过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的方法.pdf

过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的方法属于铸造领域,搅拌工艺具体为:搅拌50%NaCl－50%KCl(wt%)熔剂净化工业纯铝熔体,过滤一次熔剂用量为300g,每一次过滤都是使用新的熔剂,铝锭用量为900g,搅拌转速为500转/分,过滤温度控制在720℃,过滤在四次或四次以上。本发明具有实质性特点和显著进步,可以避免投入到铝熔体中的熔盐没有熔化而产生新的夹杂物,避免铝熔体与空气中氧和水汽反应而产生二次夹杂物,使铝熔体中夹杂物充分接触到熔剂,用这种方法除杂效率可以达到84%以上。

1、一种过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的方法，其特征在于搅拌工艺具体为：
搅拌50％NaCL-50％KCl(wt％)熔剂净化工业纯铝熔体，过滤一次熔剂用量为
300g，每一次过滤都是使用新的熔剂，铝锭用量为900g，搅拌转速为500转/分，
过滤温度控制在720℃，过滤在四次或四次以上。
2、根据权利要求1所述的这种过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的方法，其特征
是以下对本发明的进一步限定：首先在电阻炉内放入两只石墨坩埚：一只坩埚放入
活性熔剂，另外一只坩埚放入工业纯铝，当工业纯铝和熔盐都融化后，在装有铝熔
体中的坩埚放入覆盖剂，然后将电动搅拌机放入熔融熔剂坩埚里，在搅拌熔剂过程
中分批量地加入铝熔体，避免大量加入，在搅拌熔融熔剂过程中分批量加入铝熔
体，每次增加熔剂净化次数。

过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的方法

技术领域：本发明涉及的是一种净化铝熔体夹杂物的方法，特别是一种过滤净
化铝熔体中非金属夹杂物的方法，属于铸造领域。

背景技术：铝是一种非常活泼金属，在熔炼过程中容易与水汽反应，生成氢气
和氧化夹杂(Al₂O₃)。这些非金属夹杂物对铝制品性能危害很大，因此，铝熔体净
化是提高铝材质量的主要途径之一。熔剂法去除夹杂和气体是一种常用的铝熔体净
化手段，具有工艺简便、费用低廉等优点，因此，研究开发新型的除气、除杂技术
很有必要。工业纯铝中的夹杂物一般含量都在0.1％以上，夹杂物的尺寸大部分都
是大于10微米。国际除夹杂物的水平，铝熔体中的夹杂物含量为0.02％，夹杂物的
尺寸小于7微米。目前常用的熔剂有氟盐和氯盐等，将这些盐进行烘干和球磨混匀
处理，然后投入铝熔体中。熔融的盐与铝熔体接触，从而排除一部分夹杂物，但是
这种方法不能熔剂与铝熔体充分接触。另外将混合熔盐压成块状，放入铝熔体底
部。当熔盐熔化时，从底部上浮到顶层，熔融熔剂穿过铝熔体，这样可以去除一部
分夹杂物。另外，将这些盐投入到铝熔体中，但是有一部分盐没有充分混匀，这些
盐在铝熔体的融化温度条件下不会融化，从而形成新的夹杂物。经文献检索，傅高
升等人在《中国有色金属学报》Vol.11，No.3 Jun 2000，P433-436撰文，将铝锭
放在混合熔盐上面，当铝锭熔化时铝滴穿过熔融熔剂层时，与熔剂接触在铝熔体表
面上的夹杂物容易被除去。这种方法的缺点是：由于铝熔体中的夹杂物不能够进行
长程传质，而裹在铝熔体中间没有与熔剂接触那部分夹杂物却不容易除去。这种熔
剂净化铝熔体技术存在一些缺点，除杂效率不高，净化时存在死角即熔剂不能够与
铝熔体充分接触，铝滴以较大直径穿过熔剂层，裹在铝滴中间的夹杂物不能与熔融
熔剂接触，因此，不能够充分发挥熔剂除杂作用。

