專利名稱：：一種鋁硅合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要涉及一種利用鋁礬土和石英，用煤炭還原熔煉制備鋁硅合金的冶煉方法。二
背景技術(shù)：
：鋁硅合金是用于鑄造、冶金等方面的材料。.目前硅鋁合金的生產(chǎn)方法主要為金屬熔配法。用純鋁和純硅按照一定的比例對(duì)摻成為合金。純硅的生產(chǎn)多用電熱還原法，要挑選很純的硅礦物，在礦熱爐中用碳還原得到純硅。純鋁的生產(chǎn)更為復(fù)雜，首先要將鋁土礦中的硅、鈦、鐵等雜質(zhì)除去，生產(chǎn)純的的氧化鋁，然后再用電解法獲得純鋁。我國(guó)與國(guó)外鋁礦資源相比，具有高硅高鈦的特點(diǎn)，一水硬鋁石型鋁礦資源多，高鋁硅比鋁礬土礦資源少，導(dǎo)致我國(guó)電解鋁的生產(chǎn)成本較高。因此，硅鋁合金采用熔配法生產(chǎn)，存在工藝流程長(zhǎng)、原料來(lái)源困難、能源消耗多和生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)。電熱法制鋁硅合金以含有氧化鋁和氧化硅的礦物為原料，以碳質(zhì)材料為還原劑，經(jīng)電爐還原熔煉直接制得，省去了先制取氧化鋁和混熔的復(fù)雜過(guò)程。目前，電熱法制備鋁硅合金主要采用礦熱爐生產(chǎn)，具有反應(yīng)溫度高、可連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，但設(shè)備投資大、底部易形成碳化物造成爐底結(jié)瘤上漲，給操作帶來(lái)不便；感應(yīng)爐生產(chǎn)鋁硅合金具有設(shè)備投資小、生產(chǎn)靈活、升溫速度快的特點(diǎn)，能夠進(jìn)一步降低電熱法生產(chǎn)鋁硅合金的成本。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種以鋁礬土、石英為原料，用煤炭做還原劑，冶煉鋁硅合金的方法，該工藝方法能夠降低傳統(tǒng)的鋁硅合金工藝的生產(chǎn)成本，避免采用礦熱爐生產(chǎn)鋁硅合金造成爐底上漲問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)以下步驟來(lái)完成(1)原料成分和備料原料成分以wt。/。計(jì)為鋁礬土A120369Si028.2CaO0.8Fe2033.0;石英Si0299%;煤炭固定碳73.52揮發(fā)份18.59灰分9.7水分1.89;將鋁鞏土和石英和煤炭各分別磨碎至粒度為0.1-lmm;(2)配料壓塊將磨好的鋁礬土和石英和煤炭按鋁礬土石英煤炭的重量比=1:0.2-0.5:0.3-0.6配方混合均勻，在壓塊機(jī)上壓塊，壓強(qiáng)為l-20MPa，然后將制得的壓塊在溫度為80-150'C進(jìn)行干燥脫水，使水分含量小于0.5wt%;(3)熔煉將壓塊裝入石墨坩堝內(nèi)，放入感應(yīng)爐，啟動(dòng)冷卻水系統(tǒng)，通入保護(hù)性氣體氬氣5-30分鐘后，在常壓下通電加熱，加熱過(guò)程中仍通入保護(hù)性氣體，將中頻爐升溫至溫度為500-100(TC后保溫1-15分鐘，然后繼續(xù)升溫至溫度為1700-2200'C，保溫30-90分鐘；(4)降溫冷卻降溫至溫度為500-1000。C后保溫1-15分鐘，然后繼續(xù)降溫至室溫，停止通入保護(hù)性氣體，出爐得到成品，所得鋁硅合金成分為鋁.42-46wt。/D，硅19-22wtM。發(fā)明的積極效果(1)本發(fā)明直接用鋁礬土、石英為原料，煤炭為還原劑在感應(yīng)爐制備得到鋁硅合金，工藝簡(jiǎn)單，省去了分別制備金屬鋁和金屬硅的復(fù)雜工藝過(guò)程。(2)依據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)鋁硅合金能耗小、成本低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。四圖1為工藝流程示意圖。五具體實(shí)施例方式結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例中所用原料成分如下(1)鋁礬土主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>(2)煤炭成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>(3)石英Si02^99wt%。實(shí)施例l:分別將鋁礬土、石英和煤炭破碎，研磨至粒度為0.5mrn。