一种铝合金打渣剂及其制备方法与流程

文档序号:36815629发布日期:2024-01-26 16:20阅读:32来源:国知局

本发明涉及铝熔体熔炼,具体而言,涉及一种铝合金打渣剂及其制备方法。


背景技术:

1、由于铝及其合金在熔炼过程中不可避免地发生氧化吸气并产生夹渣,存在的氧化夹杂物和氢等污染物,影响熔体纯度。夹杂和氢气的含量是衡量铝材料冶金品质的关键指标,如果不能在熔炼过程中对其进行有效地清除,将会造成夹渣、气孔、疏松等一系列缺陷,夹杂的铝基体之间将会出现明显的断裂层,严重导致铝合金基体组织不连续,直接影响铝及铝合金材料加工工艺性能。去除铝液中的气体和夹杂物,提高铝熔体的纯度,改善铝合金的冶金质量,是铝及铝合金熔体处理的关键。

2、目前市场上打渣剂较多的是粉末状,在使用过程中易造成堵管现象,严重影响生产进度,无形增加工人劳动强度和生产成本;粉末状打渣剂因各添加组分粒度不均匀,在生产过程中容易出现成分偏析现象,导致使用效果差异大;多数打渣剂熔点高,要求使用温度700~750℃,满足不了目前低温熔炼要求(熔炼工艺温度控制在640-700℃)。另外,目前市场上的新型打渣精炼一体熔剂,因其制备成分更注重精炼效果,导致除渣成分偏少,铝渣分离效果差,需要多次精炼除渣,污染熔体、价格较高,金属损失大,工人劳动强度大。

3、同时,电解铝生产过程电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣(大修渣),根据目前电解铝生产情况,每生产一吨铝将产生大修渣20kg,仅云南省年生产电解铝大修渣基本达到16.52万吨,直接作为废弃物不仅会对周边环境及人身安全产生严重的影响,而且造成资源浪费;因此大修渣的处理一直是电解铝行业的一大难题。如何充分利用大修渣副产物,提高其经济价值,是当前的一大难题。


技术实现思路

1、为了解决铝熔体熔炼过程中易堵管,使用效果差异大,熔点偏高等问题,更好的处置大修渣无害化资源化利用项目副产物芒硝,充分利用资源和降低工人劳动强度,研制一种使用大修渣副产物的铝合金颗粒状打渣剂及其制备方法,该打渣剂在充分使用芒硝的同时,能适应当前低温熔炼需求,高效去除铝熔体中的夹杂物,解决喷粉堵管问题,降低劳动强度、减少生产成本、减少金属损失,提高产品质量。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现:

3、一种铝合金打渣剂,包括下列质量份数的原料:芒硝20-40份、氯化钠20-60份、氟硅酸钾10-30份、硝酸钾10-30份、氟化钙4-12份、硼包被氟铝酸钠5-10份;所述硼包被氟铝酸钠为经硼酸包覆氟铝酸钠所得。

4、一种铝合金打渣剂的制备方法,包括以下步骤:

5、s1、将硝酸钾粉末原料干燥一段时间,控制水分含量<0.5%;

6、s2、将芒硝、氯化钠、氟硅酸钾、氟化钙、硼包被氟铝酸钠混合均匀,加热至熔化,搅拌均匀后,迅速使其凝固,待凝固体温度降至95-105℃后,进行破碎,筛分;

7、s3、将s1及s2中处理后得到的原料混合均匀,然后进行造粒,筛分,得到的成品颗粒即为铝合金打渣剂。

8、本发明还涉及上述打渣剂在铝及铝合金熔炼工序中的应用;使用时将一定量的打渣剂放入喷粉罐中密封,通入氩气,经过不锈钢熔炼管均匀的喷入铝熔体,充分与熔体中的渣反应,铝渣迅速剥离,渣中无残余金属,降低金属损耗的作用。

9、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果:

10、1、本发明在有效利用副产资源电解铝大修渣的同时充分使用芒硝,使得资源得以有效利用且降低了副产物的处置成本和原料采购成本;能适应当前低温熔炼需求,高效去除铝熔体中的夹杂物,解决喷粉堵管问题,降低劳动强度、减少生产成本、减少金属损失,提高产品质量。

