本發(fā)明屬于鋁合金生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及除鎂、除鈣劑，由于其是一種鋁合金(含一定的Cu、Fe)生產(chǎn)用自沉式除鎂、除鈣劑，本發(fā)明還涉及該種除鎂、除鈣劑的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鋁合金在生產(chǎn)時，為降低生產(chǎn)成本，提高熔煉效率，會添加部分再生鋁，再生鋁大部分為廢舊汽車、設(shè)備的拆解件，其中會有部分鎂(Mg)含量偏高或者鎂合金的鑄件，Mg含量有一定的波動，Mg在鋁合金中是一種合金元素，但是有一定的范圍要求，當(dāng)鋁合金使用再生鋁后出現(xiàn)Mg含量超標(biāo)時，需要進(jìn)行除鎂操作。
鈣(Ca)在鑄造鋁硅合金中是一種雜質(zhì)元素，會影響合金的變質(zhì)效果及力學(xué)性能等，因此合金中Ca含量的要求越來越低。金屬硅中含有一定的Ca，品位越低的金屬硅Ca含量越高，在合金熔煉過程中出現(xiàn)Ca含量超標(biāo)的情況時，需要進(jìn)行除鈣操作。目前，主要是通過添加除鎂劑、除鈣劑的方式進(jìn)行除鎂、除鈣，該方式具有易于操作，價格低廉，清除效果較好等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際生產(chǎn)中有較廣泛的應(yīng)用。
目前，公開的除鎂劑、除鈣劑一般由氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、氟鋁酸鉀(KAlF4/K3AlF6)、氟硅酸鈉(Na2SiF6)、六氯乙烷(C2Cl6)等組成。如中國發(fā)明專利CN103882250A公布了一種再生鋁合金除鎂熔劑及其制備方法，其主要由NaCl、KCl、Na2SiF6、AlCl3、C2Cl6、K2AlF6、AlF3組成，適用于再生鋁的除鎂；中國發(fā)明專利CN103725913A公布了一種鋁合金除鎂劑，其主要由Na2SiF6、NaCl、KCl、KAlF4、C2Cl6組成，可以除去鋁液中的鎂，另外還具有一定的精煉劑作用；中國發(fā)明專利CN105734331A公布了一種鋁合金除鈣劑及其制備和使用方法，其主要由磷酸鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉組成，該鋁合金除鈣劑，與現(xiàn)有技術(shù)相比操作環(huán)境友好、使用方法靈活、適用范圍廣，并且除鈣效率高；中國發(fā)明專利CN104294067A公布了一種除鈣劑及其制備方法，其主要由NaCl、KCl、Na2SiF6、NH4Cl、KAlF4、AlF3組成，該除鈣劑采用氯化銨取代了六氯乙烷作為除鈣劑的原材料，不僅降低了成本、使用過程中煙霧小、毒性小而且除鈣效果好，有效的降低了再生鋁合金中的鈣元素的含量；中國發(fā)明專利CN102011023A公布了一種鋁-硅合金用除鈣劑及其制備方法，該除鈣劑包含鋁、氟，其特征是它還包含鎳、硅、硼、碳，各元素的質(zhì)量百分比為：鋁11.0-21.0％，氟24.0-44.0％，鎳5.0-30.0％，硅7.0-35.0％，硼0.1-5.0％，碳5.0-20.0％，該鋁-硅合金除鈣劑具有高效環(huán)保、制備工藝簡單、工藝穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
