前些時(shí)間，筆者以“中國(guó)再生鋁產(chǎn)業(yè)2015形勢(shì)預(yù)測(cè)”為題，報(bào)道了中國(guó)再生鋁業(yè)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向。報(bào)道顯示，歷經(jīng)數(shù)十年的中國(guó)再生鋁業(yè)目前基本上還是初級(jí)鑄造合金錠。高端變形鋁合金尚處于探索階段，拓展產(chǎn)品品種，將是中國(guó)再生鋁業(yè)今后發(fā)展方向。歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展，然而中國(guó)再生鋁產(chǎn)業(yè)，迄今為止只能生產(chǎn)初級(jí)鋁合金錠，發(fā)人深思。

　　

　　（一）30年前出現(xiàn)的由鋁硅鈦三元合金配制的含鈦0.6%上下的鋁硅共晶合金，用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞、缸體、缸蓋等零部件制作，經(jīng)試驗(yàn)室試驗(yàn)，工業(yè)性試驗(yàn)，以及5萬(wàn)、15萬(wàn)公里行車試驗(yàn)，結(jié)果合金有以下優(yōu)點(diǎn)：有良好的細(xì)化結(jié)晶組織作用、較高的耐熱性、較高的耐磨性；能使活塞使用壽命延長(zhǎng)35%左右，合金經(jīng)濟(jì)效益明顯。由河南省科技委員會(huì)發(fā)布的鑒定證書(shū)注明ZL108T活塞合金技術(shù)規(guī)格、合金化學(xué)成分如下（%）：Si:11-12,Cu:1.4-1.6,

　　

　　Mg:o.6-0.8,Mn:o.5-0.7,Ti:0.5-0.6,Fe:0.4-0.5,Al余量。

　　

　　來(lái)自全國(guó)26個(gè)單位派出技術(shù)專家34人，參與鑒定，其中多家汽車制造廠、拖拉機(jī)廠、活塞廠及內(nèi)燃機(jī)配件制造廠、汽車研究機(jī)構(gòu)等。鑒定具有很高的專業(yè)性、權(quán)威性。與此同時(shí)產(chǎn)出的鋁硅鈦亞共晶變形合金，經(jīng)過(guò)專業(yè)機(jī)構(gòu)測(cè)試，其機(jī)械性能接近LD2,可作為L(zhǎng)D3代用品，廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等諸多部門，市場(chǎng)空間不可限量。雖然上述產(chǎn)品因其生產(chǎn)方式、生產(chǎn)方法不科學(xué)，嚴(yán)重破壞電解工藝、損壞電解槽，被放棄、禁用，未能產(chǎn)業(yè)化，但產(chǎn)品的優(yōu)越性、廣泛適用性，仍然給人留下深刻的印象。以鋁土礦直接電解，違規(guī)蠻干，嚴(yán)重破壞電解工藝，傷損電解槽被放棄禁用，理所當(dāng)然，但鋁硅鈦三元合金，不應(yīng)被忽視，應(yīng)探索、研發(fā)其它方式、方法進(jìn)行生產(chǎn)。

　　

　　事實(shí)證明，對(duì)礦石進(jìn)行改性加工處理，使其理化性能適應(yīng)電解工藝要求的復(fù)合氧化鋁，作為電解添加劑，與氧化鋁混配進(jìn)行電解，經(jīng)試驗(yàn)室試驗(yàn)，可以在保持電解工藝正常運(yùn)行的條件下，產(chǎn)出含有少量鈦及硅的鋁硅鈦三元合金，可用于再生鋁深加工，可以產(chǎn)出上述ZL108T的活塞合金和亞共晶變形合金。可惜此法竟無(wú)人問(wèn)津，長(zhǎng)期被忽視。我國(guó)再生鋁產(chǎn)業(yè)步履蹣跚數(shù)十年，只能生產(chǎn)初級(jí)鑄造鋁合金錠。

　　

