專利名稱：制備鋁-硅合金的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁-硅合金的制備，更具體地講涉及通過二氧化硅的鋁熱還原制備招-娃合金。
背景技術(shù)：
鋁-硅(Al-Si)合金可通過這樣來制備:熔解鋁并將熔融鋁加熱至1200°C以上。然后，可將二氧化硅(SiO2)以石英細?；蚴⑸暗男问郊尤?，并混入熔融鋁30至120分鐘。通過將熔融鋁超加熱至超過1200°C的溫度，當與二氧化硅混合時熔融鋁的總體溫度能夠達到約1150°C的目標反應(yīng)溫度。該熱量允許二氧化硅與熔融鋁發(fā)生還原，得到鋁-硅合金以及二氧化硅和氧化鋁(Al2O3)的副產(chǎn)物渣。比融鋁合金重的(即更致密的)渣與合金分離并沉入熔融浴的底部，在該底部將其除去。然后，如此制得的鋁-硅合金可進一步加工成更純形式的硅，用于化學、太陽能或半導(dǎo)體應(yīng)用。然而，對于當前的加熱工藝如使用感應(yīng)爐來實現(xiàn)二氧化硅反應(yīng)的所需溫度，熔融鋁必須過度受熱(即超加熱)。 這會導(dǎo)致鋁以過度加熱產(chǎn)生的蒸氣損失。此外，因為二氧化硅的密度比鋁小，所加入的二氧化硅往往漂浮在熔融鋁的頂部，使得混合難以進行而且會抑制二氧化硅與熔融鋁之間的總體反應(yīng)。攪拌該混合物是困難的，因為二氧化硅存在這種漂浮趨勢，而且通常由石墨制成的耐高溫混合槳葉是脆性的并會因混合期間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力趨于斷裂。最后，副產(chǎn)物渣(通常為Al2O3和SiO2)具有高熔融溫度，隨著渣沉入熔融浴的底部，固體渣顆粒會捕集一些鋁-硅合金。副產(chǎn)物渣還會粘附到爐子的耐火襯上，形成難以除去的硬皮。由于當前工藝中的這些低效性，在還原二氧化硅并形成鋁-硅合金中，鋁的利用率僅為約50%。即，僅有約二分之一的原始鋁與硅形成合金；其余的部分以蒸氣、渣的形式損失，或因渣的分離而被捕集。由于鋁占工藝總體成本的很大一部分，因此仍需要提供更有效的制備鋁-硅合金的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施方案中，制備鋁-硅合金的方法包括將二氧化硅預(yù)熱至預(yù)定溫度，然后將預(yù)熱的二氧化硅與鋁合并，以便熔解鋁并制備鋁-硅合金。所謂“預(yù)定溫度”是指低于二氧化硅的熔點(大約1625°C )但高于鋁的熔點(大約660°C )的溫度，使得當合并時，鋁將熔解并且二氧化硅和鋁處于鋁熱反應(yīng)發(fā)生的適當溫度(即高于約1000°C )。優(yōu)選地，二氧化硅以具有約1.0mm至約5.0mm,更優(yōu)選約2.0mm至約5.0mm的平均粒徑的顆粒形式提供。一般來講，低于約0.6mm直徑的粒度不是優(yōu)選的。鋁在與預(yù)熱的二氧化硅合并前也可被預(yù)熱，或者鋁可以處于環(huán)境溫度下。如果預(yù)熱鋁，則優(yōu)選在其與預(yù)熱的二氧化硅合并之前，在爐子中加熱至高于其熔點但低于約1200°C的溫度。鋁可以固體錠、彈丸、板、粒料的形式或任何其他合適的形式提供。鋁可為基本上純的形式，或者可為鋁-硅合金例如80重量％鋁與20重量％硅的形式。在一個實施方案中，將鋁在與預(yù)熱的二氧化硅合并之前涂覆二氧化硅顆粒。例如，可使二氧化硅顆粒形成液體漿料，并施用至鋁的表面，然后使?jié){料干燥。我們發(fā)現(xiàn)，用二氧化硅顆粒預(yù)涂覆鋁可使鋁免受過度氧化。優(yōu)選地，一旦鋁熔解后，即攪拌合并的預(yù)熱的二氧化硅與熔融鋁，以促進混合。通過預(yù)熱二氧化硅，鋁不需要預(yù)熱或超加熱。因此，使較少的鋁在加工期間因氧化和蒸發(fā)而損失，更多的鋁可用于與硅形成合金。在另一個實施方案中，制備鋁-硅合金的方法包括:在回轉(zhuǎn)窯中將二氧化硅預(yù)熱至預(yù)定溫度，將鋁加入預(yù)熱的二氧化硅以熔解鋁，在回轉(zhuǎn)窯中提供惰性氣氛，并攪拌回轉(zhuǎn)窯以制備鋁-硅合金。優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)窯包括含有隔熱耐火材料的內(nèi)襯。一般來講，回轉(zhuǎn)窯以約
