[发明专利]一种废旧航空铝合金再生制备超净航空铝合金铸锭的方法

说明书

本发明公开一种废旧航空铝合金再生制备超净航空铝合金铸锭的方法，属于再生铝合金的技术领域。所述方法利用废旧航空铝合金与其他杂质的密度、电导率、磁性、熔点、沸点等物理性质差异除杂，实现废旧航空铝合金精细化分选；利用扒渣、捞渣、氩气精炼、在线除杂去除高熔点/高比重金属、低密度浮渣、弥散固体/气体夹杂，实现再生航空铝合金熔体深度净化，经铸造得到超净再生航空铝合金铸锭。本发明的方法利用废旧航空铝合金与杂质的性质差异设计了精细化分选系统，利用再生航空铝合金熔体与其中杂质性质差异设计了熔体深度净化系统，实现了以废旧航空铝合金为原料再生超净航空铝合金铸锭，具有废旧航空铝合金高值化利用、易于工业化的优点。

技术领域

本发明属于再生铝合金的技术领域，涉及一种废旧航空铝合金再生制备超净航空铝合金铸锭的方法。

背景技术

再生铝虽然具备低碳排放、低能耗、低成本等优点，但是由于铝二次资源来源广、杂质种类多、杂质含量高等特点，再生铝熔体的成分调控和深度净化难，从而使得研发再生航空铝合金技术需要面临诸多技术难题。

特别是现有的铝再生技术当中存在诸多问题，具体包括如下情况：

中国专利CN113215455A公开了一种高质量再生铝及其制备方法，该方法通过加入铝液稀释、加入Mn、Cr元素除去多余的Fe元素，并通过中间合金或单质补充目标成分缺少的元素。该专利仅提出了一种成分调控的方法，但无法去除弥散固体夹杂物和氢等。

中国专利CN112108643B公开了一种再生铝生产工艺，该方法公开了再生铝熔体除杂装置，采用过滤、捞取和吸附等方式去除熔体中固体夹杂物，但该方法不涉及铝二次资源精细化分选和再生铝熔体除气等，因而无法实现再生超净熔体。

中国专利CN108893619A公布了一种铝液处理方法，该方法通过氮气精炼的方式去除铝液中的固体夹杂物，可以实现除氢除杂的效果。但是氮气和铝液会发生反应产生弥散AlN固体夹杂物，导致铝熔体烧损大、铝渣含AlN污染源等，无法实现超净熔体。

而现有的再生航空铝合金技术当中也存在诸多问题，具体包括如下情况：

中国专利CN114480875A公开了高性能再生铝的加工工艺，其中的加工工艺包括废铝原料破碎-清洗-烘干，经风选和磁选，得到废铝颗粒；将废铝颗粒熔化并进行单向搅拌，在铝液转动过程中取出熔炼炉内的上层铝液并在管道内流动除杂，将管道内离管道底部5-10cm部分的铝液送回熔炼炉；将管道其余铝液送入铸锭机中铸块成型制得再生铝。显然其中的废铝颗粒中还含有相当多的杂质，且能够利用的是上层铝液，再生铝的效率低，对废铝原料的利用率低，利用工艺操作难度也大，并不适合工业生产。

中国专利CN109628782A公开了一种报废航空铝合金无需分选制备7XXX系铝合金铸锭的方法，其并未考虑报废航空铝合金在熔炼之前的多种杂质去除，也未考虑将再生铝合金的成分和性能满足航空铝合金的需求，杂质含量还是比较多，对报废航空铝合金的利用率比较低。

中国专利CN109518045A公开了一种废旧飞机铝合金再利用生产2024或7075铝合金的方法，所述方法以废旧飞机铝合金为原料，经预处理、熔炼、除杂、成分调整、过滤、精炼、净化、浇铸得到7075或2024铝合金；其中的预处理是将废旧飞机铝合金进行破碎、磁选除铁、浮选除去重金属、空气淘洗去除，然而对杂质的去除依然不是很彻底，预处理后熔炼之前的废旧飞机铝合金中非铝杂质去除率低于98％，水和有机物脱除率低于98％，且需要三种不同孔径的泡沫陶瓷过滤板进行熔体三次过滤，成本较高，效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的铝再生技术中的铝二次资源单一分选、熔炼之前的杂质去除率低、铝二次资源利用率低、熔炼之后的杂质去除副作用大、生产成本高、工艺操作复杂等技术，而再生航空铝合金技术中再生铝的效率低，对废铝原料的利用率低，利用工艺操作难度也大，再生铝合金的成分和性能不能够满足航空铝合金的需求，杂质去除率低，并不适合工业大规模生产和推广使用。