以上發(fā)明專利提及的除鎂劑、除鈣劑有一定的除鎂、除鈣效果，但是均由密度低的鹽類、有機(jī)物等組成，做成的除鎂劑、除鈣劑密度低于鋁合金液的密度，在使用時會漂浮于鋁液表面，不能與鋁液充分接觸反應(yīng)，相當(dāng)一部分沒起到除鎂、除鈣作用即返出液面，造成浪費(fèi)，影響除鈣效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種鋁合金生產(chǎn)用自沉式除鎂、除鈣劑，應(yīng)用于鋁合金的除鎂、除鈣，另外還兼具Cu、Fe合金元素添加的作用。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
本除鎂、除鈣劑由銅米(Cu)、鐵粉(Fe)、氟鋁酸鉀(KAlF4/K3AlF6)、氟硅酸鉀(K2SiF6)、氟化鋁(AlF3)、六氯乙烷(C2Cl6)組成，上述組分按質(zhì)量百分比的含量為氟鋁酸鉀：10～40％、氟硅酸鉀：1～25％、氟化鋁：0～25％、六氯乙烷：1～40％、銅米或鐵粉或銅米與鐵粉的混合物：20～50％。
因Mg、Ca的化學(xué)活性較Al高，因此氟鋁酸鉀、氟硅酸鉀、氟化鋁可以優(yōu)先與Mg、Ca反應(yīng)生產(chǎn)MgF2、CaF2，六氯乙烷可以優(yōu)先與Mg、Ca反應(yīng)生產(chǎn)MgCl2、CaCl2，從而起到除鎂、除鈣的作用。銅米、鐵粉可以調(diào)節(jié)比重，同時還可在鋁合金中添加Cu、Fe元素。
除鎂、除鈣劑的生產(chǎn)方法是：銅米質(zhì)量要求為Cu含量≥99.5％，其它單個雜質(zhì)≤0.05％，直徑在0.5-2.5mm，長度≤5mm，水分≤0.2％；鐵粉質(zhì)量要求為Fe含量≥98.3％，Mn≤0.3％，其它單個雜質(zhì)≤0.05％，粒度：40～80目，水分≤0.2％，其余原材料采用工業(yè)級產(chǎn)品，要求純度≥98％，粒度介于30～150目之間的比例在80％以上，水分≤0.2％。如果所用材料水分不符合要求，則先使用烘干機(jī)將其進(jìn)行烘干，以達(dá)到規(guī)定的水分要求。如果所用材料粒度不符合要求，將以上物料使用振動篩分別進(jìn)行篩分，以達(dá)到規(guī)定的粒度要求。將符合要求的物料按照本發(fā)明涉及的配方比例進(jìn)行配料，每批次配料500～1000千克，將物料投入混料機(jī)進(jìn)行混合，混合時間為20～40分鐘。然后，將混合好的物料使用液壓機(jī)壓制成圓餅狀或球狀，單塊重量20～500克，密度：2.75～3.5克/立方厘米，制成的除鎂、除鈣劑進(jìn)行成分、粒度和水分檢測，檢測合格后采用鋁箔、塑料袋按照1～2.5千克/包進(jìn)行包裝，外包裝使用紙箱、紙袋、編織袋等。以下為除鎂、除鈣劑的生產(chǎn)過程流程圖。
除鎂、除鈣劑的使用方法是：
1、用量：根據(jù)合金液中初始Cu、Fe含量及其控制要求以及除鎂、除鈣劑中的Cu、Fe含量計算加入量，以滿足合金中Cu、Fe含量控制要求為準(zhǔn)，一般加入量為鋁熔體重量的0.2～1％。
2、加入溫度：730～780℃。
3、加入方式：將除鎂、除鈣劑拆開包裝，均勻撒于鋁液表面，在其反應(yīng)過程中可進(jìn)行適當(dāng)攪拌，以使其可與鋁液各個部位充分接觸，反應(yīng)完畢后再次攪拌5～10分鐘，靜置10～15分鐘，再次攪拌均勻后取樣分析。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
1、本發(fā)明自沉式除鎂、除鈣劑通過銅米、鐵粉等高密度材料與除鎂、除鈣有效成分的組合，可使其密度(2.75～3.5克/立方厘米)大于鋁液密度，加入鋁液后可自動沉入液面以下進(jìn)行反應(yīng)，操作簡便，同時由于是壓制成致密的圓餅狀或球狀，可緩慢釋放除鎂、除鈣的有效成分，持續(xù)起到除鎂、除鈣作用，提高材料的利用率，而且還能添加Cu、Fe等合金元素。該自沉式除鎂、除鈣劑具有較為廣泛的用途，適用于以再生鋁為原材料的鋁合金生產(chǎn)，具有除鎂、除鈣、熔體精煉、合金化元素添加等多重功效。
