一、鋁液精煉的重要性
在鋁合金熔鑄生產(chǎn)過程中，原鋁液中往往含有氣體（主要是氫氣）、氧化夾雜物等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的存在對鋁合金的性能有著顯著的不良影響。例如，氫氣會在鑄件內(nèi)部形成氣孔，降低鑄件的致密度，從而嚴重影響其機械性能，如抗拉強度、延伸率等；氧化夾雜物則會作為裂紋源，在后續(xù)加工或使用過程中引發(fā)材料斷裂，降低合金的疲勞壽命和耐腐蝕性能。

因此，為了獲得高質(zhì)量的鋁合金鑄錠，必須對鋁液進行有效的精煉處理。鋁液精煉劑就是在這一過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的重要物質(zhì)。

二、鋁液精煉劑的組成與分類

（一）組成成分
1. 氯鹽類化合物
氯化鈉（NaCl）、氯化鉀（KCl）是常見的成分。它們具有較低的熔點，在高溫下能夠與鋁液中的氧化物發(fā)生反應(yīng)。例如，氯化鈉可以與鋁液中的氧化鋁（Al?O?）反應(yīng)生成氯化鋁（AlCl?）和金屬氧化物，使氧化鋁從鋁液中去除。
氯化鎂（MgCl?）也被用于一些精煉劑配方中，它有助于改善精煉劑的流動性，增強其與鋁液的接觸效果，并且能夠參與到去除雜質(zhì)的化學反應(yīng)中。
2. 氟鹽類化合物
氟化鈉（NaF）、氟化鈣（CaF?）等。氟化物具有較強的活性，能夠有效地破壞氧化膜，促進雜質(zhì)的去除。氟化鈣還具有良好的吸附性，可以吸附細小的氧化夾雜物，使其更容易上浮到鋁液表面被撇除。
3. 覆蓋劑組分
除了上述用于去除雜質(zhì)的成分外，精煉劑中還包含一定量的覆蓋劑。覆蓋劑通常是一些不易揮發(fā)、不易與鋁液反應(yīng)且具有較高熔點的物質(zhì)，如堿式碳酸鎂（MgCO?·Mg(OH)?）。它能夠在鋁液表面形成一層保護膜，阻止空氣中的氧氣和水分與鋁液接觸，減少鋁液的二次氧化和吸氫。

（二）分類
1. 按物理狀態(tài)分類
粉狀精煉劑：這是最常見的形式，由各種固體粉末狀的氯鹽、氟鹽等混合而成。使用時直接撒入鋁液中，由于其顆粒較小，能夠快速分散在鋁液中并與雜質(zhì)充分接觸反應(yīng)。但其缺點是在加入鋁液時容易產(chǎn)生粉塵，對操作環(huán)境有一定污染。
塊狀精煉劑：將精煉劑成分經(jīng)過壓制等工藝制成塊狀。它的優(yōu)點是便于運輸和儲存，在加入鋁液時粉塵較少。然而，塊狀精煉劑的溶解速度相對較慢，需要較長時間才能完全發(fā)揮作用。
膏狀精煉劑：由精煉劑粉末與一定的粘結(jié)劑混合而成。它具有較好的流動性和附著力，能夠較好地附著在工具或設(shè)備上進行添加。這種形式的精煉劑在使用過程中不容易散落，但在高溫下粘結(jié)劑可能會分解產(chǎn)生一些氣體，對鋁液質(zhì)量有一定影響。
2. 按化學性質(zhì)分類
酸性精煉劑：主要以氯鹽、氟鹽等酸性物質(zhì)為主。它們在鋁液中有較強的反應(yīng)活性，能夠有效地去除氧化夾雜物和氣體，但對爐襯有一定的侵蝕作用，需要合理的使用劑量和頻率。
中性精煉劑：相對于酸性精煉劑來說，其化學性質(zhì)較為溫和，對爐襯的侵蝕較小。不過，其中性成分可能在去除雜質(zhì)方面的效果略遜于酸性精煉劑，一般通過優(yōu)化配方來提高其精煉性能。

三、鋁液精煉劑的作用機理

（一）除氣原理
1. 化學除氣
精煉劑中的氯鹽等成分在高溫下分解出氯（Cl?）。氯與鋁液中的氫原子（H）發(fā)生反應(yīng)，2H + Cl? = 2HCl。生成的氯化氫（HCl）氣體比氫氣更易逸出鋁液，從而使鋁液中的氫含量降低。同時，氯還能夠與鋁液中的氧化鋁等氧化物反應(yīng)，破壞氧化膜，使隱藏在氧化膜下的氫氣能夠被釋放出來參與反應(yīng)。
2. 物理除氣
當精煉劑加入鋁液后，其分解產(chǎn)生的氣體（如氯、氟化氫等）形成大量微小氣泡。這些氣泡在鋁液中上升的過程中，不斷吸附溶解在鋁液中的氫氣和其他氣體。由于氣泡的表面積較大，對氣體的吸附能力較強，當氣泡上升到鋁液表面破裂時，吸附的氣體就被釋放到空氣中，達到除氣的目的。

