高硅铝合金电磁分离的传热特性及其影响的研究
发布时间：2021-08-12 09:51
电热还原法是现今制备铝硅合金的主要方法,但由于电热还原产出的一次铝硅合金中硅的含量过高无法直接应用于工业铸造,需要对一次铝硅合金进行纯铝掺兑稀释。而纯铝制备过程能耗巨大,使得电热还原法原料成本增加,同时延长了工艺流程。针对一次铝硅合金硅含量过高的问题,应用电磁定向凝固技术将高硅铝硅合金（≥25wt.%Si）中的硅分离出来,一方面降低了高硅铝硅合金中的硅含量,另一方面被分离出来的硅中杂质含量较低,是光伏产业中生产太阳能级硅的优质原材料。电磁定向凝固技术还可以达到细化合金晶粒、改善合金品质的作用,因此有希望作为电热还原法工艺优化技术得到广泛应用。本文根据高硅铝硅合金电磁定向凝固分离模型,对分离Al-45wt.%Si高硅铝硅合金过程中的工艺参数:电流频率、保温温度、下拉速度进行优化。通过电子探针（EPMA）检测结果计算出不同条件下分离后的剩余合金中的硅铝质量分数比RS i/Al（Si/Al ratio）,定量化的表示出不同参数对高硅铝硅合金分离效果的影响。结果表明,以3k Hz电流实施电磁搅拌可以使Al-45wt.%Si合金分离后的剩余合金部分Si相的分布更加均匀,初晶...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电解铝工艺流程图
氧化铝产业14 年，全球氧化铝产量 1.07 亿吨，其产能利用率达 79%。图 1.2 几年的产量变化情况，由图中可以看出尽管氧化铝产量在 2009 年出呈稳定上涨趋势。而世界氧化铝产量集中在亚太地区（69%）；经济洲和欧亚地区则相对较少，仅占世界氧化铝产量的 11%左右。
不同牌号的铝硅合金用途迥异。铝硅合金拥有不同牌号铝硅合金中的硅含量不同。由铝硅二元系相图（图下为 α 和 β 两相：α 相为 Si 在 Al 相中的固溶体，常温下似于纯铝相，当温度达到 577℃时，该溶解度达到最大值 1 Si 相的固溶体，由于 Al 在 Si 中的溶解度极低，β 相可以视5% ~ 12.6%时，合金随温度下降先析出 α 相，当温度下降，熔体会析出（α+β）铝硅合金共晶体。硅含量高于 12.6%析出 β 相，当温度降低至 577℃时，析出（α+β）铝硅合金出现的初晶母相成为初晶硅。油泵壳体可用金属型铸造、在较高温度下承受重大载荷的零件有较高的高温强度和低膨胀系数的发动机活塞汽车发动机活塞及其在高温下工作的零件
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁分离高硅铝硅合金制备低硅铝硅合金[J]. 张玉峰,吕国强,马文会,雷云,何云飞,谢广杰. 过程工程学报. 2018(03)
[2]新政策下中国铝工业的发展[J]. 姜玉敬. 轻金属. 2017(11)
[3]浅谈铝电解节能及环保措施[J]. 李鸿. 低碳世界. 2017(26)
[4]流变压铸工艺参数对过共晶Al-30%Si合金显微组织和力学性能的影响（英文）[J]. 郑志凯,吉永健,毛卫民,岳锐,刘志勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(06)
[5]Influence of strontium and lanthanum simultaneous addition on microstructure and mechanical properties of the secondary Al-Si-Cu-Fe alloy[J]. 唐鹏,李文芳,赵艳君,王康,李伟洲,詹锋. Journal of Rare Earths. 2017(05)
[6]等通道转角挤压对铝硅合金的硅形态及力学性能的影响[J]. 郑宇希,马爱斌,江静华,宋丹. 中国有色金属学报. 2016(12)
[7]我国电解铝工业现状[J]. 安鹏宇. 轻金属. 2016(09)
[8]世界铝工业概述[J]. 魏星. 轻金属. 2016(01)
[9]Al-Si合金熔析结晶过程中界面稳定性与硅晶体生长的控制[J]. 陈杭,王志,池汝安,靖青秀,孙丽媛,杜冰. 过程工程学报. 2015(03)
[10]冶金法制备太阳能级多晶硅技术进展[J]. 谢永龙,盛之林,范占军. 材料导报. 2015(S1)
博士论文
