一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法
阅读说明：本技术 一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法 (Preparation method of high-silicon aluminum silicon intermediate alloy ingot ) 是由 刘新锋 李坤 袁志刚 赵文龙 吴慕天 赵蕾 邵四杰 李海峰 李晓庆 于 2020-04-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法,采用铝含量99.70%以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37%以上的3303金属硅为原料,铝锭和电解铝液的重量份之比为1：10,金属硅与纯铝的质量比为1.51/1,得到AlSi60中间合金；熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高硅铝硅中间合金,以纯度为99.999%以上的氮气或氩气为载体,将打渣剂和精炼剂均匀喷入熔体中,进行精炼除渣。本发明制备得到的高硅铝硅中间合金锭,成分稳定均匀、内部组织致密、表面光滑清洁、无杂质,铸造速率大幅度提高,节省了生产空间,降低了人员劳动力的浪费,能耗大幅度降低,满足了生产企业的需求,安全性高,易于推广,是生产AlSi60中间合金锭的最佳生产方法。(The invention discloses a preparation method of a high-silicon aluminum silicon intermediate alloy ingot, which adopts electrolytic aluminum liquid with the aluminum content of more than 99.70 percent and the aluminum ingot as well as 3303 metal silicon with the silicon content of more than 99.37 percent as raw materials, wherein the weight ratio of the aluminum ingot to the electrolytic aluminum liquid is 1: 10, the mass ratio of the metallic silicon to the pure aluminum is 1.51/1, and the AlSi60 intermediate alloy is obtained; and in the smelting process, a powder injection refiner is used for refining to obtain the high-silicon aluminum silicon intermediate alloy, nitrogen or argon with the purity of over 99.999 percent is used as a carrier, and a slag-removing agent and a refining agent are uniformly sprayed into the melt for refining and deslagging. The high-silicon aluminum silicon intermediate alloy ingot prepared by the invention has stable and uniform components, compact internal structure, smooth and clean surface, no impurities, greatly improved casting speed, saved production space, reduced labor waste of personnel, greatly reduced energy consumption, high safety and easy popularization, and is the best production method for producing the AlSi60 intermediate alloy ingot.)
一、技术领域：
本发明涉及铝硅中间合金制备技术领域，具体说是一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法。
二、背景技术：
目前我国铝中间合金化学成分执行《GB/T 27677-2017铝中间合金》新标准，替代了《GB/T 27677-2011铝中间合金》标准，新增了ALSi60中间合金锭，其中规定的铝硅中间合金硅含量57～63％，主要杂质元素含量要求如下：Fe≤0.50％，Ti≤0.10％，Ca≤0.10％，其他单个≤0.05％，其他总和≤0.15％。
已公布的CN102864350A生产方法采用高硅铝合金和纯铝按一定比例对掺，采用ALSi25高硅铝合金和AL99.70％以上纯铝为原料，可以生产ALSi18、ALSi20和ALSi22，但却不能按此方法生产ALSi60。
已公布的CN105543517一种铝硅中间合金制备方法，其采用0.2mm厚度铝箔将1～80mm粒度的工业硅颗粒包裹，置于熔炼炉的炉底，然后按铝硅合金配比向熔炼炉炉膛中再加入AL99.70％以上铝锭，并将其置于被铝箔包裹的工业硅颗粒上，加热，熔炼，搅拌后浇铸成型，最终生产的高硅铝硅中间合金断口组织存在部分未熔物，无法满足
《GB/T 27677-2017铝中间合金》的标准要求。
三、
发明内容
：本发明所要解决的技术问题是：提供一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法，以达到使其在保证硅单质熔入铝合金的同时，降低能耗，提高生产效率，细化铝硅中间合金晶粒的目的。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种高硅铝硅中间合金锭的制备方法，采用质量等级AL99.70％以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37％以上的3303金属硅为原料，铝锭和电解铝液的重量份之比为1：10，金属硅与纯铝的质量比为1.51/1，得到AlSi60中间合金；熔炼过程通过喷粉精炼机进行精炼处理得到高硅铝硅中间合金；其中，以纯度为99.999％以上的氮气或氩气为载体，将打渣剂和精炼剂均匀喷入熔体中，进行精炼除渣，氮气或氩气流量为6～12NL/min，气体压力为0.1～0.3Mpa。
熔炼设备采用中频感应炉，添加金属硅的方式分3～6批加入，并加热升温至金属硅完全熔化,引入铸造机进行生产。
所述的高硅铝硅中间合金锭的制备方法，其具体生产步骤如下：