　　除了電解法之外，還可以采用其它方式、方法。例如電熱法、碳熱法、化學(xué)置換法等。關(guān)鍵是要有創(chuàng)新發(fā)展思維理念和意愿，能勇于開(kāi)拓創(chuàng)新。在諸多方法中，電熱法產(chǎn)業(yè)化已有先例�？蔁捴坪�鈦高硅的鋁硅合金，以再生鋁、廢雜鋁稀釋最為有效、便捷、科學(xué)合理。如果能使再生鋁產(chǎn)業(yè)與電熱法結(jié)緣伴行，或?qū)⑹窃偕�鋁產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、迅速產(chǎn)出高級(jí)鑄造合金、高端變形合金的最強(qiáng)勁有力的引擎，使再生鋁迅速走出低谷，由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)，面目一新。為此，筆者就電熱法略述拙見(jiàn)如下。

　　

　　（二）電熱法煉制鋁硅鈦合金工藝過(guò)程中，有些重要環(huán)節(jié)必須妥善處理，倘漠然置之，就會(huì)遭到挫折和失敗，國(guó)內(nèi)外此類事例比比皆是。上世紀(jì)60年代，我國(guó)撫順、本溪、唐山、上海等地都曾試過(guò)電熱法煉制鋁硅合金，無(wú)一例外，都因忽略了煉制鋁硅合金的某些環(huán)節(jié)的特殊要求，先后放棄了試驗(yàn)。其主要原因，一是爐子選用不當(dāng)，冶煉工藝事故頻頻，無(wú)法正常生產(chǎn)；二是爐料配備粗放隨意，產(chǎn)出合金含鐵高，用途受限。同時(shí)球團(tuán)耐熱強(qiáng)度不高，造碴多，漲爐底事故頻頻發(fā)生。

　　

　　與大多數(shù)礦熱還原工藝不同，煉制鋁硅合金有其特殊性，有特殊要求。首先，它要求反應(yīng)區(qū)能量密度足以保證產(chǎn)出的合金能連續(xù)不斷、及時(shí)地從出口順利淌出，而且保持均衡穩(wěn)定；要求反應(yīng)區(qū)溫度能穩(wěn)定保持在2050℃~2200℃之間，溫度低了反應(yīng)不完全造渣多，溫度高了還原金屬特別是鋁會(huì)大量揮發(fā)；要求物料成分尤其是還原劑成分穩(wěn)定，保持反應(yīng)區(qū)導(dǎo)電率穩(wěn)定；工藝過(guò)程爐料要均勻下移，在合金及時(shí)排出的同時(shí)，CO及碴也及時(shí)均勻排出；要求電極能埋得深，電極消耗保持均衡；總之，反應(yīng)區(qū)各項(xiàng)工藝要素、電制度、熱制度平衡而不紊亂。

　　

　　長(zhǎng)期試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，雖然大功率三相礦熱爐也能取得較好的技術(shù)指標(biāo)，但與單相單電極爐相比卻相形見(jiàn)絀，因而單相單電極爐應(yīng)是首選。用三相三電極礦熱爐煉制鋁硅合金時(shí)，各項(xiàng)消耗指標(biāo)都偏高，而且經(jīng)常發(fā)生熔煉工藝紊亂，尤其是功率小的爐子，無(wú)法正常生產(chǎn)，勉強(qiáng)維持，產(chǎn)出的合金含鋁量也達(dá)不到要求，究其原因主要是：

　　

　　（一）小功率三相爐，三根電極三個(gè)反應(yīng)區(qū)，即便較大的6300kVA爐子，每相功率也只有6300/3kVA，顯然反應(yīng)區(qū)的能量密度太小，產(chǎn)量小，無(wú)法連續(xù)出爐，還原金屬尤其是鋁在爐子內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大量揮發(fā)，產(chǎn)率低，合金中鋁含量少，只能達(dá)到30%~35%。（二）三相爐電抗大，功率因數(shù)低，一般只有0.78~0.88，加以功率小，相對(duì)地爐壁、爐面、爐底散熱面積大，熱效率低，電耗高。

　　

