鋁硅合金廣泛應(yīng)用于不同的工業(yè)部門(mén)，如包裝業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)、拖拉機(jī)制造業(yè)
、航空工業(yè)、鐵路運(yùn)輸業(yè)、儀器制造業(yè)、電子工業(yè)、建筑業(yè)及其它工業(yè)部門(mén)。
鋁硅合金鑄造性能好，有很好的機(jī)械強(qiáng)度，耐腐蝕性能強(qiáng)，可以制得公差小而
表面質(zhì)量高的鑄件；合金熔點(diǎn)低，可采用壓力鑄造法和成型鑄造法等先進(jìn)工藝制造
零部件。
研究表明：由于鈦能與氧及氮強(qiáng)烈的化合，可用于煉鋼脫氧除渣。鈦具有細(xì)化
合金組織能力，是有色金屬和某些合金鋼、鑄鋼的組成。向合金中加入0.1％～0.
6％的鈦，不僅可以脫氧、凈化，而且能改善合金在常溫、高溫時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度。含
鈦硅鋁合金結(jié)晶組織細(xì)化，耐磨性、耐腐蝕性及高溫強(qiáng)度增強(qiáng)。因此，開(kāi)發(fā)含鋁硅
鈦合金或向鋁硅合金添加鈦被視為熱門(mén)技術(shù)。備受青睞。
實(shí)驗(yàn)表明：向ZL108活塞合金中，添加0.6％的鈦制作活塞、缸體、缸蓋等零件
，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、工藝性試驗(yàn)、600小時(shí)臺(tái)架耐久性試驗(yàn)以及5萬(wàn)公里、15萬(wàn)公里行
車(chē)使用試驗(yàn)，結(jié)果證明該合金具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、良好的細(xì)化結(jié)晶組織；2、較強(qiáng)的耐磨性；3、較強(qiáng)的耐熱性。
可以說(shuō)，該合金能使活塞使用壽命延長(zhǎng)35％以上，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
試驗(yàn)還表明：向Al—Si合金添加鈦，進(jìn)行變形加工，合金成型性良好。用該合
金制作的書(shū)架、貨柜外觀優(yōu)美、輕巧堅(jiān)實(shí)，用于室內(nèi)裝飾、制作門(mén)窗，具有高強(qiáng)度
、小比重、易維護(hù)、無(wú)污染、耐磨、耐腐蝕、經(jīng)久耐用的優(yōu)點(diǎn)。
向雜鋁中添加適量的鋁硅鈦合金，鑄造產(chǎn)品質(zhì)量明顯改善，產(chǎn)品成品率大大提
高。
傳統(tǒng)的鋁硅鈦合金生產(chǎn)方法，是按比例將鋁、硅、鈦三種金屬重熔配制而成，
成本高。目前，國(guó)內(nèi)鑄造鋁硅合金基本上仍沿用金屬重熔合成法生產(chǎn)。向正常運(yùn)行
的電解槽內(nèi)添加專(zhuān)用的添加劑（含有少量的氧化硅、氧化鈦的復(fù)合氧化鋁）可以產(chǎn)
出與添加劑的量及成份相應(yīng)的鋁硅鈦合金。這種方法可使成本大大下降，獲得相當(dāng)
高的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)家重大科技成果產(chǎn)業(yè)化示范工程、國(guó)家“火炬”計(jì)劃項(xiàng)目———
河南登電集團(tuán)鋁硅鈦合金，一期工程1.5萬(wàn)噸生產(chǎn)線已于日前投產(chǎn)。用熱電法在礦
熱爐內(nèi)直接熔煉鋁硅鈦合金，有著更大的優(yōu)越性和更好的經(jīng)濟(jì)效益。其原因有三：
一是與電解法比較，電熱法工藝簡(jiǎn)單，流程短，所需投資少，且生產(chǎn)規(guī)模方便靈活
；二是與電解法、合成法比較，合金成本低；三是電熱法所需的原材料來(lái)源多，價(jià)
格便宜，不需要價(jià)格昂貴的氧化鋁、氟化鹽等。因此，推薦電熱法生產(chǎn)鋁硅鈦中間
合金，以中間合金配制各種牌號(hào)鑄造、變形合金。被列入山西省有關(guān)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)規(guī)劃
的晉能集團(tuán)7260噸規(guī)模電熱法鋁硅合金項(xiàng)目，已于今年4月正式批準(zhǔn)實(shí)施。
原料選擇與制備
鋁硅合金冶煉工藝過(guò)程的熱力學(xué)研究顯示，合金高溫反應(yīng)方程如下：
mAl203＋nSiO2＋（3m＋2n）C＝2mAl＋nSi＋（3m＋2n）CO。式中m及n為任意
數(shù)。生產(chǎn)實(shí)踐中可據(jù)此擬定配料方案，通常以Al203／SiO2表示（簡(jiǎn)化為A／S，以
下同）。
可用于煉制鋁硅合金的礦物資源豐富而繁多，幾乎便及全國(guó)各地。低鐵鋁土礦
、低鐵高鋁黏土、高嶺土、藍(lán)晶巖、紅柱石、硅線石，都是煉制鋁硅合金的重要原
料，而粉煤灰、煤矸石、頁(yè)巖、葉臘石、硅石、紅硅土等是主要輔助原料。選用何
種礦物作原料，取決于擬生產(chǎn)什么成分的合金及該合金的市場(chǎng)供求狀況，以及礦石
質(zhì)量（雜質(zhì)多少）、價(jià)格、加工的難易程度等一系列經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的合理性評(píng)估。
