgCl2、NaCl和CaFjg够形成熔点低(700°C )，表面张力很小的多元相，
使覆盖剂在铝熔体上覆盖效果好，有效地避免了铝熔体的氧化及对气体的吸收。
[0022]其中，六氟硅酸盐在温度高于300°C时发生高温分解，产生氟化硅气体。铝及铝合金的熔炼的温度在300°C以上，因此上述覆盖剂与温度较高的铝熔体接触时，六氟硅酸盐产生氟化硅气体，氟化硅气体作为保护性气体有效地将铝及铝合金熔体与空气、氢气隔绝，防止其氧化或起泡，因而能够除气除渣。
[0023]优选的，KCl和1%(:12的总量中，KCl和MgCl 2的摩尔比为1:1。其中，KCl和MgCl 2可由原料光卤石提供，光卤石的成分为钾、镁的卤化物矿物，化学式为KCl.MgCl2.6H20。
[0024]优选的，六氟硅酸盐为Na2SiF#PK2SiF6中的一种或两种。更优选的，六氟硅酸盐为Na2SiF6。其中，六氟硅酸盐可由原料钾冰晶石和钠冰晶石中的一种或两种提供。
[0025]其中，六氟铝酸盐能够减缓六氟硅酸盐产生保护性气体的产生速度，有利于保护性气体的长时间产生，使得保护性气体的保护时间延长，同时六氟铝酸盐能溶解氧化铝等夹杂物。
[0026]优选的，六氟铝酸盐为K3AlF6 (钾冰晶石的主要成分)和Na3AlF6 (钠冰晶石的主要成分)中的一种或两种。更优选的，六氟铝酸盐为k3aif6。
[0027]优选的，铝及铝合金熔炼用覆盖剂，按质量百分比计，包括以下组分:总量55%的KCl 和 MgCl2' 20 % 的 NaCl、5 % 的 CaF2、15 % 的 K3AlF6 以及 5 % 的 Na 2SiF6。
[0028]上述铝及铝合金熔炼用覆盖剂，在铝熔体上覆盖效果好，有效地避免了铝熔体的氧化及对气体的吸收；覆盖剂与温度较高的铝熔体接触时产生保护性气体，有效地将铝及铝合金熔体与空气、氢气隔绝，防止其氧化或起泡，能够除气除渣；六氟铝酸盐能够减缓保护性气体的产生速度，有利于保护性气体的长时间产生，使得保护性气体的保护时间延长，同时六氟铝酸盐能溶解氧化铝等夹杂物，净化铝液或铝合金液。因而上述铝及铝合金熔炼用覆盖剂能提高熔炼铝或铝合金的收率和纯度，进而提高产品质量和经济效益。
[0029]参照图1，本发明还提供了一实施方式的铝及铝合金熔炼用覆盖剂的制备方法，包括以下步骤:
[0030]步骤SlOO:制备混合物A，其中，按在铝及铝合金熔炼用覆盖剂中的质量百分比计，混合物A包括总量30-65%的KCl和MgCl2、15-55%的NaCl以及2-20%的CaF2。
[0031]在其中一个实施例中，步骤SlOO具体为:将总量30-65%的KCl和MgCl2、15-55%的NaCl以及2-20%的CaF2混合，熔化，彻底除去水分，冷却粉碎得到混合物A。
[0032]优选的，KCl和1%(:12的总量中，KCl和MgCl 2的摩尔比为1:1。其中，KCl和MgCl 2可由原料光卤石提供，光卤石的成分为钾、镁的卤化物矿物，化学式为KCl.MgCl2.6H20。
[0033]KC1、MgCl2, NaCl和CaF2料完全熔化，形成熔点低(700°C )，表面张力很小的多元相，从而使覆盖剂在铝熔体上覆盖效果好，有效地避免了铝熔体的氧化及对气体的吸收；且KCUMgCl2,NaCl和CaF2经过高温熔化除水彻底，不会因为覆盖剂中带入水分而使得铝熔体中气体含量增加。
[0034]优选的，按在铝及铝合金熔炼用覆盖剂中的质量百分比计，混合物A包括总量55%的 KCl 和 MgCl2、20%的 NaCl 以及 5%的 CaF2。
[0035]优选的，在制备混合物A的步骤中，熔化彻底除去水分的条件为于700-900°C下保温0.5-2小时。
[0036]更优选的，保温的温度为800°C，保温时间为I小时。
[0037]优选的，加热至700-900°C的升温速率为2_5°C /min。
[0038]步骤S200:制备混合物B，其中，按在铝及铝合金熔炼用覆盖剂中的质量百分比计，混合物B包括5-20%的六氟铝酸盐以及2-10%的六氟娃酸盐。
[0039]其中，制备混合物B的原料可为不含有吸附水及结晶水的六氟铝酸盐和六氟硅酸盐，也可为含有吸附水或结晶水的六氟铝酸盐和六氟硅酸盐。
[0040]在其中一个实施例中，制备混合物B的原料为含有吸附水或/和结晶水的六氟铝酸盐或/和六氟硅酸盐，步骤S200具体为:将含有吸附水或/和结晶水的六氟铝酸盐和六氟硅酸盐混合，熔化彻底除去水分，冷却粉碎得到混合物B，其中，按在铝及铝合金熔炼用覆盖剂中的质量百分比计，混合物B包括5-20%的六氟铝酸盐以及2-10%的六氟硅酸盐。
[0041]将氟铝酸盐和六氟硅酸盐混合熔化，有利于氟铝酸盐和六氟硅酸盐的充分混合，从而使六氟铝酸盐能更好地减缓保护性气体的产生速度，有利于保护性气体的长时间产生，促进保护性气体的保护时间延长。
[0042]优选的，六氟硅酸盐为Na2SiFjP K2SiF6中的一种或两种。可以理解，六氟硅酸盐可由原料钟冰晶石和纳冰晶石中的一种或两种提供。
[0043]更优选的，六氟娃酸盐为Na2SiF6。
[0044]优选的，六氟铝酸盐SK3AlFf^P Na3AlF6中的一种或两种。更优选的，六氟铝酸盐为 K3AlF60
[0045]优选的，按在铝及铝合金熔炼用覆盖剂中的质量百分比计，混合物B包括15%的K3AlF6以及 5%的 Na2SiF6。
[0046]优选的，在制备混合物A的步骤中，熔化彻底除去水分的条件为于200-300°C下保温1-4小时，以充分除去覆盖剂中的水分和结晶水，以免水分与铝液发生反应导致铝液中气体含量增加。考虑到六氟硅酸盐的分解温度为300°C以上，而混合物A的熔化温度较高，因此将混合物A和混合物B分开制备。
[0047]更优选的，保温的温度为300°C，保温的