專利名稱：電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用煤系高嶺土和氧化銅礦為主要原料，采用電熱法生產(chǎn)鋁硅銅母合金的方法。
背景技術(shù)：
許多牌號(hào)的鑄造鋁硅合金含有銅，銅作為貴重的金屬對(duì)鑄造鋁硅合金的生產(chǎn)成本 產(chǎn)生較大的影響。為此，生產(chǎn)含銅的鋁硅母合金，利用該母合金熔配各類牌號(hào)的鋁硅系合 金，從而生產(chǎn)符合要求的鑄造鋁硅合金成為關(guān)鍵技術(shù)。目前，世界上生產(chǎn)鋁硅系合金有兩種方法，即摻和法和電熱法。摻和法是將電解生 成的金屬鋁與電熱法生產(chǎn)的工業(yè)硅熔融摻兌制備得到；電熱法是將氧化鋁和二氧化硅的礦 石在高溫下直接還原，得到鋁硅母合金，再用鋁硅母合金熔配各類牌號(hào)的鋁硅系合金。目 前我國(guó)生產(chǎn)的鋁硅合金都是采用摻兌制得，生產(chǎn)流程長(zhǎng)，能耗高，生產(chǎn)成本高，電解法生產(chǎn) 鋁需要先將鋁土礦制成氧化鋁，再電解生產(chǎn)鋁，需要建設(shè)氧化鋁和電解鋁廠，投資大。歸納 起來(lái)，可以看到，摻和法需要氧化鋁廠，電解鋁廠，電熱法生產(chǎn)工業(yè)硅廠和鋁合金熔煉廠，而 電熱法生產(chǎn)鋁硅合金只需要與電熱法生產(chǎn)工業(yè)硅相似的工廠和鋁合金熔煉廠，其生產(chǎn)流程 短，基建投資少，能耗和成本較低。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，公開號(hào)為CN101376937A和CN1077472C的中國(guó)專 利分別公開了摻和法熔配鋁硅銅合金的生產(chǎn)工藝，但未發(fā)現(xiàn)以煤系高嶺土和氧化銅礦為主 要原料，采用電熱法生產(chǎn)鋁硅銅母合金的報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種電熱法生產(chǎn)鋁 硅銅合金的方法，用來(lái)解決現(xiàn)有生產(chǎn)流程長(zhǎng)、能耗高、生產(chǎn)成本高和投資大的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法，其特征在于，包 括以下步驟(4)原料預(yù)處理，將煤系高嶺土球磨到粒度小于0. 5mm ；還原劑采用石油焦和煙 煤，并將所述石油焦和煙煤球磨到粒徑小于Imm ；(5)配料和制團(tuán)，按照煤系高嶺土 40 60wt%，氧化銅礦5 30wt%，石油焦0 10wt%，煙煤20 40襯％配比原料，并加入原料重量的15 22wt%的紙漿廢液作為結(jié)合 齊U，混合制球，并烘干料球；(6)電熱法制備鋁硅銅合金，將干燥后的料球送入礦熱爐，在溫度2000 2800°C 的高溫下冶煉，每隔2小時(shí)，采用石墨燒穿器打開爐眼，放出鋁硅銅母合金，靜置除渣后鑄
Iio進(jìn)一步特征為所述煤系高嶺土主要成份重量百分比為=Al2O3含量32 38wt%， SiO2含量42 46wt% ；氧化銅礦主要成份重量百分比為CuO含量彡25wt%, SiO2含量 40 45襯％;石油焦主要成份重量百分比為揮發(fā)份含量10 15wt%，灰份含量彡Iwt %,固定碳含量81 90wt%;煙煤主要成份重量百分比為揮發(fā)份含量27 31wt%，灰份含量 < 7wt %，固定碳含量55 65wt %。進(jìn)一步，所述步驟(2)中的結(jié)合劑采用造紙廠產(chǎn)生的紙漿廢液，其中含有效物質(zhì) 木質(zhì)素磺酸鹽含量> 55wt%。其中，步驟(3)中的溫度優(yōu)選為2000 2200°C。進(jìn)一步特征為所述步驟(2)中烘干料球到水份小于2wt%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為，本發(fā)明利用煤系高嶺土和氧化銅礦作為主要原料，還原劑采用 石油焦和煙煤，通過(guò)合理配比，采用電熱法生產(chǎn)用于熔配鑄造鋁硅合金的鋁硅銅母合金，生 產(chǎn)流程短、能耗低、生產(chǎn)成本低和投資小。采用煤系高嶺土和氧化銅礦為主要原料生產(chǎn)的鋁硅銅母合金的主要成份重量百 分比為鋁含量30 45wt%，硅含量35 55wt%，銅10 20wt%。
具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。實(shí)施例1原料主要成份和粒度煤系高嶺土主要成份重量百分比Al2O3含量36. 05%，SiO2含量44. 52%。將其磨 成粒度小于0. 5mm。氧化銅礦主要成份重量百分比CuO含量25. 46%, SiO2含量42. 23%。 將其磨成粒度小于0. 5mm。還原劑主要成份和粒度石油焦主要成份重量百分比揮發(fā)份含量12. 56%，灰份含量0.28%，固定碳含量 84. 57%。將其磨成粒度小于1mm。煙煤主要成份重量百分比揮發(fā)份含量29.3%，灰份含量6. 71%，固定碳含量 59. 6%。將其磨成粒度小于1mm。按重量百分比煤系高嶺土 50%、氧化銅礦15%、石油焦8%和煙煤27%配料，夕卜 加原料重量的18%的紙漿廢液，混合均勻，制球，干燥。干燥后的料球放入礦熱爐，在溫度 2100°C的高溫下冶煉。每隔2小時(shí)，采用石墨燒穿器打開爐眼，放出鋁硅銅母合金，靜置除 渣后鑄錠。生產(chǎn)出的鋁硅銅母合金中主要元素重量百分比為鋁含量35. 