用于电渣精炼去除铝合金中杂质铁的渣料

摘要

一种金属材料技术领域的用于电渣精炼去除铝合金中杂质铁的渣料，所述渣料为下列组合物中的一种，所述组合物中的百分数均为重量百分数：5～10％MgF

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料技术领域的渣料，具体是一种用于电渣精炼去除铝合金中杂质铁的渣料。

背景技术

铝合金具有重量轻、比强度高、塑型性好、耐腐蚀、易回收等一系列优点，被广泛应用于建筑、交通、航空航天和石油化工等各个行业。近年来，随着铝合金用量的不断增加，对其性能的要求也越来越高。通常人们通过热处理、合金化等方法来提高铝材性能，但是这些方法所能够提高铝材性能的幅度有限，其主要原因是受到初始铝材的性能指标限制，因此进一步提高初始铝材的性能指标，除去有害杂质的影响也就成为一大难题。其中铝合金中的杂质元素铁无论是对铸造铝合金或变形铝合金，它的危害性都是众所周知的。铝合金中的铁元素主要来自于炼铝的工业过程，以及工业熔炼和铸造过程中的铁制工具，另外，废铝的回收利用也是铁元素污染的一个重要来源。这些铁元素常与铝合金中的其它元素生成Al₃Fe、β-Al₅FeSi、Al₁₂Fe₃Si、Al₉Fe₂Si₂等富铁相，这些相对铝基体有严重的割裂作用，从而大大降低了铝合金的性能。目前，用于去除铝合金中杂质铁的方法主要有重力沉降法、离心去除法、电磁分离法等。不管是重力沉降法、离心去除法还是电磁分离法，都是通过向铝熔体中加入合金元素(Mn、Cr等)形成熔点较高的富铁相，利用富铁相与铝熔体之间存在的密度差和电导率差，使富铁相在重力、离心力或电磁力的作用下与铝熔体分离、聚集从而除去。但这些方法的使用受临界铁含量、合金元素的加入量、处理温度、静置时间等因素的影响较大，工艺复杂，另外加入的合金元素本身也是一种杂质，如果过量也会大大降低合金的性能。因此，现有的除铁法已经不能适应工业发展的要求，急需一种有效的除铁方法来弥补这一缺陷，从根本上解决铝合金中杂质铁带来的问题。

经对现有技术的文献检索发现，李天晓等在《上海交通大学学报》(2001年，第5期，第664～667页)上发表的“电磁分离降低铝硅合金中铁含量”，该文中提出将Mn加入到铝熔体中，把富铁相由针状β相变成块状或汉字状的α相，然后利用电磁场分离的方法去除铝熔体中的初生富铁相，经过两次电磁分离处理后，Fe含量从1.13％降低到0.41％。但该方法工艺复杂，去除效果不均匀，去除后的Fe含量依然很高，并且在除去Fe元素时又引入了对铝熔体有害的元素Mn。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于电渣精炼去除铝合金中杂质铁的渣料。本发明的渣料可有效地降低铝合金中的杂质铁元素的含量。

本发明是通过以下技术方案实现的，

本发明为下列组合物中的一种：

5～10％MgF₂+40～50％MgCl₂+30～40％KCl+10～25％AlP，

5～10％MgF₂+40～50％MgCl₂+30～40％KCl+10～25％AlPO₄，

70～90％Na₃AlF₆+10～30％AlP，

70～90％Na₃AlF₆+10～30％AlP0₄；

所述组合物中的百分数均为重量百分数。

本发明的渣料用于电渣精炼，所述渣料，加入前烘烤至无水分和结晶水；所述渣料的加入量为自耗电极棒重量的5～15％。在铝合金熔化后通过熔融的渣池，铝熔体中的杂质铁元素与电渣液中的熔剂发生反应进入熔渣中，从而除去铝合金中的杂质铁。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：利用本发明的渣料进行重熔，可使铝合金中的铁含量降低30％～50％，有效地降低了铝合金中的杂质铁元素，同时不会引入其他有害的杂质元素。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。除非特别说明，否则实施例中的百分数均为重量百分数。

实施例1

将含铁量为0.43％的铝合金按照要求浇注成圆柱形自耗电极棒，直径为0.4～0.7倍结晶器内径，长度为13～2倍结晶器高度；然后把铝合金自耗电极棒放入电渣炉内，加入渣料：10％MgF₂+40％MgCl₂+40％KCl+10％AlP，加入渣料的量为自耗电极棒重量的5％；渣料加入前400℃烘烤不少于6小时，使其不含水分及结晶水；

在重熔电流为500～600A，电压为60V的条件下进行电渣重熔，铝合金自耗电极棒逐渐熔化，金属熔滴在通过熔融的渣池过程中，高温熔体得到净化，最后高温熔体进入到结晶器中的凝固区，在强制水冷的条件下进行凝固，熔炼完成后，切断电源，电渣铝合金锭在结晶器内自然冷却。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.30％。

实施例2

本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为：5％MgF₂+40％MgCl₂+35％KCl+20％AlP，加入渣料的量为自耗电极棒重量的10％；重熔电流为800～900A，电压为40V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.23％。

实施例3

本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为：5％MgF₂+40％MgCl₂+30％KCl+25％AlP，加入渣料的量为自耗电极棒重量的15％；重熔电流为500～600A，电压为60V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.28％。

实施例4

本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为：采用5％MgF₂+50％MgCl₂+30％KCl+15％AlP，加入渣料的量为自耗电极棒重量的20％；重熔电流为500～600A，电压为60V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.31％。

实施例5

本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为：5％MgF₂+40％MgCl₂+30％KCl+25％AlPO₄；加入渣料的量为自耗电极棒重量的5％；重熔电流为600～700A，电压为50V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.28％。

实施例6

本实施例与实施例5区别之处在于，采用的渣料为：5％MgF₂+40％MgCl₂+40％KCl+15％AlPO₄，加入渣料的量为自耗电极棒重量的10％；重熔电流为600～700A，电压为50V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.21％。

实施例7

本实施例与实施例5区别之处在于，采用的渣料为：10％MgF₂+50％MgCl₂+30％KCl+10％AlPO₄，加入渣料的量为自耗电极棒重量的15％；重熔电流为800～900A，电压为45V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.25％。

实施例8

本实施例与实施例1区别之处在于，铝合金的含铁量为0.40％；采用的渣料为：80％Na₃AlF₆+20％AlP；加入渣料的量为自耗电极棒重量的5％；重熔电流为900～1000A，电压为40V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.22％。

实施例9

本实施例与实施例8区别之处在于，采用的渣料为：70％Na₃AlF₆+30％AlP；加入渣料的量为自耗电极棒重量的10％；重熔电流为900～1000A，电压为40V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.26％。

实施例10

本实施例与实施例8区别之处在于，采用的渣料为：90％Na₃AlF₆+10％AlP；加入渣料的量为自耗电极棒重量的15％；重熔电流为800～9000A，电压为45V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.25％。

实施例11

本实施例与实施例8区别之处在于，采用的渣料为：70％Na₃AlF₆+30％AlPO₄；加入渣料的量为自耗电极棒重量的10％；重熔电流为600～700A，电压为50V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.23％。

实施例12

本实施例与实施例8区别之处在于，采用的渣料为：90％Na₃AlF₆+10％AlPO₄；加入渣料的量为自耗电极棒重量的30％；重熔电流为700～800A，电压为55V；其余步骤与实施例1相同。

本实施例的效果：精炼后，铝合金的铁含量降低到0.29％。