铝合金熔体的熔剂精炼

1、本文介绍了熔剂精炼在铝合金熔体净化过程中的作用，熔剂的分类和要求, 常用熔剂的组成，适用范围及使用方法等。？在铝及铝合金熔炼过程中，氢及氧化夹杂是污染铝熔体的主要物质。 铝极易与氧生成A1202或次氧化铝（A12O及A10）.同时也极易吸收气体（H） 其含量占铝熔体中气体总量的70-90 % ,而铸造铝合金中的主要缺陷一一气孔 和夹渣，就是由于残留在合金中的气体和氧化物等固体颗粒造成的。因此，要 获得高质量的熔体，不仅要选择正确合理的熔炼工艺，而且 熔体的精炼净化处 理也是很重要的。？铝及铝合金熔体的精炼净化方法较多，主要有浮游法、熔剂精炼法、 熔体过滤法、真空法和联合法。本文介绍熔剂精炼法在

2、铝合金熔炼中的应用。1?熔剂的作用？熔盐熔剂广泛地用于原铝和再生铝的生产，以提高熔体质量和金属铝 的回收率1.2。熔齐1J的作用有四个：其一，改变铝熔体对 氧化物（氧化 铝）的 润湿性，使铝 熔体易于与氧化物（氧化铝）分离，从而使氧化物（氧化铝）大部分 进入熔剂中而减少了熔体中的氧化物的含量。其二，熔剂能改变熔体表面氧化 膜的状态。这是因为它能使熔体表面上那层坚固致密的氧化膜破碎成为细小颗 粒，因而有利于熔体中的氢从氧化膜层的颗粒空隙中透过逸出，进入大气中。 其三，熔剂 层的存在，能隔 绝大气中水蒸气与铝熔体的接触，使氢 难以进入铝 熔体中，同时能防止熔体氧化烧损。其四，熔剂能吸附铝熔体中的氧

3、化物，使 熔体得以净化。总之，熔剂精炼的除去夹杂物作用主要是通过与熔体中的氧化 膜及非金属夹杂物发生吸附，溶解和化学作用来实现的。？2?熔剂的分类和选才? ?2. 1熔剂的分类和要求？铝合金熔炼中使用的熔剂种类很多，可分为覆盖剂（防止熔体氧化烧损 及吸气的熔齐I）和精炼剂（除气、除夹杂物的熔齐I）两大类，不同的铝合金所用 的覆盖剂和精炼剂不同。但 是，铝 合金熔炼过程中使用的任何熔剂，必须 符合 下列条件3.8 。？熔点应低于铝合金的熔化温度。？比重应小于铝合金的比重。？能吸附、溶解熔体中的夹杂物，并能从熔体中将气体排除。？不应与金属及炉衬起化学作用，如果与金属起作用时，应只能产生 不溶于金属

4、的惰性气体，且熔剂应不溶于熔体金属中。？吸湿性要小，蒸发压要低。？不应含有或产生有害杂质及气体。？要有适当的粘度及流动性。？制造方便：价格便宜。？1.1 2熔剂的成分及熔盐酌作用？铝合金用熔剂一般由碱金属及碱土金属的氯化物及氟化物组成，其主 要成分是 KCl、NaCl、NaF. CaF, .、Na3A1F6、Na2SiF6 等。熔剂的物理、化 学性能（熔点、密度、粘度、挥发性、吸湿性以及与氧化物的界面作用等）对精 炼效果起决定性作用.？1.1.1. 氯盐：氯盐是铝合金熔剂中最常见的基本组元，而45% NaCl+55 % KCl的混合盐应 用最广。由于它们对固态Al2O3 ,夹杂物和氧化膜有很强

5、的浸润能力（与Al2O3 , 的润湿角为20多度）且在熔炼温度下NaCl和KCl的比重只有1.55g / cm3和 l.50g /cm3,显着小于铝熔体的比重，故能很好地铺展在铝熔体表面，破碎和 吸附熔体表面的氧化膜。但 仅含氯盐的熔剂J,破 碎和吸附过程进行得缓慢，必 须进行人工搅拌以加速上述过程的进行。？氯化物的表面张力小，润湿性好，适于作覆盖齐L其中具有分子晶型 的氯 盐如CCl4?,SiCl4 , A1C13,等可 单独作 为净化剂，而具有离 子晶型的 氯盐 如LiCl、NaCl毛KCl、MgC12:等适于作混合盐熔剂。？2。2. 2.氟盐：在氯盐混合物中加入NaF. Na3A1F6、

6、CaF2。等少量氟盐，主要起精炼作用， 如吸附、溶解Al2O3 ,。氟盐还能有效地去除熔体表面的氧化膜，提高除气效 果。这是因为：a）氟盐可与铝 熔体发生化学反 应生成气 态的A1F,、SiF4 ,、 BF3,等，它们以机械作用促使氧化膜与铝熔体分离，并将 氧化膜挤破,推入熔 剂中；？b）在发生上述反应的界面上产生的电流亦使氧化膜受“冲刷”而破碎。 因此，氟盐的存在使铝熔体表面的氧化膜的破坏过程显着加速，熔体中的氢就 能较方便的逸出；c）氟盐（特别是CaF2:）能增大混合熔盐的表面张力，使已吸 附氧化物的熔盐球状化，便于与熔体分离，减少固熔渣夹裹铝而造成的损耗， 而且由于熔剂熔体表面张力的提高