上述礦物，可以單獨(dú)使用某一種，例如A／S小于2的低鐵鋁土礦、黏土、藍(lán)晶
石、紅柱石等，也可以兩種或多種礦石混合搭配，例如高嶺土與鋁土礦混合料，鋁
土礦與紅硅土或硅石、粉煤灰混合料等。值得一提的是，國(guó)家鼓勵(lì)固體廢料資源化
，例如粉煤灰、煤矸石，在原料中摻入量大于30％，可免征增值稅50％。在有些省
如山西省，增值稅可全部免征，并免征所得稅5年，這會(huì)相應(yīng)提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)
效益。
由于礦石中通常含有雜質(zhì)，因此必須經(jīng)加工精制予以清除。雜質(zhì)中最有害的F
e203，總量不易大于1.5％，先前也曾把TiO2與Fe203一樣看待。但隨著科學(xué)技術(shù)的
發(fā)展，發(fā)現(xiàn)鈦在合金中是有益元素，因而成為物料中重要成份之一。其它如CaO、
MgO等亦應(yīng)盡可能加以清除，以減少能耗，消除工藝過(guò)程發(fā)生結(jié)硬、渣多現(xiàn)象，同
時(shí)降低精制費(fèi)用。加工時(shí)務(wù)求磨細(xì)，這不但有利于除鐵，而且使物料比表面增大，
提高熔煉反應(yīng)強(qiáng)度，提高熱效率，降低電耗。
碳質(zhì)還原劑在很大程度上決定著爐料的理化性質(zhì)及工藝過(guò)程的指標(biāo)。要求還原
劑具有很好的化學(xué)活性，較大的比表面，灰份少，電阻大，成團(tuán)性能好。加工后的
粉狀物料必須成球。球團(tuán)強(qiáng)度為160公斤／平方厘米，粒度為50～60毫米。團(tuán)料應(yīng)
混合均勻，有良好的透氣性，同時(shí)又很密實(shí)。
可用作還原劑的碳質(zhì)材料有：精制煙煤、褐煤、木炭、石油焦和瀝青焦、酒糟
、糠醛渣、苞米心等。由于精制煙煤具有良好的物理化學(xué)性能，價(jià)格低廉，易于取
得，應(yīng)作為首選還原劑。精煤灰份應(yīng)不大于2.0％，F(xiàn)e203總量不大于0.5％。
制團(tuán)常用粘結(jié)劑有瀝青、黏土、紙漿廢液、酒糟、糠醛渣等。
爐子、工藝、其他
礦冶爐必須具有適應(yīng)鋁硅合金冶煉工藝的一切功能。大功率三相三電極爐，固
然也可以正常地生產(chǎn)出合格合金，取得較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，但與單相單電極低頻
爐比較，相形見(jiàn)絀。按交—直—交方式改造的單相單電極低頻爐，各項(xiàng)指標(biāo)先進(jìn)，
操作容易，污染相對(duì)較小，便于向全密閉、自動(dòng)化過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
前蘇聯(lián)長(zhǎng)期試驗(yàn)研究及生產(chǎn)實(shí)踐證明，雖然三相三電極爐只要電極下能量密度
夠大，可以用以煉制鋁硅合金，但是其功能不及單相單電極爐優(yōu)越。常年統(tǒng)計(jì)結(jié)果
，其各項(xiàng)消耗都偏高，而且經(jīng)常發(fā)生工藝紊亂現(xiàn)象和故障。為了使Al203和SiO2還
原過(guò)程順利進(jìn)行，最好是建立單一反應(yīng)區(qū)。三相三電極的生產(chǎn)工藝過(guò)程證明：鋁及
硅的損失比單相單電極爐大，三相三電極爐鋁損失為7.6％，硅為22.5％；而單相
單電極爐，分別為2.5％及15％。三相三電極爐的爐料損失，比單相單電極爐大20
％～24％，所產(chǎn)出的合金中含鋁比較低，低約2％，其它消耗同樣偏高，尤其是能
耗，高出15％～20％。
嚴(yán)格按比例配料，防止比例失調(diào)，是煉制鋁硅鈦合金工藝得以正常運(yùn)行的重要
條件，否則會(huì)導(dǎo)致工藝紊亂，降低金屬實(shí)收率。保持正常的物料平衡和熱平衡，鋁
和硅的回收率可達(dá)88％以上。這是評(píng)價(jià)爐子的功能和工藝技術(shù)水平的最重要標(biāo)準(zhǔn)。
電弧功率集中，能量密度大，電弧穩(wěn)定，反應(yīng)區(qū)溫度穩(wěn)定保持在2050～2200度
之間，是極其重要的，這是工藝正常運(yùn)行的重要標(biāo)志。爐溫過(guò)高，金屬蒸發(fā)損失大
，溫度過(guò)低，反應(yīng)不完全，造渣多。反應(yīng)產(chǎn)品應(yīng)迅速脫離反應(yīng)區(qū)，應(yīng)以連續(xù)出爐方
式使還原金屬及時(shí)排出。這是獲取低消耗、高產(chǎn)率的關(guān)鍵所在。而要做到連續(xù)出爐
，每分鐘產(chǎn)量至少要達(dá)到5公斤以上。
煉得的粗合金經(jīng)精制除雜、除鐵成份：Si30％～38％、Ti2％左右，F(xiàn)e不大于
1.2％，其余為鋁，即可用于配制鋁硅鈦鑄造合金及變形合金。
一座6300kVA的單相單電極低頻爐，年產(chǎn)上述成份的鋁硅鈦中間合金3500噸。
合金成本視電價(jià)不同約在6000～7500元之間，售價(jià)按成份市價(jià)的85％計(jì)，約為105
00元上下，每噸合金利稅3000元以上，年利稅在1000萬(wàn)元以上，經(jīng)濟(jì)效益可觀，完
全可在需求制約市場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)激烈的格局中贏得用戶的歡迎。