A、原料准备：采用质量等级AL99.70％以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37％以上的3303金属硅为原料，铝锭和电解铝液的重量份之比为1：10，金属硅与纯铝的质量比为1.51/1，纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素；
B、将准备好的AL99.70％以上的电解铝液在中频感应炉中升温至760～780℃时，撒入适量打渣剂进行除渣；
C、除渣后，分3～6批加入准备好的硅含量99.37％以上的3303金属硅，升温至金属硅完全熔化，得铝熔体；
D、加硅完毕后，铝熔体温度控制在900～950℃保温合金化20分钟；
E、加入准备好的AL含量99.70％以上的铝锭降温，温度降至840℃，使用喷粉精炼机，以纯度为99.999％以上的氮气或氩气为载体，将适量精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣5～20分钟，氮气或氩气流量为6～12NL/min，气体压力为0.1～0.3Mpa；
F、精炼完毕，持续搅拌升温至900～950℃，取样，化验合格后，利用铸造机进行铸锭，得到高硅铝硅中间合金锭，即ALSi60中间合金锭。
在步骤B中，所述电解铝液的加入量为中频感应炉容量的50～60％；打渣剂的加入量为电解铝液重量的1～2‰。
在步骤A中，所述精炼剂用量为铝熔体重量的1～2‰。
经本发明制备方法得到的高硅铝硅中间合金锭，硅含量为59～61％，铁含量为0.30～0.35％，铜、锰、镁、铬、钛、钙含量均小于0.05％，其他单个总和小于0.15％，断口组织无偏析及未熔物，满足《GB/T 27677-2017铝中间合金》的标准要求。
四、
具体实施方式
：
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1：
一种高硅铝硅中间合金的制备方法，其具体生产步骤如下：
A、原料准备：采用质量等级AL99.70％以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37％以上的3303金属硅为原料，铝锭和电解铝液的重量份之比为1：10，金属硅与纯铝的质量比为1.51/1，纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素；
B、将550重量份的AL99.70％以上的电解铝液在中频感应炉中升温至760℃，撒入0.9重量份的打渣剂进行除渣；
C、除渣后，分4批加入915重量份的的硅含量99.37％以上的3303金属硅，升温至金属硅完全熔化，得铝熔体；
D、加硅完毕后，铝熔体温度控制在920℃保温合金化20分钟；
E、加入55重量份的AL含量99.70％以上的铝锭降温，温度降至840℃，使用喷粉精炼机，以纯度为99.999％以上的氮气为载体，将2.0重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣10分钟，氮气流量为8NL/min，气体压力为0.2Mpa；
F、精炼完毕，持续搅拌升温至900℃，取样，化验合格后，利用铸造机进行铸锭，得到高硅铝硅中间合金锭，即ALSi60中间合金锭。
实施例2：
一种高硅铝硅中间合金的制备方法，其具体生产步骤如下：
A、原料准备：采用质量等级AL99.70％以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37％以上的3303金属硅为原料，铝锭和电解铝液的重量份之比为1：10，金属硅与纯铝的质量比为1.51/1，纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素；
B、将600重量份的AL99.70％以上的电解铝液在中频感应炉中升温至770℃时，撒入1.0重量份的打渣剂进行除渣；
C、除渣后，分5批加入1000重量份的的硅含量99.37％以上的3303金属硅，升温至金属硅完全熔化，得铝熔体；
D、加硅完毕后，铝熔体温度控制在900℃保温合金化20分钟；
E、加入60重量份的AL含量99.70％以上的铝锭降温，温度降至840℃，使用喷粉精炼机，以纯度为99.999％以上的氩气为载体，将1.9重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣15分钟，氩气流量为10NL/min，气体压力为0.1Mpa；
F、精炼完毕，持续搅拌升温至900℃，取样，化验合格后，利用铸造机进行铸锭，得到高硅铝硅中间合金锭，即ALSi60中间合金锭。
实施例3：
一种高硅铝硅中间合金的制备方法，其具体生产步骤如下：
A、原料准备：采用质量等级AL99.70％以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37％以上的3303金属硅为原料，铝锭和电解铝液的重量份之比为1：10，金属硅与纯铝的质量比为1.51/1，纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素；
B、将500重量份的AL99.70％以上的电解铝液在中频感应炉中升温至780℃时，撒入0.8重量份的打渣剂进行除渣；
C、除渣后，分6批加入830重量份的的硅含量99.37％以上的3303金属硅，升温至金属硅完全熔化，得铝熔体；
D、加硅完毕后，铝熔体温度控制在940℃保温合金化20分钟；
E、加入50重量份的AL含量99.70％以上的铝锭降温，温度降至840℃，使用喷粉精炼机，以纯度为99.999％以上的氮气为载体，将2.0重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣20分钟，氮气流量为6NL/min，气体压力为0.2Mpa；
F、精炼完毕，持续搅拌升温至940℃，取样，化验合格后，利用铸造机进行铸锭，得到高硅铝硅中间合金锭，即ALSi60中间合金锭。
实施例4：
一种高硅铝硅中间合金的制备方法，其具体生产步骤如下：
A、原料准备：采用质量等级AL99.70％以上的电解铝液和铝锭、硅含量99.37％以上的3303金属硅为原料，铝锭和电解铝液的重量份之比为1：10，金属硅与纯铝的质量比为1.51/1，纯铝包括铝锭和电解铝液中的铝元素；
B、将1000重量份的AL99.70％以上的电解铝液在中频感应炉中升温至780℃时，撒入1.5重量份的打渣剂进行除渣；
C、除渣后，分6批加入1660重量份的的硅含量99.37％以上的3303金属硅，升温至金属硅完全熔化，得铝熔体；
D、加硅完毕后，铝熔体温度控制在940℃保温合金化20分钟；
E、加入100重量份的AL含量99.70％以上的铝锭降温，温度降至840℃，使用喷粉精炼机，以纯度为99.999％以上的氩气为载体，将5.2重量份的精炼剂均匀喷入铝熔体中进行精炼除渣20分钟，氩气流量为10NL/min，气体压力为0.2Mpa；
F、精炼完毕，持续搅拌升温至940℃，取样，化验合格后，利用铸造机进行铸锭，得到高硅铝硅中间合金锭，即ALSi60中间合金锭。
上述实施例1至实施例4制备得到的高硅铝硅中间合金锭，经过检测，其成分如下表1所示：
通过以上试验数据表明，使用本发明制备方法生产的高硅铝硅中间合金锭，硅含量在59～61％，铁含量在0.30～0.35％，铜、锰、镁、铬、钛、钙含量均小于0.05％，其他单个总和小于等于0.15％，断口组织无偏析及未熔物，完全满足了《GB/T 27677-2017铝中间合金》的标准要求。