0.1RPM至約30RPM、約3RPM至約30RPM或約3RPM至約15RPM的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在又一個實施方案中，制備鋁-硅合金的系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯，該回轉(zhuǎn)窯包括具有窯口的室，該窯口適于接納熱源例如燃燒器。熱源可有效用于預(yù)熱設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯中的二氧化硅，并且回轉(zhuǎn)窯優(yōu)選包括接收鋁的入口，而鋁可在環(huán)境溫度下加入或可在爐子中預(yù)熱以使其熔解?；剞D(zhuǎn)窯包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，用于攪拌和合并二氧化硅與鋁以制備鋁-硅合金。一般來講，通過實踐本發(fā)明的實施方案得到的鋁-硅合金包含約20重量％至約55重量％的硅和約80重量％至約45重量％的鋁。例如，在一個實施方案中，所得的鋁-硅合金包含約50重量％的硅和約50重量％的鋁。這些以及另外的特征和優(yōu)點將通過以下具體實施方式
、附圖和所附權(quán)利要求書得到更充分的理解。


附圖中示出的實施方案在本質(zhì)上是例證性和示例性的，不旨在限制由所附權(quán)利要求限定的發(fā)明。結(jié)合以下附圖閱讀時，可理解例證性實施方案的以下具體實施方式
，在附圖中:圖1是根據(jù)本文所示實施方案中的一個或多個制備鋁-硅合金的示例性方法的示意性流程圖；以及圖2是制備鋁-硅合金的系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖。
具體實施例方式本公開的實施方案提供了通過二氧化硅的鋁熱還原制備鋁-硅合金的方法和系統(tǒng)。通常，鋁-硅合金包含約20重量％至約55重量％的硅和約80重量％至約45重量％的鋁。例如，在一個實施方案中，所得的鋁-硅合金包含約50重量％的硅和約50重量％的鋁。術(shù)語“鋁-硅合金”是指僅包含痕量污染物如硼和磷的任何鋁-硅合金。痕量定義為以重量計小于約100份每一百萬份(ppmw)。具體地講，本發(fā)明的實施方案提供使用回轉(zhuǎn)窯、預(yù)熱的二氧化硅和/或惰性氣氛來制備鋁-硅合金的方法和系統(tǒng)，以便更有效地利用鋁，使得工藝期間損失的鋁更少，而更多的鋁可用于與硅形成合金。此外，鋁熱反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物渣(一般為氧化鋁)以固體形式形成，一旦熔融鋁-硅合金流出和排出后，這些固體即可容易地從反應(yīng)器中除去。這些單獨或組合采用的方法和系統(tǒng)可改善制備鋁-硅合金的總體效率，并減少加工期間鋁的損失量。根據(jù)以下一般反應(yīng)，二氧化硅在高于約900°C的溫度下可在鋁熱反應(yīng)中被鋁還原:
4Al+3Si02 = 3Si+2Al203 (反應(yīng) I)然后，可將由二氧化硅的還原產(chǎn)生的硅與鋁合并，以制備包含約20重量％至約55重量％的硅和約80重量％至約45重量％的鋁的鋁-硅合金。在一個實施方案中，鋁-硅合金包含約50重量％的鋁和約50重量％的硅?，F(xiàn)在參見圖1，其示出了制備鋁-硅合金的示例性方法10。方法10包括在步驟100中將二氧化硅預(yù)熱至預(yù)定的溫度。優(yōu)選地，二氧化硅為小顆粒的形式，通常具有約1.0mm至約5.0mm之間或約2mm至約5mm之間的平均直徑。工藝中所用的二氧化娃可通過本領(lǐng)域容易知道的方法制備或商購獲得。二氧化硅還可包括二氧化硅的多種物態(tài)或相。例如，二氧化硅可包括砂、碎石英、石英細粒、熔融二氧化硅或任何其他相或物態(tài)，或它們的任何組合，其可有效用于被預(yù)熱并與鋁混合以形成如本文所述的鋁-硅合金。