專利名稱：一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料領域，尤其是一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法。
背景技術：
再生鋁是以回收來的廢鋁零件或生產鋁制品過程中的邊角料以及廢鋁線等廢雜鋁為主要原材料，經熔煉配制生產出來的符合各類標準要求的鋁錠。廢雜鋁經篩選、重熔、精煉和凈化、調整化學成分等步驟可以再現其優良性能。廢雜鋁主要制成各種鑄造鋁合金和變形鋁合金，進而加工成鋁鑄件或塑性加工鋁材等再生鋁產品。由于再生鋁的原材料主要是廢雜鋁料，成分復雜。首先是廢雜鋁中含有不定量的其他合金元素，如S1、Mg、Cu、Zn、Mn、Pb等，難以除去，給再生鋁的配制帶來了極大的不便。其次廢鋁零件往往有不少鑲嵌件，這些鑲嵌件都是些以鋼或銅合金為主的非鋁件，在熔煉過程中不及時地扒出，就會導致再生鋁成分中增加一些不需要的成分(如Fe、Cu等)，另外各地收集來的廢雜鋁料由于各種原因其表面不免有污垢，有些還嚴重銹蝕，這些污垢和銹蝕表面在熔化時會進入熔池中形成渣相及氧化夾雜，嚴重損壞再生鋁的冶金質量，還有就是廢鋁料表面的油污及吸附的水分，使鋁熔液中含有大量氣體，不有效的去除這些氣體就使冶金質量大大下降。現有廢雜鋁使用工藝大多是不作處理或做簡單篩選預處理就直接將廢雜鋁投入熔化爐中熔煉，且后續精煉過程仍按普通產品工藝進行。其不足之處是成分難以控制，廢雜鋁加入比例受到限制，低品質的廢雜鋁使用困難，雜質成分和氧化夾渣較多，且易造成環境的污染。由于廢雜鋁成分復 雜，經過一次處理就得到合格鋁合金錠的目標是難以實現的，故分級除雜凈化就成為了再生鋁合金生產工藝的必要工藝技術。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，本方法將廢雜鋁除雜凈化步驟分割成多個工序過程，在特定的生產工藝控制下，分級逐步完成廢雜鋁的除雜凈化過程，通過這種多級精煉除雜技術生產再生鋁產品，可以更有效的控制產品的化學成分，更容易的除去鋁熔液中的夾雜，可以獲得更高品質的再生鋁。本發明實現目的的技術方案如下:一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，步驟如下:⑴預處理:篩選廢雜鋁切片，水洗篩選除去非金屬廢料，再分選出非鋁金屬雜質，得到純凈的廢鋁切片備用；⑵將預處理后的廢鋁切片投入除漆爐中，將溫度設置為500-550°C，加熱3_4小時；⑶配料:按照所生產的再生鋁產品配制所需要的爐料，包括工業純鋁、工業硅、廢鋁切片、中間合金或純金屬；
⑷將稱量好的工業純鋁、工業硅、中間合金或純金屬放入230-280°C的恒溫預熱干燥爐中干燥2-3小時；(5)向蓄熱熔化爐中加入稱量好的廢鋁切片，點火加熱熔化，同時在另一蓄熱熔化爐中加入稱量好的工業純鋁和工業硅，加熱熔化，待廢鋁切片恰好熔化時向另一蓄熱熔化爐中轉水，流槽中間加過濾網，然后撈出廢鋁切片中的未熔物；(6)待蓄熱熔化爐中所有原料熔化后，測量溫度，調整熔體溫度740 760°C，按需添加預熱好的所需其他中間合金或純金屬，將熔體攪拌均勻；(7)溫度達到720_740°C時，加入總重量1%_2%的鋁合金精煉變質一次處理劑，調整氮氣流量，進行一次性聯合除氣除渣，時間8-10分鐘；⑶扒出熔體表面浮渣，檢測成分并調整；(9)成分合格后，接通氮氣，再除氣20-30分鐘，直至針孔合格，靜置5-10分鐘，徹底除掉熔體中的氫；(1Φ當溫度達到680_720°C時，澆鑄再生鋁產品的鑄錠。