將研磨好的鋁砜土和石英和煤炭按重量比-h0.3:0.4混合均勻后，放入壓塊機(jī)中進(jìn)行壓塊，壓強(qiáng)為10MPa，壓塊直徑12mrn，髙lOirnn;將制得的壓塊在溫度為9(TC進(jìn)行干燥，使壓塊的水分含量小于0.5wt%;然后將干燥后的壓塊放入石墨鉗堝中，再放入感應(yīng)爐內(nèi)；啟動(dòng)水冷系統(tǒng)；通入保護(hù)性氣體氬氣20min，將爐內(nèi)的空氣除凈；準(zhǔn)備工作完畢后，在常壓下通電加熱。加熱過(guò)程中一直通入保護(hù)性氣體，將中頻爐升溫至溫度為700'C后保溫10分鐘，然后繼續(xù)升溫至1800'C，保溫60分鐘。反應(yīng)完畢后冷卻降溫，當(dāng)溫度降至70(TC保溫10分鐘，然后繼續(xù)降溫至室溫，停止通入保護(hù)性氣體，出爐得到成品。所得鋁硅合金含鋁46wt%，含硅22wtM。實(shí)施例2:分別將鋁礬土和石英和煤炭破碎，研磨至粒度為0.5mm，將研磨好的鋁礬土礦、石英和煤炭按重量比=1:0.4:0.5混合均勻后，放入壓塊機(jī)在壓強(qiáng)為lOMPa進(jìn)行壓塊，壓塊直徑12mm，高lOmm;將制得的壓塊在溫度為卯'C進(jìn)行干燥，使壓塊的水分含量小于0.5wt%。然后將干燥后的壓塊裝入石墨坩堝內(nèi)，再放入感應(yīng)爐中，啟動(dòng)水冷系統(tǒng)，通入保護(hù)性氣體20min，將爐內(nèi)的空氣除凈。準(zhǔn)備工作完畢后，在常壓下通電加熱，加熱過(guò)程中通入保護(hù)性氣體，將中頻爐升溫至70(TC后保溫10分鐘，然后繼續(xù)升溫至200(TC，保溫60分鐘。反應(yīng)完畢后冷卻降溫，當(dāng)溫度降至700'C保溫10分鐘，然后繼續(xù)降溫至室溫，停止通入保護(hù)性氣體氬氣，出爐得到成品。所得鋁硅合金含鋁45wt%，含硅20wty。。實(shí)施例3:分別將鋁礬土和石英和煤炭破碎，研磨至粒度為0.5mm。將研磨好的鋁土礦、石英和煤炭按重量比=1:0.5:0.6混合均勻后，放入壓塊機(jī)中在壓強(qiáng)lOMPa下進(jìn)行壓塊，壓塊直徑12mm，高10mm;將制得的壓塊在溫度為9(TC進(jìn)行干燥，使壓塊的水分含量小于0.5wt%，然后將干燥后的壓塊裝入石墨坩堝中，再放入感應(yīng)爐中，啟動(dòng)水冷系統(tǒng)；通入保護(hù)性氣體氬氣20min，將爐內(nèi)的空氣除凈。準(zhǔn)備工作完畢后，在常壓下通電加熱，加熱過(guò)程中一直通入保護(hù)性氣體。.將中頻爐升溫至70(TC后保溫10分鐘，然后繼續(xù)升溫至2200'C,保溫60分鐘。反應(yīng)完畢后冷卻降溫，當(dāng)溫度降至700'C保溫10分鐘，然后繼續(xù)降溫至室溫，停止通入保護(hù)性氣體，出爐得到成品。所得鋁硅合金含鋁42wt%,含硅19wtM。權(quán)利要求1.一種鋁硅合金的制備方法，包括備料、配料壓塊、熔煉、降溫冷卻4個(gè)步驟，其特征是1.1原料成分和備料原料成分以wt％計(jì)為鋁礬土Al2O369SiO28.2CaO0.8Fe2O33.0；石英SiO2≥99％；煤炭固定碳73.52揮發(fā)份18.59灰分9.7水分1.89；將鋁礬土和石英和煤炭各分別磨碎至粒度為0.1-1mm；1.2配料壓塊將磨好的鋁礬土和石英和煤炭按鋁礬土∶石英∶煤炭的重量比＝1∶0.2-0.5∶0.3-0.6配方混合均勻，在壓塊機(jī)上壓塊，壓強(qiáng)為1-20MPa，然后將制得的壓塊在溫度為80-150℃進(jìn)行干燥脫水，使水分含量小于0.5wt％；1.3熔煉將壓塊裝入石墨坩堝內(nèi)，放入感應(yīng)爐，啟動(dòng)冷卻水系統(tǒng)，通入保護(hù)性氣體氬氣5-30分鐘后，在常壓下通電加熱，加熱過(guò)程中仍通入保護(hù)性氣體，將中頻爐升溫至溫度為500-1000℃后保溫1-15分鐘，然后繼續(xù)升溫至溫度為1700-2200℃，保溫30-90分鐘；1.4降溫冷卻降溫至溫度為500-1000℃后保溫1-15分鐘，然后繼續(xù)降溫至室溫，停止通入保護(hù)性氣體，出爐得到成品，所得鋁硅合金成分為鋁42-46wt％，硅19-22wt％。全文摘要一種鋁硅合金的制備方法，用鋁礬土和石英為原料，用煤炭為還原劑，經(jīng)磨細(xì)至粒度為0.1-1mm備料，鋁礬土∶石英∶煤炭的重量比＝1∶0.2-0.5∶0.3-0.6配料壓塊、感應(yīng)爐中溫度1700-2200℃熔煉，降溫，冷卻后得到鋁硅合金。文檔編號(hào)C22C1/10GK101613815SQ20091009474公開(kāi)日2009年12月30日申請(qǐng)日期2009年7月21日優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日發(fā)明者于文軸,劉大春,徐寶強(qiáng),戴永年,濤曲,斌楊,汪鏡福,恒熊,博秦,蔣文龍,勇鄧,郁青春,馬文會(huì)申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)