在步驟200中將鋁與預(yù)熱的二氧化硅合并足以熔解鋁的時間。如上所述，在與預(yù)熱的二氧化硅合并之前可將鋁涂覆二氧化硅顆粒。鋁可以任何方便的形式(包括錠、彈丸、板或粒料)提供。招可為基本上純的,或可為招-娃合金(例如包含80重量％的招和20重量％的硅的合金)形式。一旦鋁熔解后，優(yōu)選在步驟300中，例如在回轉(zhuǎn)窯中攪拌混合物以制備鋁-硅合金。如上所述，二氧化硅的溫度使得所加入的鋁將熔解，并將發(fā)生鋁熱反應(yīng)。作為另外一種選擇，如上所述，鋁也可在與預(yù)熱的二氧化硅合并之前被預(yù)熱而熔解。兩個過程可基本上同時發(fā)生，使得熔融鋁在與預(yù)熱二氧化硅大約相同的時間制備。作為另外一種選擇，兩個過程中的任一者可在另一者之前發(fā)生，只要所得的產(chǎn)物保持適于合并的狀態(tài)即可。例如，當預(yù)熱二氧化硅首先發(fā)生時，預(yù)熱的二氧化硅可存儲在隔熱的殼體內(nèi)以減少或最小化熱損失量，從而保持其預(yù)熱的狀態(tài)。同樣，當熔解鋁首先發(fā)生時，所得的熔融鋁可存儲在隔熱的殼體內(nèi)以減少或最小化熱損失量，從而保持其熔融狀態(tài)。在步驟100中，預(yù)熱二氧化硅包括將二氧化硅預(yù)熱至預(yù)定的溫度，該預(yù)定溫度通常在約1000°C至約1550°C、約1300°C至約1400°C或至約1300°C的范圍內(nèi)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解，在整個方法10中加熱溫度可變化或波動。因此，當說到將二氧化硅預(yù)熱至約1300°C的溫度時，應(yīng)當理 解實際的溫度可以波動，可以不始終在所述溫度下保持恒定。在一個實施方案中，將二氧化硅在回轉(zhuǎn)窯中預(yù)熱。如圖2中示意性地示出，窯11包括以基本上水平構(gòu)造取向的并具有外壁12的大體圓柱形。外壁12的內(nèi)襯為隔熱耐火材料14。窯11還包括窯口 16和窯蓋18。例如，在操作中，二氧化硅15通過窯口加入窯中。窯口還適于接納熱源，例如燃燒器20，其可包括通過煤氣源22供給的煤氣灶。燃燒器用于將窯內(nèi)的二氧化硅加熱至所需的預(yù)定溫度。一旦達到預(yù)定溫度后，即移除燃燒器20，并通過窯蓋18封閉窯口 16。在一個實施方案中，在達到預(yù)定溫度后，通過窯口 16加入環(huán)境溫度的固體鋁。隔熱耐火材料14可包括任何耐溫和隔熱的材料，其可有效用于減少熱從窯中損失，并且不會污染鋁-硅合金產(chǎn)物。例如，耐火材料可包括含二氧化硅的氧化鋁、石墨、碳化硅或氮化硅。如圖所示，回轉(zhuǎn)窯11通過齒輪24驅(qū)動，該齒輪可操作地與驅(qū)動馬達26連通。參見圖1和圖2兩者，作為另外一種選擇方法10包括在與預(yù)熱的二氧化硅合并之前熔解鋁以制備熔融鋁。鋁可裝在爐子28中，例如感應(yīng)爐中，但也可使用其他類型的爐子。如上面所討論，熔解可發(fā)生在預(yù)熱二氧化硅之前、之后或這期間。將鋁加熱至高于其為約660°C的標稱熔融溫度，但并非現(xiàn)有技術(shù)中的超加熱。在一個實施方案中，這包括將鋁加熱至約1000°C至約1200°C、約1050°C至約1150°C或至約1100°C的溫度。通過將鋁加熱至低于現(xiàn)有技術(shù)工藝的溫度，將使更少的鋁在加工期間被氧化和/或蒸發(fā)以及損失。所用的較低溫度可延遲鋁的氧化。在一個實施方案中，鋁在感應(yīng)爐28中熔解。在另一個實施方案中，可使用任何其他加熱裝置，例如但不限于電弧爐或煤氣爐。在一個實施方案中，在預(yù)熱二氧化硅和熔解鋁來來制備熔融鋁之后，將預(yù)熱的二氧化硅與熔融鋁例如在反應(yīng)器如回轉(zhuǎn)窯中合并。在一個實施方案中，反應(yīng)器包括容器，將二氧化硅在其中預(yù)熱，使得將熔融鋁直接加入預(yù)熱的二氧化硅，而無需轉(zhuǎn)移預(yù)熱的二氧化硅。