35 %，硅含量 46. 55%，銅含量 13. 29%。實(shí)施例2原料主要成份和粒度煤系高嶺土主要成份重量百分比Al2O3含量36. 05%，SiO2含量44. 52%。將其磨 成粒度小于0. 5mm。氧化銅礦主要成份重量百分比CuO含量25. 46%, SiO2含量42. 23%。 將其磨成粒度小于0. 5mm。還原劑主要成份和粒度石油焦主要成份重量百分比揮發(fā)份含量12. 56%，灰份含量0.28%，固定碳含量84. 57%。將其磨成粒度小于1mm。 煙煤主要成份重量百分比揮發(fā)份含量29.3%，灰份含量6. 71%，固定碳含量 59. 6%。將其磨成粒度小于1mm。 按重量百分比煤系高嶺土 55 %、氧化銅礦10 %、石油焦6 %和煙煤29 %配料，外 加原料重量的20%的紙漿廢液，混合均勻，制球，干燥。干燥后的料球放入礦熱爐，在溫度 2200°C的高溫下冶煉。每隔2小時(shí)，采用石墨燒穿器打開爐眼，放出鋁硅銅母合金，靜置除 渣后鑄錠。生產(chǎn)出的鋁硅銅母合金中主要元素重量百分比為鋁含量39. 17%，硅含量 47. 02%，銅含量 10. 09%。實(shí)施例3
原料主要成份和粒度煤系高嶺土主要成份重量百分比Al2O3含量36. 05%，SiO2含量44. 52%。將其磨 成粒度小于0. 5mm。氧化銅礦主要成份重量百分比CuO含量25. 46%, SiO2含量42. 23%。 將其磨成粒度小于0. 5mm。還原劑主要成份和粒度石油焦主要成份重量百分比揮發(fā)份含量12. 56%，灰份含量0.28%，固定碳含量 84. 57%。將其磨成粒度小于1mm。煙煤主要成份重量百分比揮發(fā)份含量29.3%，灰份含量6. 71%，固定碳含量 59. 6%。將其磨成粒度小于1mm。按重量百分比煤系高嶺土 45%、氧化銅礦20%、石油焦10%和煙煤25%配料，夕卜 加原料重量的16%的紙漿廢液，混合均勻，制球，干燥。干燥后的料球放入礦熱爐，在溫度 2050°C的高溫下冶煉。每隔2小時(shí)，采用石墨燒穿器打開爐眼，放出鋁硅銅母合金，靜置除 渣后鑄錠。生產(chǎn)出的鋁硅銅母合金中主要元素重量百分比為鋁含量32. 15%，硅含量 44. 97%，銅含量 18. 23%。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
權(quán)利要求
一種電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)原料預(yù)處理，將煤系高嶺土球磨到粒度小于0.5mm；還原劑采用石油焦和煙煤，并將所述石油焦和煙煤球磨到粒徑小于1mm；(2)配料和制團(tuán)，按照煤系高嶺土40～60wt％，氧化銅礦5～30wt％，石油焦0～10wt％，煙煤20～40wt％配比原料，并加入原料重量的15～22wt％的紙漿廢液作為結(jié)合劑，混合制球，并烘干料球；(3)電熱法制備鋁硅銅合金，將干燥后的料球送入礦熱爐，在溫度2000～2800℃的高溫下冶煉，每隔2小時(shí)，采用石墨燒穿器打開爐眼，放出鋁硅銅母合金，靜置除渣后鑄錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法，其特征在于，所述煤系 高嶺土主要成份重量百分比為=Al2O3含量32 38wt%，SiO2含量42 46wt% ；氧化銅礦 主要成份重量百分比為CuO含量≥25wt%, SiO2含量40 45wt% ；石油焦主要成份重量 百分比為揮發(fā)份含量10 15wt %，灰份含量≤Iwt %，固定碳含量81 90wt % ；煙煤主要 成份重量百分比為揮發(fā)份含量27 31wt %，灰份含量≤7wt %，固定碳含量55 65wt %。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的結(jié)合劑采用造紙廠產(chǎn)生的紙漿廢液，該紙漿廢液中有效物質(zhì)木質(zhì)素磺酸鹽含量不 低于55wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的溫度為2000 22000Cο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法，其特征在于，所述步驟 (2)中烘干料球到水份小于2wt%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電熱法生產(chǎn)鋁硅銅合金的方法，包括以下步驟原料預(yù)處理、配料和制團(tuán)、電熱法制備鋁硅銅合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用煤系高嶺土和氧化銅礦作為主要原料，還原劑采用石油焦和煙煤，通過(guò)合理配比，采用電熱法生產(chǎn)用于熔配鑄造鋁硅合金的鋁硅銅母合金。本發(fā)明解決了生產(chǎn)流程長(zhǎng)、能耗高、生產(chǎn)成本高和投資大的問(wèn)題。采用煤系高嶺土和氧化銅礦為主要原料生產(chǎn)的鋁硅銅母合金的主要成份重量百分比為鋁含量30～45％，硅含量35～55％，銅10～20％。
文檔編號(hào)C22B4/06GK101812590SQ201010147978
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者陳海* 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)