專利名稱：高純鋁錳中間合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁錳中間合金技術(shù)領(lǐng)域，是一種高純鋁錳中間合金的制備方法。
背景技術(shù)：
目前我國高純度鋁中間合金錠化學(xué)成份執(zhí)行HB5371-1987標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定的鋁錳中間合金Mn含量為9 11%，主要雜質(zhì)元素含量要求如下Si彡0. 04%, Fe彡0. 08%, Mg彡0. 05%,其它單個彡0. 05%,其它總和彡0. 15%。高純鋁合金生產(chǎn)要求雜質(zhì)元素越低越好，故此，對使用的高純鋁中間合金也提出了較高的要求，高純鋁中間合金中雜質(zhì)元素含量越低越好。已公布的生產(chǎn)方法采用對摻法，采用原料為75Mn劑和電解鋁，在熔爐內(nèi)進(jìn)行熔化并保溫足夠時間和采用機(jī)械、電磁或人工攪拌后，鑄入模中。利用此方法生產(chǎn)的鋁錳中間合金存在較大的成份偏析，微量雜質(zhì)元素含量高等缺點。公開號為CN101509087A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種鋁錳中間合金及其制備方法，其采用主要原料為鋁含量為99. 7%至99. 99%的原鋁液及錳含量為99. 7%至99. 9%的電解錳，熔煉過程使用鋁熔體精煉劑、鋁熔體覆蓋劑，最終生產(chǎn)的鋁錳中間合金化學(xué)成份中雜質(zhì)元素?zé)o法滿足HB5371-1987標(biāo)準(zhǔn)要求；在高純鋁合金實際生產(chǎn)中使用該方法生產(chǎn)的鋁錳中間合金，高純鋁合金化學(xué)成份與設(shè)計要求偏差較大，雜質(zhì)元素含量及Mn元素含量無法滿足設(shè)計要求，導(dǎo)致高純鋁合金整爐報廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高純鋁錳中間合金的制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足， 其雜質(zhì)元素含量極低、主元素含量均勻，所得高純鋁錳中間合金雜質(zhì)元素含量均不大于 0. 01%，主元素Mn含量為9%至11%。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的一種高純鋁錳中間合金的制備方法，其按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號的電解錳片、A199. 99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 MPa至0. 3MPa,鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至^g，生產(chǎn)過程溫度控制在 800°C至950°C之間，在熔鋁表面撒入Imm至3mm的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑。下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
上述熔煉設(shè)備采用中頻感應(yīng)爐，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘至50分鐘。上述電解錳片大小為10 mm至15mm。上述進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘。上述高純鋁錳中間合金的制備方法可按以下步驟進(jìn)行將A199. 99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至8000C至860°C度時，撒入Imm至3mm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到860°C至950°C時，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號，該電解錳片大小為10 mm至15mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 Mpa至0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至f^kg，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘至50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。
本發(fā)明所得高純鋁錳中間合金雜質(zhì)元素含量均不大于0. 01%,主元素Mn含量為9% 至11 雜質(zhì)元素含量極低，主元素偏析程度小，含量均勻，特別能有利于高純鋁合金的生產(chǎn)。
具體實施例方式本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實施例1，該高純鋁錳中間合金的制備方法，其按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為 DJMnC以上等級牌號的電解錳片、A199. 99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 MPa至0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至Wcg，生產(chǎn)過程溫度控制在800°C至950°C之間，在熔鋁表面撒入Imm 至3mm的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑。實施例2，該高純鋁錳中間合金的制備方法，其按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為 DJMnC以上等級牌號的電解錳片、A199. 99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min，氣體壓力為0. 1 MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg，生產(chǎn)過程溫度控制在800°C，在熔鋁表面撒入Imm的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑。實施例3，該高純鋁錳中間合金的制備方法，其按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為 DJMnC以上等級牌號的電解錳片、A199. 99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?5NL/min，氣體壓力為0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用^g，生產(chǎn)過程溫度控制在950°C之間，在熔鋁表面撒入3mm的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑。實施例4，與實施例1至實施例3的不同之處在于實施例4的熔煉設(shè)備采用中頻感應(yīng)爐，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘至50分鐘。實施例5，與實施例4的不同之處在于實施例5的熔煉設(shè)備采用中頻感應(yīng)爐，按鋁熔體重量的9%的比例分3批加入已破碎篩選過的電解錳片，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘。實施例6，與實施例4的不同之處在于實施例6的熔煉設(shè)備采用中頻感應(yīng)爐，按鋁熔體重量的11%的比例分5批加入已破碎篩選過的電解錳片，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后50分鐘。實施例7，與實施例1至實施例6的不同之處在于實施例7的電解錳片大小為10 mm 至 15mm。實施例8，與實施例7的不同之處在于實施例8的電解錳片大小為10 mm或15mm。實施例9，與實施例1至實施例8的不同之處在于實施例9的進(jìn)行精煉除渣時間為10分鐘至15分鐘。實施例10，與實施例9的不同之處在于實施例9的進(jìn)行精煉除渣時間為10分鐘或15分鐘。實施例11，該高純鋁錳中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行將A199.99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800V至860°C度時，撒入Imm至3mm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到860°C至950°C時，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號， 該電解錳片大小為10 mm至15mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘， 氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 Mpa至0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至^^，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘至50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。