例如，當二氧化硅在窯11中預(yù)熱時，熔融鋁通過導(dǎo)管30加入窯中，以便鋁和二氧化硅混合。如上面所討論，當窯包括窯口 16時，熔融鋁可通過窯口 16加入窯中，并且窯口可隨后用窯蓋18封閉，以減少預(yù)熱的二氧化硅和熔融鋁的熱損失和/或材料損失。此外，任何合適的傳送方法均可用于將預(yù)熱的二氧化硅與熔融鋁合并。在一個實施方案中，隔熱的傳送裝置可用于將熔融鋁轉(zhuǎn)移至二氧化硅預(yù)熱處。在另一個實施方案中，可在容納熔融鋁的爐子之間預(yù)先設(shè)置通道，使得熔融鋁隨著重力的作用和/或門的打開和關(guān)閉從一個位置流動到另一個位置?；蛘?，可使用任何其他供選擇的重定位形式，使得二氧化硅和鋁兩者合并時，二氧化硅保持預(yù)熱，并且鋁保持熔融。方法10還可包括在內(nèi)部或在外部攪拌反應(yīng)器例如窯11，例如在步驟300中通過使室旋轉(zhuǎn)以促進預(yù)熱的二氧化硅和鋁的混合。具體地講，攪拌室可包括在所述室容納預(yù)熱的二氧化硅和鋁的同時使室旋轉(zhuǎn)，使得二者充分地相互混合。當鋁以固體加入時，該攪拌加快熱傳遞，以便更迅速地熔解鋁。在一個實施方案中，旋轉(zhuǎn)圍繞室的水平軸進行，使得室的底部或離地面最近的部分向室的頂部或離地面最遠的部分旋轉(zhuǎn)。在另一個實施方案中(未示出)，反應(yīng)器內(nèi)部可包括當反應(yīng)器旋轉(zhuǎn)時在室內(nèi)移動的攪拌器，例如石墨攪拌器，以便進一步促進混合。在一個實施方案中，當二氧化硅在回轉(zhuǎn)窯11中預(yù)熱時，反應(yīng)器可包括回轉(zhuǎn)窯，使得來自爐子28的熔融鋁可直接加入回轉(zhuǎn)窯以促進混合。在步驟300中，反應(yīng)器的攪拌(例如回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn))可在方法10期間的任何時間開始。例如，在一個實施方案中，反應(yīng)器可在二氧化硅的預(yù)熱之后但在二氧化硅和鋁合并之前攪拌。在另一個實施方案中，反應(yīng)器可在預(yù)熱的二氧化硅和鋁合并之后攪拌。在又一個實施方案中，反應(yīng)器可在整個方法10中連續(xù)攪拌。在一個實施方案中，窯11可以各種速度旋轉(zhuǎn)，該速度取決于預(yù)熱的二氧化硅和/或鋁的總體重量以及所需的攪拌程度。在一個實施方案中，窯在約0.1RPM至約30RPM、約3RPM至約30RPM或約3RPM至約15RPM的速度下旋轉(zhuǎn)。在另一個實施方案中，窯的旋轉(zhuǎn)速度可以在整個方法10中波動。在又一個實施方案中，窯可以任何其他速度旋轉(zhuǎn)或在任何其他步驟之間旋轉(zhuǎn)，使得旋轉(zhuǎn)促進預(yù)熱的二氧化硅和鋁的混合。窯也可旋轉(zhuǎn)足以使預(yù)熱的二氧化硅與鋁混合從而導(dǎo)致鋁熔解并制備鋁-硅合金的時間。在一個實施方案中，將預(yù)熱的二氧化硅和鋁合并，并在窯11中旋轉(zhuǎn)約10分鐘至約200分鐘、約20分鐘至約150分鐘或約30分鐘至約120分鐘。預(yù)熱的二氧化硅和鋁混合的時間部分地取決于總批量大小、二氧化硅預(yù)熱溫度、鋁的溫度、熱從反應(yīng)器的損失速率和/或反應(yīng)器中的攪拌程度。在另一個實施方案中，向反應(yīng)器提供惰性氣氛以清除反應(yīng)器的氧氣。例如，該氣氛可基本上包含氬氣、氦氣或它們的任何組合，或含有極少或不含氧氣并且不會與二氧化硅和鋁反應(yīng)的任何其他氣氛 。惰性氣氛可通過允許預(yù)熱的二氧化硅和鋁在室內(nèi)繼續(xù)混合的任何可用方法提供。在圖2中示出的一個實施方案中，窯11可包括進氣口 34，而惰性氣體則可通過其被泵入室內(nèi)。室還可包括排氣口 36，其與進氣口相組合，允許吹掃窯的氣氛，使得惰性氣氛得以連續(xù)提供。在另一個實施方案中，惰性氣體可在反應(yīng)器密封時泵入反應(yīng)器中，使得反應(yīng)器密封有基本上惰性的氣氛。在又一個實施方案中，可在反應(yīng)器的壁中設(shè)置多孔塞，并用于注入惰性氣體。