　　（三）煉制鋁硅合金，工藝要求采用低電壓大電流，這時(shí)有效電阻及無(wú)功電阻值在不斷變化，無(wú)法做到三相功率完全一致，三個(gè)反應(yīng)區(qū)能量密度均衡，為了消除這種不均衡狀態(tài)，就要經(jīng)常變動(dòng)變壓器二次相序，迫使停電，破壞了熔煉工藝，金屬產(chǎn)率低，電耗增加。與單相單電極爐比較，鋁及硅的損失都大，

　　

　　（四）三相電爐因三相功率不均衡，需要調(diào)整，致使三根電極上下移動(dòng)頻繁，反應(yīng)區(qū)能量密度均衡遭破壞，各項(xiàng)工藝要素也隨之變壞，還原反應(yīng)無(wú)法快速、完全地進(jìn)行，生產(chǎn)出現(xiàn)紊亂，爐子經(jīng)常處于不滿負(fù)荷狀態(tài)。

　　

　�。ㄎ澹┤�相電爐三根電極之間產(chǎn)生分流，這不但降低了反應(yīng)區(qū)的能量密度，還使?fàn)t子上部的溫度升高，降低了爐料電阻，迫使電極埋入深度變淺，導(dǎo)致難熔物SiC、Al4C3積存于爐底，造成塌料、漲爐底事故，無(wú)法正常生產(chǎn)，直至最終被迫放棄生產(chǎn)。

　　

　　認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)并參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，不難得出結(jié)論，電熱法煉制鋁硅合金，確實(shí)有其特殊性，有一定難度，但如果爐子選用得當(dāng)，爐子具備了煉制鋁硅合金所必備的功能，煉制鋁硅合金是完全可行的。前蘇聯(lián)數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)證明，爐子的功率必需保證反應(yīng)區(qū)能量密度足夠大，足以保證每分鐘的產(chǎn)量達(dá)到連續(xù)出爐同時(shí)帶出積存于爐底部的碴，三相爐的有功功率通常是13000kVA以上，單相單電極爐的有功功率通常是10000kVA以上。

　　

　　在選用三相爐時(shí)，16500kVA以上的爐子，為了使三相有功功率保持平衡，反應(yīng)區(qū)能量密度均衡穩(wěn)定，建議采用二次低壓補(bǔ)償裝置（西安瑞弛冶金設(shè)備公司首創(chuàng)），以使功率因數(shù)提高到0.93左右。如有適用調(diào)頻裝置，亦應(yīng)采用。在采用三相能量平衡裝置時(shí)，可使三相能量保持平衡，相電壓50~55V以使低電壓大電流。

　　

　　在選用單相單電極時(shí)，增設(shè)調(diào)頻柜，可使電耗降低7%~10%，功率因數(shù)達(dá)0.93上下。在利用閑置礦熱爐時(shí)，功率6300kVA的爐子改造后功率可增大1.58倍，不屬國(guó)家規(guī)定淘汰之列，新建10000kVA以上單相單電極低頻爐，建議采用8927416X專利技術(shù)。舊爐改造可采用兩種方式：交-直-交-低頻方式，十二相同步-逆變-低頻方式。

　　

　　8927416X專利技術(shù)特點(diǎn)在于，爐體安裝在爐底平車上，爐膛內(nèi)安裝有一根自焙電極，采用低頻交流電源。爐體外裝有可繞爐體移動(dòng)的扒皮車。爐底平車置于基礎(chǔ)上，車板上設(shè)有多條鋼軌，爐體放在鋼軌上，爐底平車的移動(dòng)由油缸和管路組成液壓系統(tǒng)控制，可使?fàn)t體沿爐口方向移動(dòng)，以改變電極在爐膛中的位置。電爐采用的交流電源，是三相電源采用整流、逆變電路技術(shù)后，構(gòu)成的單相低頻交流電源，亦即將三相市電經(jīng)變壓器變壓，再經(jīng)可控硅整流、逆變后，構(gòu)成單相低頻交流電源。扒皮車由車體及設(shè)于車體上的電焊機(jī)、扒皮夾子、汽動(dòng)裝置組成、車輪放在爐體外側(cè)的圓形軌道上。

　　

