[其他]含硅量为2—22(重量)％的铝—硅合金的制造方法

说明书

本发明属于有色金属及合金的冶金领域，更确切地说，是与含硅量为2-22（重量）%的铝-硅合金的制造方法有关。上述合金可用于汽车工业、拖拉机制造中所需异形铸件的制造以及用于日用品生产中。

制造含硅量为2-22（重量）%的铝-硅合金的一种已知方法包括：把晶体硅装入反射炉底部，所装入的晶体硅为圆锥状，然后把液态铝浇入上述反射炉炉床之中，炉温为780-820℃，并以人工方式将生成的铝-硅熔体进行周期性的搅拌[见I.A.Troitsky，V.A.Zheleznov所著“铝冶金学”一书，1977年出版，苏联“Metallurgiya”出版社出版（莫斯科），第367页;另见G.B.Stroganov，V.A.Rotenberg所著“硅铝合金”一书，1977年发表，苏联“Metallurgiya”出版社出版（莫斯科），第208-211页，重点在第210页上]。

此外，另一种制造含硅量为2-22（重量）%的铝-硅合金的已知方法大体上与上述方法相似，但所生成的铝-硅熔体的搅拌是利用该熔体本身液流的流动而实现的，使金属熔体通过炉床的几何中心流到所装入的圆锥状晶体硅的上部（见USSR Inventor′s Certificate No.629429，Int.Cl².F27B 17/00，Bulletion“Discoveries，Inventions，Industrial Designs，Trademarks”No.39，Pubished October 25，1978）。

这些已知方法的缺点是：制造铝-硅金属的过程需在高温下（780-820℃）进行，结果造成成品合金中氢和氧化铝的含量均有增高，因而降低了所制成的合金的质量，并加大了炉料的不可回收性消耗。

在已知的方法中，采用上述技术工艺进行铝-硅熔体的搅拌时，会使块状晶体硅飘浮在液态熔体的表面上，结果造成了硅的氧化，并使其随炉渣一起损耗掉。

我们把如下的一项任务作为本发明的基础：在制造含有2-22（重量）%硅的铝-硅合金的方法中，应当改变金属熔体的搅拌条件和炉床的加热规程，以期降低合金中氢和氧化铝的含量，最后达到提高合金质量的目的，并大大减少炉料的不可回收性消耗，同时也避免块状晶体硅浮在液态熔体的表面上，因而也就减少了它氧化的机会以及它随炉渣流走而造成的损失。

为解决上述任务，曾提出了一种制造含硅量为2-22（重量）%的铝-硅合金的具体方法。该方法包括以下要点：把晶体硅装入反射炉炉底，而且所装入的晶体硅应呈圆锥状，然后在780-820℃的温度下把液态铝浇入上述反射炉炉床之中，利用已生成的铝-硅合金熔体所形成的液态金属流进行搅拌，此时，按照本发明，液态金属流应流到所装入的锥形晶体硅的锥底，按液态金属流的轴线计算，它的流速须保持在0.5-0.8米/秒的范围内，在开始搅拌的同时，务使炉床中金属熔体的温度降低到670-750℃，并在该温度下对熔体进行搅拌。

按照上述的流速（0.5-0.8米/秒），按液态金属流的轴线计算），使熔体的液流流到所装晶体硅的锥底部分，从而保证了晶体硅能够从圆锥体底部逐渐开始溶解的条件。这就促进圆锥体逐渐下沉，因而，使块状的晶体不会飘浮在液体熔体的表面上，于是避免了硅的氧化以及随炉渣流走而造成的损失。

保证具备良好的热量交换和质量交换的种种条件，并实现上述的搅拌条件，就能够使制备过程的温度降低到670-750℃，于是降低了合金中氢和氧化铝的含量，从而提高了合金的质量，并大大减少炉料的不可回收性消耗所造成的损失。除此之外，在较低的温度下实现制备的过程可以使能耗大大降低。

本发明规定液态铝浇入反射炉炉床的温度为780-820℃，这个浇注温度是由反射炉的工作特性，以及在该炉中制造合金所进行过程的条件所决定的。

如上所述，在所提出的方法中，须使液态熔体流到所装入的晶体硅圆锥体的底部，沿金属熔体流的轴线计算，流速应为0.5-0.8米/秒。沿轴线计算，金属熔体流的推进速度低于0.5米/秒是不适宜的，这是因为在这种情况下，炉床中液态熔体的运动从原来的状态转入了平稳的层流区，于是降低了搅拌的效果（即降低了炉床金属熔体自身体积内的热量交换和质量交换的效果）。沿轴线计算，金属熔体的推进速度若高于0.8米/秒，在经济上也是不合算的，这是因为在这种情况下，就不可能再进一步提高过程的各项效益指标了。