在這樣的實施方案中，多孔塞的位置可具有進一步促進反應(yīng)器中預(yù)熱的二氧化硅和鋁之間的混合的附加有益效果。作為另外一種選擇，可采用任何其他方法，使得預(yù)熱的二氧化硅和鋁在混合時反應(yīng)器內(nèi)的氣氛含很少的或不含氧氣。通過使反應(yīng)器中氧氣的量最小化，因氧化而損失的鋁和硅更少，合金中的硅含量得以增加。作為預(yù)熱的二氧化硅和鋁之間混合的結(jié)果，預(yù)熱的二氧化硅根據(jù)反應(yīng)I被還原為硅。將硅與鋁合并而形成鋁-硅合金。副產(chǎn)物渣也會隨著鋁-硅合金而產(chǎn)生，其中副產(chǎn)物渣通常包含5102和八1203。在本發(fā)明的多個實施方案設(shè)想的操作溫度下，副產(chǎn)物渣仍然是固體。方法10還包括在步驟400中從副產(chǎn)物渣分離鋁-硅合金。分離鋁-硅合金可以任何多種方式實現(xiàn)。例如，當鋁-硅合金為熔融液體時，副產(chǎn)物渣仍然是固體。可以傾斜反應(yīng)器使得鋁-硅合金流出反應(yīng)器，而留下副產(chǎn)物渣。在另一個實施方案中，可在反應(yīng)器中提供放液口 38以排出熔融鋁-硅合金進入鑄件等中，在這里合金冷卻并固化。在另一個實施方案中，可采用適于經(jīng)受熔融鋁-硅合金的溫度的篩網(wǎng)或漏勺以從反應(yīng)器中除去副產(chǎn)物渣和/或其他污染物?；蛘?，可使用任何其他備選的分離鋁-硅合金的工藝或方法，其中此類方法基本上將鋁-硅合金與副產(chǎn)物渣和任何其他添加劑或粒子分離?，F(xiàn)在應(yīng)當理解，鋁-硅合金通過預(yù)熱二氧化硅以使得鋁加熱的溫度低于現(xiàn)有技術(shù)提供熔融鋁所用的工藝的溫度而制備。在熔解和加工期間鋁的較低溫度起到減少鋁的任何氧化和/或蒸發(fā)損失的作用。此外，用于合并預(yù)熱的二氧化硅和鋁的反應(yīng)器可攪拌例如通過旋轉(zhuǎn)攪拌，以促進兩者之間的混合。在一個實施方案中，通過加入惰性氣氛來清除氧氣進一步幫助了合金化工藝總體效率的改善。應(yīng)注意，如“具體地講”、“優(yōu)選地”、“一般地”和“通?！钡刃g(shù)語在本文中并非用于限制受權(quán)利要求書保護的本發(fā)明的范圍，或暗示某`些特征對于受權(quán)利要求書保護的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或功能是關(guān)鍵的、必要的或甚至重要的。相反，這些術(shù)語僅僅旨在強調(diào)可以或不可以用于本發(fā)明的特定實施方案的備選的或附加的特征。還應(yīng)注意到，如“基本上”和“約”的術(shù)語在本文中用于表示可歸因于任何數(shù)量比較、數(shù)值、測量值或其他表示的固有不確定度。上文參考具體實施方案詳細描述了本發(fā)明，顯而易見的是，在不脫離所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明范圍的情況下進行修改和變化是可能的。更具體地講，雖然本發(fā)明的一些方面在本文中被認為是優(yōu)選的或特別有利的，但預(yù)期本發(fā)明未必限定于本發(fā)明的這些優(yōu)選方面。
權(quán)利要求
1.一種制備招-娃合金的方法，所述方法包括: 將二氧化硅預(yù)熱至預(yù)定溫度； 將鋁與所述預(yù)熱的二氧化硅合并以熔解所述鋁而制備鋁-硅合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述二氧化硅預(yù)熱至約1300°C至約1400°C的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅是具有約Imm至約5mm的平均直徑的顆粒形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述鋁在與所述預(yù)熱的二氧化硅合并之前預(yù)熱至等于或低于約1200°C的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中使所述鋁在約1000°C至約1100°c的溫度下熔解。