　　把三相礦熱爐改造成單相單電極爐，采用交-直-交-低頻方式，與8927416X專利技術(shù)不同之處是，所利用的閑置礦熱爐原有爐體是固定的，而電極是可移動(dòng)的，可以根據(jù)工藝需要隨時(shí)改變其與出口之間的距離。采用十二相同步-逆變-低頻方式時(shí)，原有爐體也不變，只將固定電極裝置改為可移動(dòng)，原有變壓器留用，其接線為A/Y，需再添一臺(tái)Y/Y性能變壓器，組成十二相同步-逆變-調(diào)頻交流電源，功率增大2/1.265倍。用上述兩種方式改造的爐子，所用電極的直徑正好與原有爐體的直徑相適應(yīng)。爐子具有的電氣特性，完全符合煉制鋁硅合金的工藝要求。

　　

　　兩臺(tái)6300kVA經(jīng)改造的單相單電極低頻爐，其產(chǎn)量高于一臺(tái)普通16500kVA三相爐子的產(chǎn)量，其創(chuàng)造的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益更優(yōu)于后者。前蘇聯(lián)長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，采用單相供電的六根電極排成一行的長(zhǎng)方形電爐，煉制鋁硅合金最有發(fā)展前途，它具有良好的工藝與電氣特性，功率因數(shù)提高5%~7%，電耗下降15%。

　　

　　鑒于各地多有閑置三相礦熱爐，建議選擇條件好的爐子，就地（或移地）加以改造，將其改造成為單相單電極低頻爐。改造后的爐子將具有諸多優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)以6300kVA三相爐子，以十二相同步——逆變——低頻方式改造為例，加以說(shuō)明：

　　

　�。�1）改造后的爐子，功率增大為9960kVA，完全可保證連續(xù)出爐的工藝要求。

　　

　　（2）利用原有爐體、設(shè)施，可節(jié)省大量投資，并不難在3~5個(gè)月內(nèi)投入生產(chǎn)。

　　

　�。�3）由于單相單電極能量密度大，反應(yīng)區(qū)各項(xiàng)技術(shù)要素穩(wěn)定，溫度易于控制在所要求的2050℃~2200℃之間。

　　

　　（4）由于只有一根電極，消除了電極間分流，電極埋入深度大，保證了電流通過(guò)電弧直達(dá)爐底，反應(yīng)區(qū)能量密度衡定，還原反應(yīng)正常進(jìn)行，提高了熱效率，減少了熱損失。

　　

　　（5）改造后的爐子電極與出爐口之間距離可調(diào)整（電極可移動(dòng)）溫度高，保證了還原金屬及爐渣及時(shí)排出，金屬收率提高，同時(shí)中間產(chǎn)物SiC、Al4C3等難熔物較易被Al2O3還原，避免漲爐底現(xiàn)象發(fā)生。

　　

　�。�6）一根可移動(dòng)電極，可保持電爐滿負(fù)荷運(yùn)行，功率利用率可達(dá)100%，必要時(shí)改變電極與出爐口之間的距離，超負(fù)荷運(yùn)行，可利用“平谷峰”電價(jià)制度，于夜間（谷時(shí)）多用電，以降低平均電價(jià)。

　　

　�。�7）由于一根電極，暴露于空氣中爐料中面積小因而消耗少，鐵質(zhì)電極殼相應(yīng)消耗少，有利于降低合金含鐵量。

　　

　�。�8）一根電極便于調(diào)頻柜安裝、維護(hù)，而低頻的應(yīng)用與推廣，是國(guó)家節(jié)能措施，將工頻50Hz調(diào)低為0~3Hz，可以減少大電流線路的電抗，節(jié)能降耗。頻率0~3HZ具有直流的功能，功率分布合理，不偏弧，電流集膚效應(yīng)減少，均勻流過(guò)電極，溫度高而平穩(wěn)，原料還原率高，電磁攪拌力大，微粒渣反復(fù)碰撞形成大顆粒，易于分離，使合金中混渣少，質(zhì)量高，并有利于合金精制。

　　

