一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁鈦硼合金生產(chǎn)工藝，具體是一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前關(guān)于鋁鈦硼中間合金制備的理論研宄非常多，按照原料性質(zhì)可以分為氧化物法、氟鹽法和純鈦顆粒法等；按照制備工藝又可以分為鋁熱還原法、電解法、自蔓延高溫合成法等。但目前在工業(yè)中生產(chǎn)高質(zhì)量的鋁鈦硼中間合金運用廣泛的是氟鹽法，即利用K2TiF6和KBF4通過鋁熱反應(yīng)制造出鋁鈦硼合金。
[0003]2)氟鹽法其缺點是由于在合金化過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物氟鋁酸鉀鹽以及熔鹽對耐火材料的腐蝕帶入的夾雜物，很難從鋁鈦硼合金中有效的徹底去除。導(dǎo)致這些雜質(zhì)隨細化劑而帶入被細化的合金當中去，極大的減弱了鋁合金細化效果。
[0004]3)如何在工業(yè)上生產(chǎn)出尺寸細小、彌散分布均勻的TiB2相和TiA13相和高純潔度產(chǎn)品高端鋁鈦硼合金面臨的課題。目前國產(chǎn)鋁鈦硼中間合金細化劑質(zhì)量一般，合金組織內(nèi)主要存在TiB2相和TiA13相的形態(tài)、尺寸和分布，以及氧化物與氟鹽雜質(zhì)含量中的某個或多個質(zhì)量指標達不到要求。因此普通法生產(chǎn)的鋁鈦硼合金不能滿足日益增長和不斷創(chuàng)新的尚精尖、尚品質(zhì)銷合金材料的細化處理的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種分布均勻、渣含量少的使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金，按照重量份的原料包括:鋁錠800-1200份、氟鈦酸鉀160-310份、氟硼酸鉀80-150份、稀釋緩沖劑25-30份、精煉劑8_12份、吸渣劑8-12 份。
[0007]作為本發(fā)明進一步的方案:所述吸渣劑按照重量百分比的原料包括:氯化鈉3.2-4.8份、氯化鉀2.4-3.6份、氟硅酸鈉2_3份、氟化鈣0.4-0.6份。
[0008]所述使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
(1)配料與混料:按照重量份稱取氟硼酸鉀與氟鈦酸鉀后用混料機進行混合10-12min得到氟鹽混合物；
(2)鋁錠熔化:按照重量份稱取鋁錠，將鋁錠放入熔鋁爐中并加熱至740-800°C后將鋁水和未熔化的鋁錠均倒入多頻感應(yīng)爐中；
(3)純鋁處理:開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備，用加料機加入精煉劑和15-25%的氟鹽混合物，加料時間為5-10min，保持多頻感應(yīng)爐中的溫度為850-900°C進行加熱10-12min，將多頻感應(yīng)爐切換到B頻段，保溫15_20min后停爐，倒掉爐內(nèi)上層的氟鹽渣水層； (4)合金化反應(yīng):開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備和攪拌裝置，將稀釋緩沖劑加入到剩余的氟鹽混合物中，并通過加料機將混有稀釋緩沖劑的氟鹽混合物加入到多頻感應(yīng)爐中，加料時間為25-40min，通過調(diào)節(jié)電爐功率與加料速度使反應(yīng)過程溫度為700-886°C，加料結(jié)束10-15min后，停止攪拌裝置；
(4)保溫與清渣:將多頻感應(yīng)爐切換到B頻段，調(diào)節(jié)功率，使電爐處于保溫狀態(tài)，保溫溫度為750-850°C，保溫25-30min后停止電爐，靜置8_10min后倒掉氟鹽渣水層，加入吸渣劑吸渣并清理；
(6)除氣與精煉:將清渣后的金屬液轉(zhuǎn)入精煉澆鑄爐，使用旋轉(zhuǎn)除氣機攪拌2-3min，清理上層浮渣；開啟多頻感應(yīng)爐最大功率，再使用旋轉(zhuǎn)除氣機進行旋轉(zhuǎn)除氣，當多頻感應(yīng)爐溫度達到780-820°C后，調(diào)節(jié)多頻感應(yīng)爐使其處于保溫狀態(tài)，除氣30-45min后停止除氣，關(guān)爐，清理爐壁渣；
(7)澆鑄:清理完后再開爐使其處于保溫狀態(tài)，準備澆鑄，澆鑄溫度為770-830°C，澆鑄速度為1.5-2.5t/h，調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)控制軋制溫度，進軋溫度為450-550°C，乳制成鋁鈦硼合金桿；
(8 )清爐:生產(chǎn)完后及時清爐，每爐一次，清爐時，爐墻和爐角上的灰渣結(jié)塊要用鏟子清除干凈。
[0009]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(3)對鋁液中加入精煉劑和氟鹽混合物作為后期反應(yīng)的異質(zhì)形核劑。
[0010]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(4)中開啟攪拌裝置使加入的氟鹽混合物和鋁液快速接觸反應(yīng)產(chǎn)生的鈦和硼粒子化合物分散開來，得到細小分布均勻的粒子相態(tài)合金。
[0011]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(5)中進行保溫時，多頻感應(yīng)爐處于B頻段，使得合金液下部攪拌，上部保持靜態(tài)，下部攪拌防止鈦和硼粒子化合物沉降、團聚與偏析，防止氟鹽卷入合金與合金液裸露氧化。
[0012]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(6)中旋轉(zhuǎn)除氣機的轉(zhuǎn)速為250-350r/min，使用的氣體為氬氣，氣體流量為1-1.5m3/min。
