[发明专利]一种高温变质剂及采用该高温变质剂的熔体净化方法

说明书

技术领域

本发明属于铝电解技术领域，涉及一种高温变质剂，还涉及一种采用该 高温变质剂的熔体净化方法，特别是涉及一种电解原铝直接铸造铝及铝合金 熔体的高效净化方法。

背景技术

随着我国铝工业结构调整步伐的加快，铝电解企业和铝加工企业的节约 化生产已成为发展趋势。直接采用电解铝液铸造，生产铝加工用铸坯，是一 项短流程、节能降耗、绿色环保的先进生产技术。它把铝冶炼和铝加工融为 一体，实现了优化资源配置、降低生产成本、提高经济效益的目的。由于电 解铝液夹杂多，气体含量高，可铸性差，用来直接铸坯时，极易产生热缩、 冷裂、气孔缩裂和裂痕扩展及严重偏析等现象，使锭坯出现较多的气孔、缩 孔、成分偏析及翘曲等缺陷，产品质量很难达到要求。现有的单一净化手段 难以使电解铝液中的夹杂物、气体含量降到符合铸坯要求。因此，用电解铝 液直接铸坯，其铝液净化技术难度大，需要深入研究开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高温变质剂，能够降低电解铝液熔 体中的钠含量，有效控制晶粒尺寸，达到良好的晶粒细化效果；本发明还要 提供一种熔体的净化方法，以有效的降低熔体中的气体和夹杂物，优化生产 工艺，以生产质量优异的铸锭。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高温变质剂，

其包括如下组分：

氟化物         15～20％

氯化物            40～45％

稀土金属化合物    25～30％

二氧化钛          3～10％

石墨              2～7％

以上组分均以重量百分含量计，

优选为，氟化物为20％，氯化物为40％，稀土金属化合物为30％，二 氧化钛为7％，石墨为3％，以重量计。

上述高温变质剂，其中，所述氟化物为碱金属或碱土金属的氟化物，所 述碱金属不包括钠，优选为萤石，氟化物主要起精炼作用，可以吸附、溶解 三氧化二铝，同时可以适当控制混合盐的熔点，增强净化效果。

上述高温变质剂，其中，所述的氯化物为光卤石，其表面张力小，具有 较强的润湿作用。

上述高温变质剂，其中，所述稀土金属化合物为稀土金属的碳酸盐或卤 化物，稀土金属化合物主要起到变质、除气和除夹杂物的作用，可以降低变 质剂同铝液之间的表面张力，有助于变质剂与气体、夹杂物的充分接触而提 高捕捉气体和夹杂物的效果。

加入的二氧化钛和石墨粉在高温条件下利用稀土元素夺取二氧化钛中的 氧元素，形成单质钛，钛和石墨粉反应生成TiC质点，起到增加结晶核心的 作用。

本发明的高温变质剂可以通过简单混合搅拌均匀后制得。

本发明还提供了一种熔体净化方法，其中，向熔炼炉的熔体中加入前述 的高温变质剂，熔体温度为770～800℃时加入高温变质剂，优选为780℃， 加入量为熔体重量的0.1～0.15％。

上述熔体净化方法，其中，在所述熔炼炉的侧面设置永磁搅拌机，先对 所述熔炼炉内的熔体进行人工搅拌2～5分钟，优选为3分钟，之后进行永磁 搅拌18～25分钟，优选为20分钟；在所述人工搅拌和永磁搅拌之间包括高 温变质剂精炼步骤，精炼时间为5～7分钟，优选为5分钟；永磁搅拌的频率 为45～52Hz，优选为48Hz，电流为18～31A，优选为31A。

上述熔体净化方法，其中，所述熔炼炉内的熔体进入保温炉，对保温炉 内的熔体进行炉底吹气，之后进行喷粉精炼；保温炉温度为720～740℃；炉 底吹气所用气体为氮气，氮气纯度为99.99％重量，水气含量≤15ppm，气体 流量为20～30L/min，优选为25L/min，吹气时间为7～15min，优选为10 分钟；喷粉精炼中精炼剂加入量为1.0～1.5‰重量，精炼时间为9～15分钟， 优选为10分钟。

上述熔体净化方法，其中，还包括在线晶粒细化步骤，所用细化剂的粒 径为9～10mm，优选为9.5mm，所述细化剂的送丝速度为150cm～200cm/min。