　�。�9）單相單電極低頻爐，不但優(yōu)于三相爐，也優(yōu)于直流爐。直流電爐2/3的功率在陽(yáng)極（爐底），由于熱量過(guò)于集中，不能充分利用，并造成局部過(guò)熱，導(dǎo)致還原金屬大量揮發(fā)，使金屬收率降低，電耗增大。國(guó)外使用直流爐煉制鋁硅合金，每噸合金耗電15000度以上，國(guó)內(nèi)在煉制工業(yè)硅時(shí)每噸硅耗電竟高達(dá)16500度，而低頻爐可使電耗低于13000度/噸合金。（10）一根電極，消除了三相三根電極的三角區(qū)，便于操作，特別是便于機(jī)械化、自動(dòng)化改造，也便于采用中空電極，用氮?dú)鈱⒀趸�鋁、剛玉或高鋁礦粉與炭粉吹進(jìn)反應(yīng)區(qū)，使其直接反應(yīng)，以提高合金中鋁含量。

　　

　　（11）單相單電極低頻爐較三相爐排出煙塵少30%，噪音小，利于環(huán)保達(dá)標(biāo)，利于粉末提純加密技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)施無(wú)廢料廢渣生產(chǎn)。

　　

　　一座改造后的10000kVA單相單電極低頻礦熱爐，可年產(chǎn)含鈦鋁硅合金約6000噸，按每kVA計(jì)算的年產(chǎn)量約為普通三相爐1.3倍。改造一臺(tái)6300kVA三相爐為10000kVA單相單電極低頻爐，所投資金不難在投產(chǎn)后一年內(nèi)收回。

　　

　　正是由于單相單電極爐的優(yōu)越功能，上世紀(jì)40年代，前蘇聯(lián)一種被稱為‘米格爐’的單相單電極爐風(fēng)行一時(shí)，但由于對(duì)電網(wǎng)干擾大被禁止。我國(guó)在上世紀(jì)50年代由前蘇聯(lián)幫助建造的供煉硅用5000kVA單相雙電極礦熱爐，采用連續(xù)出爐工藝噸硅單耗可較三相爐低約10%以上。單相單電極爐較三相三電極優(yōu)勢(shì)明顯。然而迄今為止國(guó)內(nèi)尚未有以單相單電極爐成功煉制鋁硅合金案例，注重點(diǎn)仍傾向于大功率三相三電極爐，兩家規(guī)模企業(yè)以鋁硅合金立項(xiàng)，建造的功率16500kVA礦熱爐，投產(chǎn)后都轉(zhuǎn)產(chǎn)鐵合金。另外多家試煉制過(guò)鋁硅合金的企業(yè)，所選礦熱爐都是三相三電極爐，因而在首選單相單電極爐同時(shí)，不可忽視三相三電極爐。三相三電極爐經(jīng)技術(shù)改造后，完全可以適應(yīng)煉制鋁硅合金的工藝要求。例如有功功率大于13000kVA的爐子，采用二次低壓補(bǔ)償，增設(shè)三相平衡自動(dòng)調(diào)整裝置和調(diào)頻柜后，按低電壓大電流要求相電壓控制在50V~55V之間，反應(yīng)區(qū)下移電極埋入深，使反應(yīng)區(qū)能量達(dá)到最佳限度，滿足冶煉工藝要求，煉制出合格合金，使冶煉工藝運(yùn)行正常穩(wěn)定。

　　

　　至于爐料制備，必須按確定的Al2O3/SiO2(以下以A/S表示)平衡配料，嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，這是煉制鋁硅合金、鋁硅鈦合金工藝得以正常進(jìn)行的必備條件。爐料需經(jīng)加工清除其中有害雜質(zhì)，在所有雜質(zhì)中最為有害的是Fe2O3，而合金中鐵的含量很大程度決定合金的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。含鐵過(guò)高，用于稀釋的原鋁（或再生鋁、廢雜鋁）的量加大，配制的合金成本高，利潤(rùn)降低。因此，要求在煉制的合金成本不增加的前提下，含鐵愈低愈好，為此特別限定合金的含鐵量，一般不超過(guò)1.5%。

　　