7、，加速了熔剂吸附夹杂的过程。？3铝合金熔炼中常用熔剂？熔齐I精炼法对排出非金属夹杂物有很好的效果，但是消除熔体中非金 属夹杂物的净化程度，除与熔剂的物理、化学 性能有关外，在很大程度上还取 决于精炼工艺条件，如熔 剂的用量，熔剂 与熔体的接触时间、接触 面积、搅拌 情况、温度等。？1.2 1常用熔剂？为精炼铝合金熔体，人们已研制出上百种熔剂，以钠、钾为基的氯化 物熔剂应用最广。对含镁量低的铝合金广泛采用以钠钾为基的氯化物精炼剂， 含镁量高的铝合金为避免钠脆性则采用不含钠的以光卤石为基的精炼熔齐心?铝合金熔炼过程中常用熔齐1J的成分及作用如表1（4-7） 。?表1?常用熔剂的成分及应用？溶剂种类

8、？组分 含量，%?NaCl?KCl?MgCl2?Na3AlF6? 其它成分？适用 的合金？覆盖剂？39?50?6.6?CaF2?4.4?Al-Cu系，Al-Cu-Mg?系,Al-Cu-Si系Al-Cu-Mg-Zn 系?Na2CO385.CaF15?一般车吕合 金？50?50? 一般铝 合金？KCl,MgCl280?CaF220?Al-Mg 系 Al-Mg-Si 系合金？31?14?CaF210?CaCL244?Al-Mg 系合 金？8?67?CaF210,MgF215?Al-Mg 系 合金?精炼齐iJ?25-35?40-50?18-26? 除Al-Mg系,Al-Mg-Si系以外的其它合金？系合

9、金？系Al-Mg-Si 系合金？8?67?MgF215,CaF210?Al-MgKCl,MgCl260,CaF240?Al-Mg 42?46?Bacl26?（2 号熔剂）？Al-Mg 系合金？22?56?22? 一般铝合金？50?35?15? 一般铝合金？40?50?NaF10? 一般铝合金？50?35?5?CaF210? 一般 铝合 金？60?CaF220,NaF20? 一般铝合金？36-45?50-55?3-7?CaF?21.5-4? 一般铝合金Na2SiF630-50,C2Cl650-70? 一 般车吕合金？40.5 ?49.5?KF10? 易拉 罐合 金？从上表中可以看出，有些熔剂组分

10、的含量变化范围较大，可以根据实 际情况来确定。首先要根据合金元素的含量来确定8,因为大多数铝合金中 主要元素含量都可在一定范围内变化，其次要根据所除杂质成分及含量来确 定。因止匕，使用厂家除使用熔剂厂生产的熔齐I外，最好根据所熔炼铝合金的成 分调正熔剂组分比例，以找出最佳熔齐I组成。？综合以上各种熔剂不难看出，当要熔制的铝合金成分确定后，熔剂成 分的设计首先是主要成分（如氯化物）用量配比的选择，其次是添加组分（如氟 化物）的选择。熔齐I配好后，最好是经熔炼、冷凝成块、再粉碎后使用，因为 机械混合状态的效果不好。？40.6 剂用量？. ?熔炼铝合金废料时，废料质量不同，覆盖剂及精炼剂的用量也不同

11、。？1 .2.1 .主覆盖剂用量？a）熔炼质量较好的废料，如块状料、管、片时覆盖剂用量（见表2）。?表2?覆盖剂种类及用量？炉料及制品？覆盖剂用量（占投料量的）?覆盖剂种类？电炉熔炼：一般制品特殊制品?0.4 0.5 % 0.5 0.6 %?普通粉状溶剂 普通粉状溶齐1J ?煤气炉熔炼：原铝锭废？料？12%24%?KC1:NaC1?按1:1混合 KC1:NaC1?按 1:1 混合？注：对高镁铝合金，应一律用不含钠盐的熔剂进行覆盖，避免和含钠 的熔剂接触。?b）熔炼质量较差的废料，如由锯、车、铳等工序下来的碎屑及熔炼扒 渣等时，覆盖剂用量（见表3）。?表3:?覆盖剂用量？类？别？用量（占投料量的

12、%）?小碎 片碎？屑号 外渣 子？6 810 1515 20?3 . 2. 2精炼剂用量？不同铝合金、不同制品，精炼剂用量也各不相同（见表4）。?表4?精炼剂用量？合金及制品？熔炼炉？静置炉？高镁 合金？2号熔齐1J 5-6kg/t?2 号熔剂5-6kg/t?特殊制品除高镁合金？普通熔剂5-6kg/t? 普通熔剂6-7kg/t?LT66、LT62、LG1、LG2、LG3、LG4?出炉时用普通 熔剂、叠熔 剂坝？其它合金？普通熔剂5-6kg/t?注：？在潮湿地区和潮湿季节，？熔剂用量应有所增加？对大规格的圆锭，具熔剂用量也应适当增加。？40.7 剂使用方法？熔剂精炼法熔炼铝合金生产中常用以下几种方法：？熔体在浇包内精炼。首先在浇包内放入一包熔剂，然后注入熔体， 并充分搅拌，以增加二者的接触面积。？熔体在感应炉内精炼。熔剂装入感应炉内，借助于感应磁