[1]电磁定向结晶从过共晶铝硅合金中富集初晶硅及提纯硅的研究[D]. 余文轴.昆明理工大学 2014
[2]由电热法生产的一次铝硅合金制取铸造用铝硅合金的研究[D]. 尤晶.东北大学 2008
硕士论文
[1]高硅铝合金电磁分离过程的传输特性研究[D]. 陈道通.昆明理工大学 2016
[2]过共晶铝硅合金熔体电磁定向凝固过程分离硅相的研究[D]. 薛海洋.昆明理工大学 2015
[3]亚共晶铝硅合金变质效果热分析研究[D]. 熊红玲.华中科技大学 2007
本文编号：3338093
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电解铝工艺流程图
氧化铝产业14 年，全球氧化铝产量 1.07 亿吨，其产能利用率达 79%。图 1.2 几年的产量变化情况，由图中可以看出尽管氧化铝产量在 2009 年出呈稳定上涨趋势。而世界氧化铝产量集中在亚太地区（69%）；经济洲和欧亚地区则相对较少，仅占世界氧化铝产量的 11%左右。
不同牌号的铝硅合金用途迥异。铝硅合金拥有不同牌号铝硅合金中的硅含量不同。由铝硅二元系相图（图下为 α 和 β 两相：α 相为 Si 在 Al 相中的固溶体，常温下似于纯铝相，当温度达到 577℃时，该溶解度达到最大值 1 Si 相的固溶体，由于 Al 在 Si 中的溶解度极低，β 相可以视5% ~ 12.6%时，合金随温度下降先析出 α 相，当温度下降，熔体会析出（α+β）铝硅合金共晶体。硅含量高于 12.6%析出 β 相，当温度降低至 577℃时，析出（α+β）铝硅合金出现的初晶母相成为初晶硅。油泵壳体可用金属型铸造、在较高温度下承受重大载荷的零件有较高的高温强度和低膨胀系数的发动机活塞汽车发动机活塞及其在高温下工作的零件
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁分离高硅铝硅合金制备低硅铝硅合金[J]. 张玉峰,吕国强,马文会,雷云,何云飞,谢广杰. 过程工程学报. 2018(03)
[2]新政策下中国铝工业的发展[J]. 姜玉敬. 轻金属. 2017(11)
[3]浅谈铝电解节能及环保措施[J]. 李鸿. 低碳世界. 2017(26)
[4]流变压铸工艺参数对过共晶Al-30%Si合金显微组织和力学性能的影响（英文）[J]. 郑志凯,吉永健,毛卫民,岳锐,刘志勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(06)
[5]Influence of strontium and lanthanum simultaneous addition on microstructure and mechanical properties of the secondary Al-Si-Cu-Fe alloy[J]. 唐鹏,李文芳,赵艳君,王康,李伟洲,詹锋. Journal of Rare Earths. 2017(05)
[6]等通道转角挤压对铝硅合金的硅形态及力学性能的影响[J]. 郑宇希,马爱斌,江静华,宋丹. 中国有色金属学报. 2016(12)
[7]我国电解铝工业现状[J]. 安鹏宇. 轻金属. 2016(09)
[8]世界铝工业概述[J]. 魏星. 轻金属. 2016(01)
[9]Al-Si合金熔析结晶过程中界面稳定性与硅晶体生长的控制[J]. 陈杭,王志,池汝安,靖青秀,孙丽媛,杜冰. 过程工程学报. 2015(03)
[10]冶金法制备太阳能级多晶硅技术进展[J]. 谢永龙,盛之林,范占军. 材料导报. 2015(S1)
博士论文
[1]电磁定向结晶从过共晶铝硅合金中富集初晶硅及提纯硅的研究[D]. 余文轴.昆明理工大学 2014
[2]由电热法生产的一次铝硅合金制取铸造用铝硅合金的研究[D]. 尤晶.东北大学 2008
硕士论文
[1]高硅铝合金电磁分离过程的传输特性研究[D]. 陈道通.昆明理工大学 2016
[2]过共晶铝硅合金熔体电磁定向凝固过程分离硅相的研究[D]. 薛海洋.昆明理工大学 2015
[3]亚共晶铝硅合金变质效果热分析研究[D]. 熊红玲.华中科技大学 2007
本文编号：3338093
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