　　在限定煉制鋁硅合金鐵含量的條件下，對(duì)原料選用、加工方法，特別是除鐵方法的選定，必須做足文章，因?yàn)檫@涉及到市場(chǎng)供求如物料價(jià)格高低、加工費(fèi)用大小，加工難易程度，以及國(guó)家政策要求等諸多方面因素的綜合分析、評(píng)估等。比方河南的氧化鋁工業(yè)，由于實(shí)施選礦—拜耳工藝流程，副產(chǎn)大量尾礦，為使尾礦資源化，獲得國(guó)家免稅待遇，可選用除鐵尾礦作原料，也可以廢棄低鋁硅比鋁土礦，經(jīng)除鐵、除雜后，用以煉制鋁硅合金，兩者都具有量大質(zhì)優(yōu)特點(diǎn)；山西省資源條件更為優(yōu)越，高嶺土普遍含鐵低，平均在0.3%上下，朔州、忻州等高鋁煤產(chǎn)地，排放的高鋁粉煤灰、煤矸石更為可貴。平朔二礦所產(chǎn)粉煤灰中Al2O3含量達(dá)47%，F(xiàn)e2O3含量只有0.44%，不需要除鐵加工。另外，懷仁某煤礦所產(chǎn)煤灰粉中Al2O3含量高達(dá)54.22%，A/S1.59，而Fe2O3含量為0.8%，如用作電熱煉制鋁硅合金原料，也不需要除鐵加工，懷仁所產(chǎn)洗選矸不需要添加含Al2O3物料，還原劑可選用洗選精煤，完全可以在煤上多下功夫。此外內(nèi)蒙古、陜北等地也有高鋁煤矸石、粉煤灰產(chǎn)出，托克托電廠排放的粉煤灰Al2O3含量達(dá)54.77%，SiO2：36.5%、A/S1,51、Fe2O3含量2.29%，經(jīng)高梯度磁分選可降至0.6%，無(wú)需添加含Al2O3物料，可直接用以制團(tuán)。實(shí)際上，全國(guó)可資源利用的煉制鋁硅合金原料可謂取之不盡，用之不竭。

　　

　　原料制備的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)是制團(tuán)工藝。球團(tuán)要求細(xì)度、導(dǎo)電度、機(jī)械強(qiáng)度、孔隙度等要充分滿足冶煉工藝要求，球團(tuán)耐熱強(qiáng)度決定冶煉過(guò)程造碴多少的決定因素，耐熱強(qiáng)度必須保證球團(tuán)順利進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)約有14%~17%的殘碴形成，其成分主要是多鋁紅柱石（3Al2O3.2SiO2）、剛玉、六鋁酸鈣（Ca.6Al2O3）、SiC、AlOC等，通常在連續(xù)出爐時(shí)被帶出爐外，返回流程，如果球團(tuán)耐熱程度不夠，造碴過(guò)多無(wú)法及時(shí)排出爐外，會(huì)引發(fā)漲爐底事故，事故頻發(fā)會(huì)造成無(wú)法正常生產(chǎn)。

　　

　　總之，性能優(yōu)越適用礦熱爐，優(yōu)良合格球團(tuán)，是煉制鋁硅合金的必備條件，不可漠然置之。

　　

　�。ㄈ�）除了上述通用方式，還可創(chuàng)新其他探索方法，例如煉制鋁硅鈦合金或鋁鐵合金使其分離制取含鐵低，并含有其他有益成份的鋁合金或含有少量鋁的鐵合金，而產(chǎn)出的含有少量硅、鈦的鋁合金，與再生鋁、廢雜鋁熔配如同上述成分的鋁硅亞共晶變形合金。

　　

　　上世紀(jì)90年代，我國(guó)鋁硅鐵首創(chuàng)焦作李封鐵合金廠，去前蘇聯(lián)參觀訪問(wèn)回國(guó)后即試驗(yàn)電熱法煉制鋁硅鐵合金一舉成功，投產(chǎn)后頭3天煉出的合金成分如下：

　　