而且，所述鋁合金精煉變質一次處理劑為稀土型變質劑。而且，所述鋁合金精煉變質一次處理劑型號為:HGJB_2。本發明的優點和有益效果為:1、本發明將再生鋁的除雜凈化工藝細化為多個工序，每道工序針對廢雜鋁某一方面的雜質進行深度除雜凈化，效果更為顯著。2、本發明在特定的生產工藝參數控制下進行，對生產過程中的溫度、熔煉時間等有規律的調整能夠保證除雜凈化工藝的徹底有效。3、本方法采用物理和化學方法相結合，從預處理過程的篩選，烘干預熱，去除廢雜鋁表面的污垢、銹蝕、油脂，再到熔煉、精煉過程，除去廢鋁零件中的鑲嵌件，使用稀土型變質劑(HGJB-2)，不但能提高鋁熔體的力學性能，還能有效凈化熔體的作用，同時采用精煉劑和惰性氣體聯合精煉的方法控制夾雜物和含氫量，使廢雜鋁逐步實現凈化。4、本發明采用多種爐體組合使用，分級分工凈化，可以有效提高再生鋁產品的純凈度，降低不合格率，針孔等級提高到2級以上，降低氧化物夾雜缺陷。5、本發明可以大幅度提聞低品質廢雜招的利用率,可以提聞再生招廣品中加入廢雜鋁的比例，且不會影響最終產品的綜合性能。


圖1為本發明再生鋁生產分級除雜精煉方法流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。本發明使用的上海虹光金屬熔劑廠HGJB-2鋁合金精煉變質一次處理劑為稀土型變質劑。 廢雜鋁中主要雜質包括泥塵、油漆油脂、銹蝕、非鋁金屬，熔體中主要是氣體(氫)和氧化物夾雜。
一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，步驟如下:⑴預處理:篩選廢雜鋁(廢鋁切片)，在操作臺上先人工水洗篩選除去非金屬廢料，再分選出銅、鋅、鋼件等，得到較純凈的廢鋁切片備用，此過程主要除去易分選的泥土、塑料等非金屬和大塊雜質金屬。⑵將預處理后的廢鋁切片投入高溫低壓除漆爐中，將溫度設置為500°C，壓力為30-50Kpa，加熱3-4小時，除去油漆、油脂、水分，產生的煙氣經凈化系統排出。⑶配料:按照所生產的再生鋁產品配制所需要的爐料，包括工業純鋁(99.70%)、工業硅、廢鋁切片、中間合金或純金屬等。⑷將稱量好的工業純鋁、工業硅、中間合金或純金屬放入250°C的恒溫預熱干燥爐中干燥2-3小時。(5)向IOT蓄熱熔化爐A中加入計算好的廢鋁切片，點火加熱熔化，同時在20T蓄熱熔化爐B中加入稱量好的工業純鋁和工業硅，加熱熔化。待A中廢鋁切片恰好熔化時向B爐轉水，流槽中間加過濾網，然后撈出A中未熔鐵件、銅件等，利用金屬熔點差除去難拆卸的鑲嵌雜質金屬件。(6)待20T蓄熱熔化爐B中所有原料完全熔化后，測量溫度。調整熔體溫度740 760°C，按需添加預熱好的所需其他中間合金或純金屬，將熔體攪拌均勻。(7)溫度達到720_740°C左右時，加入總重量1%_2%的上海虹光金屬熔劑廠HGJB-2鋁合金精煉變質一次處理劑，調整氮氣流量，進行一次性聯合除氣除渣，時間8-10分鐘，應用聯合精煉方法除去鋁液中大部分的氫和夾雜物，并起到變質的效果，提高合金的力學性倉泛。(8)扒出鋁液 表面浮渣，檢測成分并調整。(9)成分合格后，接通氮氣，強化除氣環節，用除氣耙再除氣20-30分鐘，直至針孔合格，靜置5-10分鐘，徹底除掉鋁液中的氫。(1Φ當溫度達到680_720°C時，澆鑄所生產再生鋁產品的鑄錠。