實施例12，該高純鋁錳中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行將A199.99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C度時，撒入Imm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到860°C時，按鋁熔體重量的9%的比例分3批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號，該電解錳片大小為10 mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min，氣體壓力為0.1 Mpa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至900°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。實施例13，該高純鋁錳中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行將A199.99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至860°C度時，撒入3mm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到950°C時，按鋁熔體重量的11%的比例分5批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號，該電解錳片大小為15mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣15分鐘，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?5NL/min，氣體壓力為0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用f5kg，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。在本發(fā)明中百分比％都為重量百分比。在本發(fā)明中鋁熔體用覆蓋劑和鋁熔體用精煉劑都采用現(xiàn)有公知或/和市售的產(chǎn)品。以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。上述實施例1至實施例13按下述表爐次所得高純鋁錳中間合金經(jīng)過檢測，其平均成份如下表1所示。通過以上表1中1、2、3、4爐次試驗數(shù)據(jù)表明，使用本發(fā)明生產(chǎn)的高純鋁錳中間合金雜質(zhì)元素含量均不大于0.01%，雜質(zhì)元素含量極低；通過對第四爐次爐內(nèi)熔體的上部、中部和下部分別取樣化驗檢測化學(xué)成份結(jié)果來看，同一爐次爐內(nèi)鋁錳中間合金錳元素化學(xué)成份波動在10%至10. 8%之間，表明熔體偏析程度非常小。通過使用本發(fā)明生產(chǎn)的高純鋁錳中間合金生產(chǎn)高純鋁合金，高純鋁合金中雜質(zhì)元素含量及Mn元素含量完全滿足設(shè)計要求。 本發(fā)明生產(chǎn)的高純鋁錳中間合金雜質(zhì)元素含量低、主元素偏析程度小，含量均勻。
權(quán)利要求
1.一種高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為 DJMnC以上等級牌號的電解錳片、A199. 99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 MPa至0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至^ig,生產(chǎn)過程溫度控制在800°C至950°C之間，在熔鋁表面撒入Imm 至3mm的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于熔煉設(shè)備采用中頻感應(yīng)爐，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片， 熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘至50分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于電解錳片大小為10 mm至15mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于進(jìn)行精煉除渣10 分鐘至15分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行將A199. 99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C至860°C度時，撒入Imm 至3mm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到860°C至950°C時，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號，該電解錳片大小為10 mm至15mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 Mpa 至0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至Wcg，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后20分鐘至50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至90(TC至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行將A199. 99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C至860°C度時，撒入Imm至 3mm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到860°C至950°C時，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號，該電解錳片大小為10 mm至15mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 Mpa至 0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至Wcg，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后 20分鐘至50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行將A199. 99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C至860°C度時，撒入Imm至 3mm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到860°C至950°C時，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號，該電解錳片大小為10 mm至15mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 Mpa至 0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至Wcg，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后 20分鐘至50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高純鋁錳中間合金的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行將A199. 99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C至860°C度時，撒入Imm至 3mm厚度的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到860°C至950°C時，按鋁熔體重量的9%至11%的比例分3批至5批加入已破碎篩選過的電解錳片，該電解錳片質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號，該電解錳片大小為10 mm至15mm，并持續(xù)攪拌，待電解錳片完全熔化，通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0. 1 Mpa至 0. 3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至Wcg，熔煉時間為自電解錳片加入完畢后 20分鐘至50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌升溫至900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁錳中間合金。
全文摘要
一種高純鋁錳中間合金的制備方法，其按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為DJMnC以上等級牌號的電解錳片、Al99.99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮?dú)饣驓鍤鉃檩d體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮?dú)饣驓鍤饬髁繛?0NL/min至35NL/min，氣體壓力為0.1MPa至0.3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2kg至6kg，生產(chǎn)過程溫度控制在800℃至950℃之間，在熔鋁表面撒入1mm至3mm的鉀鹽或鈉鹽的鋁熔體用覆蓋劑。本發(fā)明所得高純鋁錳中間合金雜質(zhì)元素含量均不大于0.01%，主元素Mn含量為9%至11%,雜質(zhì)元素含量極低，主元素偏析程度小，含量均勻，特別能有利于高純鋁合金的生產(chǎn)。
文檔編號C22C21/00GK102162042SQ20111008051
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者何新光, 李玉梅, 艾買爾依斯義 申請人:新疆眾和股份有限公司