发明内容和具体实施方式：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提出一种过滤
净化铝熔体中非金属夹杂物的方法，使熔剂与铝熔体充分接触，同时熔剂与铝熔体
中的非金属夹杂物(Al₂O₃)发生化学反应，这样迁移到熔剂中的夹杂物不会再返回
到铝熔体。本发明的方法具体如下：(1)使用搅拌熔剂的方法过滤铝熔体，铝熔体
被熔剂分散成细小的铝滴，这样可以使铝熔体中的非金属夹杂物分布到铝滴的表面
上；(2)铝滴在旋转的熔剂中重新分布夹杂物，铝滴中的夹杂物有机会分布铝滴表
面上与熔剂接触。用搅拌熔剂法净化铝熔体可以去除铝熔体中的细小夹杂物，以满
足大规模工业生产高质量的铝材。搅拌工艺具体为：搅拌50％NaCL-50％KCl(wt％)
熔剂净化工业纯铝熔体，过滤一次熔剂用量为300g，每一次过滤都是使用新的熔
剂，铝锭用量为900g，搅拌转速为500转/分，过滤温度控制在720℃，过滤在四次
或四次以上。

以下对本发明的方法进一步描述：首先在电阻炉内放入两只石墨坩埚：一只坩
埚放入活性熔剂，熔剂成份配方重量百分比为：NaCl：30-35％，KCl：30-35
％，NaAlF₆10-18％，NaF 5-10％，CaCl₂4-5％，NaCO₃2-7％，KCO₃0-3％，
KBF₄4-5％；另外一只坩埚放入工业纯铝，当工业纯铝和熔盐都融化后，在装有铝
熔体中的坩埚放入覆盖剂，然后将电动搅拌机放入熔融熔剂坩埚里，在搅拌熔剂过
程中分批量地加入铝熔体，避免大量加入，而造成二次氧化，旋转熔融熔剂把铝熔
体分散成细小铝滴，使夹杂物有机会到铝滴表面上，增大了铝熔体与熔剂接触的机
会，使用搅拌熔剂净化铝熔体，在搅拌熔融熔剂过程中分批量加入铝熔体，使其分
散成细小的铝滴，而这些铝滴在旋转熔融熔剂中又会凝并，然后凝并接着又被分
散，这样可以使铝熔体中非金属夹杂物分布到铝滴表面上，铝滴处于旋转的熔剂在
中，铝滴的表面和熔剂表面不断地被更新，这样能够从新分配铝滴中的夹杂物，使
夹杂物分布到铝滴表面上，这样可以克服由于受粘性和表面张力的影响而使夹杂物
不能完成长程传质，每次增加熔剂净化次数，可以使铝熔体反复不断地被熔剂分散
成细小的铝滴，从而重新出现铝滴与熔剂的界面，这样能使铝熔体中的夹杂物不断
地被分布到铝滴表面上，而且附在夹杂物表面上的铝膜容易被活性熔剂冲刷掉，使
夹杂物容易进入熔剂中，从而达到高效除杂的效果。

搅拌熔剂法过滤铝熔体从动力学角度有利于实现铝熔体中的夹杂物迁移到熔剂
中的热力学趋势，使夹杂物(Al₂O₃)容易进入熔剂层并与熔剂中的活性成分发生化
学反应。这样夹杂物在活性熔剂中生成新的化合物，可以避免夹杂物在搅拌熔剂中
又重新回到铝熔体中。

本发明具有实质性特点和显著进步，采用搅拌活性熔剂法净化铝熔体，可以避
免投入到铝熔体中的熔盐没有熔化而产生新的夹杂物，由于铝熔体的密度大于熔剂
的密度，在搅拌活性熔剂过滤铝熔体时，铝滴会下沉到熔融熔剂下面，这样避免铝
熔体与空气中氧和水汽反应而产生二次夹杂物，搅拌熔剂过滤铝熔体，可以使铝熔
体中夹杂物充分接触到熔剂，用这种方法除杂效率可以达到84％以上。