　　如果能使鐵含量保持到10%或以下，運(yùn)用振動(dòng)法、重力離心法、或水淬—磁選法，或可能把鐵含量降至2%~3%，含鐵2%~3%的鋁硅合金與適量再生鋁或廢雜鋁熔配，可配制出含鐵0.7以下，含鈦適量的鋁硅亞共晶變形合金，合金機(jī)械性能，經(jīng)測(cè)試與LD2接近，可作為L(zhǎng)D2的代用品廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等方面，從而使產(chǎn)能過(guò)剩的鋁硅鐵就可在自救的同時(shí)助推再生鋁業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)脫困轉(zhuǎn)強(qiáng)。

　　

　　可配制的鋁硅亞共晶變形合金成份及測(cè)試結(jié)果如下：1.Al-6%Si-1%Ti合金可以軋制成板、擠壓成各種規(guī)格的棒、管、型材等。勿需中間退火可直接將管毛料拉拔成一定規(guī)格尺寸的半成品。

　　

　　2.為保證得到具有較好綜合性能的Al-6%Si變形鋁合金，鈦含量應(yīng)該限制在0.5%~1.0%的范圍較適宜。

　　

　　3.Al-6%Si-1%

　　

　　Ti合金板的機(jī)械性能，在冷變形狀態(tài)下抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度比工業(yè)純鋁高約5~7kg/mm2,延伸率基本相當(dāng)：在退火狀態(tài)時(shí)，Al-6%Si-1%

　　

　　Ti合金的抗拉強(qiáng)度比工業(yè)純鋁高約5kg/mm2,屈服強(qiáng)度略高，延伸率基本相同，與同樣狀態(tài)下的LD2合金相比，抗拉強(qiáng)度略低，延伸率相對(duì)較高。

　　

　　4.Al-6%Si-1%Ti合金擠壓棒的機(jī)械性能，在退火狀態(tài)下抗拉強(qiáng)度、延伸率比工業(yè)純鋁高，與同狀態(tài)下的LD2合金棒之抗拉強(qiáng)度基本接近，但延伸率和硬度要略高些，斷面收縮率約低15%有希望成為退火狀態(tài)下LD2合金棒的代用材料。

　　

　　5.該合金成型性好，型材可一次彎成900角不裂。如與廢雜鋁熔配，廢雜鋁中銅、鋅等金屬有益無(wú)害。此外還有一種過(guò)共晶鋁硅合金早已問(wèn)世也應(yīng)重視。

　　

　　關(guān)鍵仍是除鐵，2%~3%的鐵含量，在稀釋硅的同時(shí)也被稀釋。倘鐵含量稀釋不到位，再以重力離心法二次除鐵，可將其清除到0.5%以下。

　　

　　研究表明，鋁硅鐵合金中三元相為：Fe2SiAl8、FeSiAl6、FeSiAl4,且在硅中溶解極小。用振動(dòng)法、重力離心法、水淬-磁選法有可能把鐵清除到2%~3%上下，自然混鋅法亦可一試。不論哪種方式，產(chǎn)出的副產(chǎn)品都可再利用，其經(jīng)濟(jì)效益仍可維持高位。

　　

　　利用鐵在高溫時(shí)能有效抑制鋁的揮發(fā)，碳熱法煉制鋁硅合金，也是一個(gè)可行的選項(xiàng)。國(guó)外許多國(guó)家都曾試驗(yàn)過(guò)。日本企業(yè)以高溫間接加熱法，以氧化鋁、氧化鐵粉、石墨粉按重量比60:15:25混合制團(tuán)，在21500C高溫下，保溫30分鐘，煉制出鋁鐵Fe/AL2.61的鋁鐵合金。由于鐵在鋁中固溶度受熔體溫度左右，低溫時(shí)固溶度隨之降低，共晶溫度時(shí)降至0.03%~0.05%，其時(shí)鐵呈原子團(tuán)存在而不紊亂，可以多種方式予以清除；由于鐵不熔于鋅和鉛也可以混鋅法、混鉛法進(jìn)行處理。上世紀(jì)80年代日本人還曾以高爐法進(jìn)行試驗(yàn)，產(chǎn)出的合金含鋁60%以上，含鐵20%~25%，含硅10%~15%，雖然兩種方式都未能產(chǎn)業(yè)化，但都有改進(jìn)優(yōu)化余地，具有一定參考價(jià)值。