為了具體說明上述方法，本申請以生產DSM.AlSi9Cu3 (Fe)和SL.AC4B (X)產品為例，敘述具體的生產過程，具體如下:實施例1:一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，本實施例制備的是DSM.AlSi9Cu3(Fe)合金，步驟如下:⑴預處理:篩選廢鋁切片，在操作臺上先人工水洗篩選出泥土、塑料、橡膠等非金屬廢料，再挑選出大塊的銅、鋅、鋼件等，得到較純凈的廢鋁切片備用。⑵將預處理后的廢鋁切片投入IOT高溫低壓除漆爐中，將溫度設置為500°C，加熱4小時，除去油漆、油脂、水分。(3)總配料為 15000Kg，按合金成分要求(S1:10.1 10.9 ；Mg:0.16 0.28 ；Fe:
0.71 0.93 ；Cu:2.6 3.4 ;雜質總和< 0.24 ；A1為余量)稱取所需量的工業純鋁1500 Kg,工業硅300Kg，預處理過的廢鋁切片13000Kg，步驟⑴挑選出的廢銅件150Kg，金屬鎂50Kg。⑷將稱量好的工業純鋁、工業硅、廢鋁切片、廢銅件、金屬鎂放入250°C的恒溫預熱干燥爐中干燥2.5小時。(5)向IOT蓄熱熔化爐Cl中加入預熱好的廢鋁切片，點火加熱熔化，設置溫度700°C，同時在20T蓄熱熔化爐C2中加入稱量好的工業純鋁、工業硅和廢銅件，加熱熔化，設置溫度750°C。待Cl中廢鋁切片恰好熔化時向C2爐轉水，然后撈出Cl中未熔鐵件。(6)待20T蓄熱熔化爐C2中所有原料完全熔化后，測量溫度。調整熔體溫度740 760°C，按需添加預熱好的金屬鎂，并用鐘罩壓入鋁液底部，直至完全熔化，將熔體攪拌均勻。(7)溫度達到720 740 °C左右時，加入總重量150Kg的上海虹光金屬熔劑廠HGJB-2鋁合金精煉變質一次處理劑，調整氮氣流量為0.4±0.1MPa，進行一次性聯合除氣除渣，時間10分鐘。(8)扒出鋁液表面浮渣，檢測成分，成分合格。(9)成分合格后，接通氮氣，強化除氣環節，用除氣耙再除氣30分鐘，直至針孔達到2級以上，靜置5分鐘。(1Φ當溫度達到680°C時，澆鑄鑄錠。實施例2:一種再生鋁生產的分級除雜凈化方法，本實施例制備的是SL.AC4B (X)合金，步驟如下:⑴預處理:篩選廢鋁切片，在操作臺上先人工水洗篩選出泥土、塑料、橡膠等非金屬廢料，再挑選出大塊的銅、鋅、鋼件等，得到較純凈的廢鋁切片備用。⑵將預處理后的廢鋁切片投入IOT高溫低壓除漆爐中，將溫度設置為500°C，加熱4小時，除去油漆、油脂、水分。⑶總配料為16000Kg，按合金成分要求(S1:7.6 8.9 ;Mg:0.18 0.38 ；Fe:(0.53 ；Cu:2.6 3.8 ；T1:0.11 0.14 ；Mn:0.22 0.48 ;雜質總和彡 1.0 ；A1 為余量)稱取所需量的工業純鋁6832 Kg,工業硅690Kg，預處理過的廢鋁切片8300Kg，廢銅件20Kg，金屬鎂25Kg，金屬錳28Kg，鋁鈦中間合金105Kg。⑷將稱量好的工業純鋁、工業硅、廢鋁切片、廢銅件、金屬鎂、金屬錳、鋁鈦中間合金放入250°C的恒溫預熱干燥爐中干燥2.5小時。(5)向IOT蓄熱熔化爐Cl中加入預熱好的廢鋁切片，點火加熱熔化，設置溫度700°C，同時在20T蓄熱熔化爐C2中加入稱量好的工業純鋁、工業硅和廢銅件，加熱熔化，設置溫度750°C。待Cl中廢鋁切片恰好熔化時向C2爐轉水，然后撈出Cl中未熔鐵件。(6)待20T蓄熱熔化爐C2中所有原料完全熔化后，測量溫度。