（二）除渣原理
1. 化學除渣
精煉劑中的氯鹽、氟鹽等成分與鋁液中的氧化鋁、氧化硅（SiO?）等氧化夾雜物發(fā)生反應(yīng)。例如，Al?O?+3NaCl=2NaAlCl?+Na?O，生成的氯化鋁等產(chǎn)物的比重較輕，能夠上浮到鋁液表面形成浮渣，便于用撇渣工具撇除。
2. 物理除渣
精煉劑中的某些成分（如氟化鈣）具有良好的吸附性。它可以吸附細小的氧化夾雜物，就像一個個“吸附中心”，使原本分散在鋁液中的氧化物聚集在一起，增大了其粒徑，從而更容易上浮到鋁液表面被清除。

四、鋁液精煉劑的應(yīng)用方法

（一）人工添加
1. 對于小型熔煉爐，如坩堝爐等，通常采用人工添加的方式。操作人員佩戴好防護用品后，將精煉劑均勻地撒入鋁液表面。對于粉狀精煉劑，要確保撒布的范圍盡可能廣泛，以便讓精煉劑與更多的鋁液接觸。如果是塊狀精煉劑，則將其破碎成適當大小的塊狀后加入。
2. 在添加精煉劑后，要用攪拌工具（如鐵棒、扒渣耙等）對鋁液進行攪拌。攪拌的目的是使精煉劑充分分散在鋁液中，加速其與雜質(zhì)的反應(yīng)速度。攪拌時間根據(jù)鋁液的量和爐型等因素而定，一般為5 10分鐘。

（二）自動添加裝置
1. 在大型熔煉爐或連續(xù)鑄造生產(chǎn)線中，為了保證精煉過程的穩(wěn)定性和準確性，多采用自動添加裝置。這種裝置可以根據(jù)設(shè)定的參數(shù)（如鋁液重量、溫度等）自動定量添加精煉劑。
2. 自動添加裝置的工作原理一般是利用氣流或機械推送等方式將精煉劑準確地送入鋁液中。例如，有些裝置通過壓縮空氣將粉狀精煉劑吹入鋁液，這種方式能夠精確控制添加量，并且可以使精煉劑均勻地分布在鋁液中。還有些裝置采用螺旋送料的方式，將塊狀精煉劑緩慢推入鋁液，避免一次性加入過多造成浪費或精煉不均勻的情況。

五、鋁液精煉劑的發(fā)展趨勢

（一）環(huán)保型精煉劑的研發(fā)
隨著人們對環(huán)境保護要求的不斷提高，傳統(tǒng)的含氯精煉劑由于在使用過程中會產(chǎn)生氯化氫等有害氣體，面臨著越來越嚴格的環(huán)保限制。因此，研發(fā)無氯或低氯的環(huán)保型精煉劑成為發(fā)展趨勢。例如，一些新型精煉劑采用了其他非氯鹽類的活性物質(zhì)，如硝酸鹽等，雖然它們的除雜效果可能需要進一步優(yōu)化，但在環(huán)保方面有明顯優(yōu)勢。

（二）多功能精煉劑的開發(fā)
除了基本的除氣、除渣功能外，未來的精煉劑有望具備更多功能。例如，可以添加一些微量元素調(diào)節(jié)劑，使精煉劑在去除雜質(zhì)的同時還能調(diào)整鋁液的微量元素含量，從而滿足不同鋁合金牌號的特殊要求。另外，還可以開發(fā)具有抗氧化功能的精煉劑，減少鋁液在熔煉過程中的氧化損失，提高鋁液的利用率。

（三）高效精煉劑的研究
為了適應(yīng)現(xiàn)代高效熔煉和鑄造生產(chǎn)工藝的要求，提高精煉劑的效率至關(guān)重要。一方面，要優(yōu)化精煉劑的配方，提高其有效成分的含量和反應(yīng)活性；另一方面，改進精煉劑的物理形態(tài)，如制備超細粉狀精煉劑或者開發(fā)新型的納米級精煉劑，以提高其在鋁液中的分散性和反應(yīng)速度，從而縮短精煉時間，提高生產(chǎn)效率。