专利名称：高纯铝锰中间合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及铝锰中间合金技术领域，是一种高纯铝锰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，其中规定的铝锰中间合金Mn含量为9 11%，主要杂质元素含量要求如下Si彡0. 04%, Fe彡0. 08%, Mg彡0. 05%,其它单个彡0. 05%,其它总和彡0. 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75Mn剂和电解铝，在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锰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CN101509087A的中国专利文献公开了一种铝锰中间合金及其制备方法，其采用主要原料为铝含量为99. 7%至99. 99%的原铝液及锰含量为99. 7%至99. 9%的电解锰，熔炼过程使用铝熔体精炼剂、铝熔体覆盖剂，最终生产的铝锰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锰中间合金，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Mn元素含量无法满足设计要求，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锰中间合金的制备方法，克服了上述现有技术之不足， 其杂质元素含量极低、主元素含量均勻，所得高纯铝锰中间合金杂质元素含量均不大于 0. 01%，主元素Mn含量为9%至11%。本发明的技术方案是通过以下措施来实现的一种高纯铝锰中间合金的制备方法，其按以下步骤进行采用质量等级为DJMnC以上等级牌号的电解锰片、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，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，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0. 1 MPa至0. 3MPa,铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至^g，生产过程温度控制在 800°C至950°C之间，在熔铝表面撒入Imm至3mm的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂。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，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟至50分钟。上述电解锰片大小为10 mm至15mm。上述进行精炼除渣10分钟至15分钟。上述高纯铝锰中间合金的制备方法可按以下步骤进行将A199. 99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至8000C至860°C度时，撒入Imm至3mm厚度的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到860°C至950°C时，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号，该电解锰片大小为10 mm至15mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣10分钟至15分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为0. 1 Mpa至0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至f^kg，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟至50分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至900°C至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。
本发明所得高纯铝锰中间合金杂质元素含量均不大于0. 01%,主元素Mn含量为9% 至11 杂质元素含量极低，主元素偏析程度小，含量均勻，特别能有利于高纯铝合金的生产。
具体实施例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，该高纯铝锰中间合金的制备方法，其按以下步骤进行采用质量等级为 DJMnC以上等级牌号的电解锰片、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，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，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0. 1 MPa至0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至Wcg，生产过程温度控制在800°C至950°C之间，在熔铝表面撒入Imm 至3mm的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂。实施例2，该高纯铝锰中间合金的制备方法，其按以下步骤进行采用质量等级为 DJMnC以上等级牌号的电解锰片、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，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为10 NL/min，气体压力为0. 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800°C，在熔铝表面撒入Imm的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂。实施例3，该高纯铝锰中间合金的制备方法，其按以下步骤进行采用质量等级为 DJMnC以上等级牌号的电解锰片、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，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为35NL/min，气体压力为0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用^g，生产过程温度控制在950°C之间，在熔铝表面撒入3mm的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂。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的熔炼设备采用中频感应炉，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟至50分钟。实施例5，与实施例4的不同之处在于实施例5的熔炼设备采用中频感应炉，按铝熔体重量的9%的比例分3批加入已破碎筛选过的电解锰片，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟。实施例6，与实施例4的不同之处在于实施例6的熔炼设备采用中频感应炉，按铝熔体重量的11%的比例分5批加入已破碎筛选过的电解锰片，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后50分钟。实施例7，与实施例1至实施例6的不同之处在于实施例7的电解锰片大小为10 mm 至 15mm。实施例8，与实施例7的不同之处在于实施例8的电解锰片大小为10 mm或15mm。实施例9，与实施例1至实施例8的不同之处在于实施例9的进行精炼除渣时间为10分钟至15分钟。实施例10，与实施例9的不同之处在于实施例9的进行精炼除渣时间为10分钟或15分钟。实施例11，该高纯铝锰中间合金的制备方法按以下步骤进行将A199.99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至800V至860°C度时，撒入Imm至3mm厚度的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到860°C至950°C时，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号， 该电解锰片大小为10 mm至15mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣10分钟至15分钟， 氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为0. 1 Mpa至0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至^^，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟至50分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至900°C至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。实施例12，该高纯铝锰中间合金的制备方法按以下步骤进行将A199.99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至800°C度时，撒入Imm厚度的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到860°C时，按铝熔体重量的9%的比例分3批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号，该电解锰片大小为10 mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣10分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min，气体压力为0.1 Mpa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至900°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。