調整熔體溫度740 760°C，按需添加預熱好的金屬鎂、金屬錳、鋁鈦中間合金，并用鐘罩壓入鋁液底部，直至完全熔化，將熔體攪拌均勻。(7)溫度達到720_740°C左右時，加入總重量160Kg的上海虹光金屬熔劑廠HGJB-2鋁合金精煉變質一次處理劑，調整氮氣流量，進行一次性聯合除氣除渣，時間10分鐘。(8)扒出鋁液表面浮渣，檢測成分，成分合格。(9)成分合格后，接通氮氣， 強化除氣環節，用除氣耙再除氣30分鐘，直至針孔達到2級以上，靜置5分鐘。(1Φ當溫度達到680°C時，澆鑄鑄錠。
權利要求
1.一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，其特征在于:步驟如下: ⑴預處理:篩選廢雜鋁切片，水洗篩選除去非金屬廢料，再分選出非鋁金屬雜質，得到純凈的廢鋁切片備用； ⑵將預處理后的廢鋁切片投入除漆爐中，將溫度設置為500-550°C，加熱3-4小時； ⑶配料:按照所生產的再生鋁產品配制所需要的爐料，包括工業純鋁、工業硅、廢鋁切片、中間合金或純金屬； ⑷將稱量好的工業純鋁、工業硅、中間合金或純金屬放入230-280°C的恒溫預熱干燥爐中干燥2-3小時； (5)向蓄熱熔化爐中加入稱量好的廢鋁切片，點火加熱熔化，同時在另一蓄熱熔化爐中加入稱量好的工業純鋁和工業硅，加熱熔化，待廢鋁切片恰好熔化時向另一蓄熱熔化爐中轉水，流槽中間加過濾網，然后撈出廢鋁切片中的未熔物； (6)待蓄熱熔化爐中所有原料熔化后，測量溫度，調 整熔體溫度740 760°C，按需添加預熱好的所需其他中間合金或純金屬，將熔體攪拌均勻； (7)溫度達到720-740°C時，加入總重量1%_2%的鋁合金精煉變質一次處理劑，調整氮氣流量，進行一次性聯合除氣除渣，時間8-10分鐘； ⑶扒出熔體表面浮渣，檢測成分并調整； ⑶成分合格后，接通氮氣，再除氣20-30分鐘，直至針孔合格，靜置5-10分鐘，徹底除掉熔體中的氫； (10)當溫度達到680-720°C時，澆鑄再生鋁產品的鑄錠。
2.根據權利要求1所述的一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，其特征在于:所述鋁合金精煉變質一次處理劑為稀土型變質劑。
3.根據權利要求1所述的一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，其特征在于:所述鋁合金精煉變質一次處理劑型號為:HGJB-2。
全文摘要
本發明涉及一種再生鋁生產過程中多級除雜精煉方法，步驟如下⑴預處理得到純凈的廢鋁切片備用；⑵除漆；⑶配料⑷干燥；⑸熔化； ⑹混熔；⑺精煉、除氣、除渣；⑻成分調整；⑼再除氣，直至針孔合格，靜置，徹底除掉熔體中的氫；⑽當溫度達到680-720℃時，澆鑄再生鋁產品的鑄錠。本方法采用物理和化學方法相結合，從預處理過程的篩選，烘干預熱，去除廢雜鋁表面的污垢、銹蝕、油脂，再到熔煉、精煉過程，除去廢鋁零件中的鑲嵌件，使用稀土型變質劑，不但能提高鋁熔體的力學性能，還能有效凈化熔體的作用，同時采用精煉劑和惰性氣體聯合精煉的方法控制夾雜物和含氫量，使廢雜鋁逐步實現凈化。
文檔編號C22B21/06GK103146924SQ20131008555
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者王如芬, 李志琴, 艾振海, 王明立, 齊寶蓮 申請人:天津立中合金集團有限公司