11、2、本发明利用氟硅酸钾、硝酸钾协同作为发热剂,可提高铝熔体温度,加快反应速度,降低能耗;硝酸钾、芒硝、氟硅酸钾配合高温下可放出部分气体,吸附铝熔体中的夹杂物并上浮,实现物理除杂;氯化钠和硝酸钾配合可提高夹杂物在铝熔体中的流动性,使其快速上浮或下沉;氟硅酸钾、硝酸钾和氟化钙协同配合可降低夹杂物和铝液的润湿性,使夹杂物快速从铝液中剥离出来,硼包被氟铝酸钠可以更高效地吸附浮渣并形成固体夹杂物,促使铝渣与铝液有效分离,然后在前述其他组分的配合作用下,提高夹杂物在铝熔体中的流动性,使夹杂物快速从铝液中剥离出来。

12、3、本发明通过熔融的方式生产打渣剂,打渣剂成分均匀,熔点低至600℃,使用效果稳定,易分解;使用过程喷粉堵管率为0,喷粉效率高;除渣效果明显,渣中铝含量小于2%,除渣率≥98.5%。



技术特征:

1.一种铝合金打渣剂,其特征在于,包括下列质量份数的原料:芒硝20-40份、氯化钠20-60份、氟硅酸钾10-30份、硝酸钾10-30份、氟化钙4-12份、硼包被氟铝酸钠5-10份;所述硼包被氟铝酸钠为经硼酸包覆氟铝酸钠所得。

2.根据权利要求1所述的铝合金打渣剂,其特征在于,包括下列质量份数的原料:芒硝25-35份、氯化钠30-55份、氟硅酸钾15-25份、硝酸钾15-30份、氟化钙5-10份、硼包被氟铝酸钠5-10份。

3.根据权利要求2所述的铝合金打渣剂,其特征在于,包括下列质量份数的原料:芒硝30份、氯化钠45份、氟硅酸钾20份、硝酸钾20份、氟化钙8份、硼包被氟铝酸钠8份。

4.根据权利要求1-3任一项所述的铝合金打渣剂,其特征在于,所述硼包被氟铝酸钠的制备方法为:将硼酸与氟铝酸钠混合,然后加入盐酸多巴胺溶液,并进行超声搅拌,经离心分离后得到硼包被氟铝酸钠。

5.根据权利要求4所述的铝合金打渣剂,其特征在于,所述硼酸、氟铝酸钠及盐酸多巴胺溶液的质量比为2-5:1:5-10。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的铝合金打渣剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的铝合金打渣剂的制备方法,其特征在于,s1中,干燥时于100-150℃下,恒温干燥1-2h。

8.根据权利要求6所述的铝合金打渣剂的制备方法,其特征在于,s2中,熔化时温度为700-750℃,破碎时温度为90-110℃,筛分粒径为1mm及以下。

9.根据权利要求6所述的铝合金打渣剂的制备方法,其特征在于,s3中,筛分粒径为1-3mm。


技术总结
本发明提供了一种铝合金打渣剂,包括下列质量份数的原料:芒硝20‑40份、氯化钠20‑60份、氟硅酸钾10‑30份、硝酸钾10‑30份、氟化钙4‑12份、硼包被氟铝酸钠5‑10份;其制备方法,包括以下步骤:S1、将硝酸钾粉末原料干燥一段时间,控制水分含量<0.5%;S2、将芒硝、氯化钠、氟硅酸钾、氟化钙、硼包被氟铝酸钠混合均匀,加热至熔化,搅拌均匀后,迅速使其凝固,待凝固体温度降至95‑105℃后,进行破碎,筛分;S3、将S1及S2中处理后得到的原料混合均匀,然后进行造粒,筛分,得到的成品颗粒即为铝合金打渣剂;所得打渣剂能适应低温熔炼需求,高效去除铝熔体中的夹杂物,解决喷粉堵管问题,降低劳动强度、减少生产成本、减少金属损失,提高产品质量。

技术研发人员:杨映权,赵艳波,王震,张斌,邬建鹏,肖明富,杨明,程伟,李家奇,李进平,赵卫春,龙吉鸿,代旺龙,杨发达,季晓飞
受保护的技术使用者:云南铝业股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/25
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