实施例13，该高纯铝锰中间合金的制备方法按以下步骤进行将A199.99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至860°C度时，撒入3mm厚度的钾盐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11%的比例分5批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号，该电解锰片大小为15mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣15分钟，氮气或氩气流量为35NL/min，气体压力为0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用f5kg，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后50分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。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。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13按下述表炉次所得高纯铝锰中间合金经过检测，其平均成份如下表1所示。通过以上表1中1、2、3、4炉次试验数据表明，使用本发明生产的高纯铝锰中间合金杂质元素含量均不大于0.01%，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，同一炉次炉内铝锰中间合金锰元素化学成份波动在10%至10. 8%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锰中间合金生产高纯铝合金，高纯铝合金中杂质元素含量及Mn元素含量完全满足设计要求。 本发明生产的高纯铝锰中间合金杂质元素含量低、主元素偏析程度小，含量均勻。
权利要求
1.一种高纯铝锰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 DJMnC以上等级牌号的电解锰片、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，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，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0. 1 MPa至0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至^ig,生产过程温度控制在800°C至950°C之间，在熔铝表面撒入Imm 至3mm的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂。
2.根据权利要求1所述的高纯铝锰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，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片， 熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟至50分钟。
3.根据权利要求1或2所述的高纯铝锰中间合金的制备方法，其特征在于电解锰片大小为10 mm至15mm。
4.根据权利要求1或2所述的高纯铝锰中间合金的制备方法，其特征在于进行精炼除渣10分钟至15分钟。
5.根据权利要求3所述的高纯铝锰中间合金的制备方法，其特征在于进行精炼除渣10 分钟至15分钟。
6.根据权利要求1或2所述的高纯铝锰中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行将A199. 99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至800°C至860°C度时，撒入Imm 至3mm厚度的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到860°C至950°C时，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号，该电解锰片大小为10 mm至15mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣10分钟至15分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为0. 1 Mpa 至0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至Wcg，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后20分钟至50分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至90(TC至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。
7.根据权利要求3所述的高纯铝锰中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行将A199. 99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至800°C至860°C度时，撒入Imm至 3mm厚度的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到860°C至950°C时，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号，该电解锰片大小为10 mm至15mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣10分钟至15分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为0. 1 Mpa至 0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至Wcg，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后 20分钟至50分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至900°C至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。
8.根据权利要求4所述的高纯铝锰中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行将A199. 99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至800°C至860°C度时，撒入Imm至 3mm厚度的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到860°C至950°C时，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号，该电解锰片大小为10 mm至15mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣10分钟至15分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为0. 1 Mpa至 0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至Wcg，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后 20分钟至50分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至900°C至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。
9.根据权利要求5所述的高纯铝锰中间合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行将A199. 99以上牌号高纯铝液在中频感应炉中升温至800°C至860°C度时，撒入Imm至 3mm厚度的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂，当铝熔体温度达到860°C至950°C时，按铝熔体重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎筛选过的电解锰片，该电解锰片质量等级为DJMnC以上等级牌号，该电解锰片大小为10 mm至15mm，并持续搅拌，待电解锰片完全熔化，通过喷粉精炼机，以氮气或氩气为载体，将铝熔体用精炼剂均勻喷入熔体中，进行精炼除渣10分钟至15分钟，氮气或氩气流量为10 NL/min至35NL/min，气体压力为0. 1 Mpa至 0. 3MPa，铝熔体用精炼剂用量为每吨铝用2 kg至Wcg，熔炼时间为自电解锰片加入完毕后 20分钟至50分钟，精炼完毕后持续搅拌升温至900°C至950°C后取样、铸锭得到高纯铝锰中间合金。
全文摘要
一种高纯铝锰中间合金的制备方法，其按以下步骤进行采用质量等级为DJMnC以上等级牌号的电解锰片、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，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800℃至950℃之间，在熔铝表面撒入1mm至3mm的钾盐或钠盐的铝熔体用覆盖剂。本发明所得高纯铝锰中间合金杂质元素含量均不大于0.01%，主元素Mn含量为9%至11%,杂质元素含量极低，主元素偏析程度小，含量均匀，特别能有利于高纯铝合金的生产。
文档编号C22C21/00GK102162042SQ20111008051
公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31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