2、本發(fā)明配方設(shè)計合理，生產(chǎn)方法簡單易于實(shí)施，對原材料的純度、含水量、粒度進(jìn)行嚴(yán)格控制，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量。采用本發(fā)明生產(chǎn)的除鎂、除鈣劑精煉劑可應(yīng)用于以再生鋁為原材料生產(chǎn)鋁合金(含一定的Cu、Fe)的除鎂、除鈣，且密度大于鋁液的密度，加入鋁液后可沉入鋁液進(jìn)行反應(yīng)，緩慢釋放有效成分，提高除鎂、除鈣效果，減少用量。每1千克本除鎂、除鈣劑可清除0.2～0.4千克的Mg以及0.005～0.01千克的Ca，同時Cu、Fe的實(shí)收率可達(dá)到90％以上。依據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的除鎂、除鈣劑較單純以低密度的鹽類、有機(jī)物等生產(chǎn)的粉末狀或塊狀除鎂、除鈣劑有更高的除鎂、除鈣效率。
附圖說明
圖1為本自沉式除鎂、除鈣劑的生產(chǎn)流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1：
一種鋁合金生產(chǎn)用自沉式除鎂、除鈣劑，其組分及質(zhì)量百分含量為：銅米33％、氟鋁酸鉀40％、氟硅酸鉀：15％、六氯乙烷12％。嚴(yán)格控制以上材料成分、粒度、水分等符合本發(fā)明的要求。將以上物料進(jìn)行配比、混合后加入液壓機(jī)壓制成圓餅狀，密度控制在2.75～3.5克/立方厘米。制成的除鎂、除鈣劑進(jìn)行成分、粒度和水分檢測，檢測合格后按照1～2.5千克/袋標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包裝。
實(shí)施例2：
一種鋁合金生產(chǎn)用自沉式除鎂、除鈣劑，其組分及質(zhì)量百分含量為：鐵粉：45％、氟鋁酸鉀30％、氟硅酸鉀：7％、氟化鋁3％、六氯乙烷15％。嚴(yán)格控制以上材料成分、粒度、水分等符合本發(fā)明的要求。將以上物料進(jìn)行配比、混合后加入液壓機(jī)壓制成圓餅狀，密度控制在2.75～3.5克/立方厘米。制成的除鎂、除鈣劑進(jìn)行成分、粒度和水分檢測，檢測合格后按照1～2.5千克/袋標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包裝。
實(shí)施例3：
一種鋁合金生產(chǎn)用自沉式除鎂、除鈣劑，其組分及質(zhì)量百分含量為：銅米：25％、鐵粉：15％、氟鋁酸鉀40％、氟硅酸鉀：5％、氟化鋁5％、六氯乙烷10％。嚴(yán)格控制以上材料成分、粒度、水分等符合本發(fā)明的要求。將以上物料進(jìn)行配比、混合后加入液壓機(jī)壓制成圓餅狀，密度控制在2.75～3.5克/立方厘米。制成的除鎂、除鈣劑進(jìn)行成分、粒度和水分檢測，檢測合格后按照1～2.5千克/袋標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包裝。
以下為本除鎂、除鈣劑的應(yīng)用實(shí)例，合金中初始Si含量為10.63190％、Mg含量為0.54572％，Ca含量為0.00558％，Cu含量為0.00190％，除鎂、除鈣劑(Cu含量33％)的加入比例為0.667％，加入溫度為740℃。
表1、除鎂、除鈣劑應(yīng)用效果數(shù)據(jù)
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。