[0013]作為本發(fā)明再進一步的方案:所述多頻感應(yīng)爐在A頻段的頻率為100-300HZ，在B頻段的頻率為500-1000HZ。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)高品質(zhì)的鋁鈦硼系列中間合金重要的方法，采用多頻電爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金，在加料前對鋁液進行精煉并加入氟鹽混合物作為后期反應(yīng)的異質(zhì)形核劑，后期反應(yīng)產(chǎn)生的鈦和硼粒子化合物分布更均勻，氟鹽混合物中加入了稀釋緩沖劑，有效的控制了反應(yīng)速度并提高氟鹽渣與合金的分離凈化效果，通過檢驗分析，本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品中鈦和硼粒子化合物細小，分布均勻，渣含量少。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
[0016]實施例1 Α1Τ5?Β1合金的制造一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金，按照重量份的原料包括:鋁錠1000份、氟鈦酸鉀260份、氟硼酸鉀128份、稀釋緩沖劑30份、精煉劑10份、吸渣劑10份，所述吸渣劑按照重量百分比的原料包括:氯化鈉4份、氯化鉀3.5份、氟硅酸鈉2份、氟化鈣0.5份。
[0017]所述使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
(1)配料與混料:按照重量份稱取氟硼酸鉀與氟鈦酸鉀后用混料機進行混合1min得到氟鹽混合物；
(2)鋁錠熔化:按照重量份稱取鋁錠，將鋁錠放入熔鋁爐中并加熱至780°C后將鋁水和未熔化的鋁錠均倒入多頻感應(yīng)爐中；
(3)純鋁處理:開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，頻率為100Hz，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備，用加料機加入精煉劑和15%的氟鹽混合物，作為后期反應(yīng)的異質(zhì)形核劑，加料時間為5min，保持多頻感應(yīng)爐中的溫度為850°C進行加熱lOmin，將多頻感應(yīng)爐切換到B頻段，頻率為500HZ，保溫15in后停爐，倒掉爐內(nèi)上層的氟鹽渣水層；
(4)合金化反應(yīng):開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備和攪拌裝置，將稀釋緩沖劑加入到剩余的氟鹽混合物中，并通過加料機將混有稀釋緩沖劑的氟鹽混合物加入到多頻感應(yīng)爐中，攪拌裝置使加入的氟鹽混合物和鋁液快速接觸反應(yīng)產(chǎn)生的鈦和硼粒子化合物分散開來，得到細小分布均勻的粒子相態(tài)合金，加料時間為30min，通過調(diào)節(jié)電爐功率與加料速度使反應(yīng)過程溫度為750°C，加料結(jié)束1min后，停止攪拌裝置；
(5)保溫與清渣:將多頻感應(yīng)爐切換到B頻段，調(diào)節(jié)功率，使電爐處于保溫狀態(tài)，使得合金液下部攪拌，上部保持靜態(tài)，下部攪拌防止鈦和硼粒子化合物沉降、團聚與偏析，防止氟鹽卷入合金與合金液裸露氧化，保溫溫度為750°C，保溫30min后停止電爐，靜置Smin后倒掉氟鹽渣水層，加入吸渣劑吸渣并清理；
(6)除氣與精煉:將清渣后的金屬液轉(zhuǎn)入精煉澆鑄爐，使用旋轉(zhuǎn)除氣機攪拌2min，清理上層浮渣；開啟多頻感應(yīng)爐最大功率，再使用旋轉(zhuǎn)除氣機進行旋轉(zhuǎn)除氣，旋轉(zhuǎn)除氣機的轉(zhuǎn)速為250r/min，使用的氣體為氬氣，氣體流量為lm3/min，當多頻感應(yīng)爐溫度達到800°C后，調(diào)節(jié)多頻感應(yīng)爐使其處于保溫狀態(tài)，除氣30min后停止除氣，關(guān)爐，清理爐壁渣；
(7)澆鑄:清理完后再開爐使其處于保溫狀態(tài)，準備澆鑄，澆鑄溫度為770°C，澆鑄速度為1.5t/h，調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)控制軋制溫度，進軋溫度為450°C，乳制成鋁鈦硼合金桿；
(8 )清爐:生產(chǎn)完后及時清爐，每爐一次，清爐時，爐墻和爐角上的灰渣結(jié)塊要用鏟子清除干凈。
[0018]實施例2
Α1Τ3?Β1合金的制造
一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金，按照重量份的原料包括:鋁錠1000份、氟鈦酸鉀160份、氟硼酸鉀128份、稀釋緩沖劑30份、精煉劑10份、吸渣劑8份，所述吸渣劑按照重量百分比的原料包括:氯化鈉3.2份、氯化鉀2.4份、氟硅酸鈉2份、氟化鈣0.4份。
[0019]所述使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
(1)配料與混料:按照重量份稱取氟硼酸鉀與氟鈦酸鉀后用混料機進行混合Ilrnin得到氟鹽混合物；
(2)鋁錠熔化:按照重量份稱取鋁錠，將鋁錠放入熔鋁爐中并加熱至750°C后將鋁水和未熔化的鋁錠均倒入多頻感應(yīng)爐中； (3)純鋁處理:開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，頻率為200Hz，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備，用加料機加入精煉劑和20%的氟鹽混合物，作為后期反應(yīng)的異質(zhì)形核劑，加料時間為6min，保持多頻感應(yīng)爐中的溫度為870°C進行加熱IImin,將多頻感應(yīng)爐切換到B頻段，頻率為700HZ，保溫ISmin后停爐，倒掉爐內(nèi)上層的氟鹽渣水層；
(4)合金化反應(yīng):開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備和攪拌裝置，將稀釋緩沖劑加