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鋁是固體錠、彈丸、板或粒料的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將所述鋁在與所述預(yù)熱的二氧化硅合并之前涂覆二氧化硅顆粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中將所述二氧化硅顆粒以液體漿料施用至所述鋁的表面并干燥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鋁是鋁硅合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中攪拌合并的預(yù)熱的二氧化硅和鋁。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述預(yù)熱的二氧化硅和鋁在回轉(zhuǎn)窯中合并。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述回轉(zhuǎn)窯包括內(nèi)襯，所述內(nèi)襯包含隔熱耐火材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述回轉(zhuǎn)窯以約0.1RPM至約30RPM旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述回轉(zhuǎn)窯以約3RPM至約30RPM旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述回轉(zhuǎn)窯以約3RPM至約15RPM旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括用惰性氣體清除所述回轉(zhuǎn)窯中的氣氛。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述惰性氣體包括氬氣。
18.—種制備招-娃合金的方法,所述方法包括: 在回轉(zhuǎn)窯中將二氧化硅預(yù)熱至預(yù)定溫度； 將鋁加至所述預(yù)熱的二氧化硅以熔解所述鋁； 在所述回轉(zhuǎn)窯中提供惰性氣氛；以及 攪拌所述回轉(zhuǎn)窯以制備鋁-硅合金。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述二氧化硅包括具有約Imm至約5_的平均直徑的顆粒。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中將所述二氧化硅預(yù)熱至約1300°C至約1400°C的溫度。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述回轉(zhuǎn)窯包括內(nèi)襯，所述內(nèi)襯包含隔熱耐火材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述回轉(zhuǎn)窯以約0.1RPM至約30RPM旋轉(zhuǎn)。
23.—種制備招-娃合金的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括: 回轉(zhuǎn)窯，所述回轉(zhuǎn)窯包括具有窯口的室，所述窯口適于接收熱源，所述熱源可有效用于預(yù)熱設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)窯中的二氧化硅，所述回轉(zhuǎn)窯還包括入口、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和出口，所述入口適于接收鋁，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)用于攪拌并合并所述預(yù)熱的二氧化硅和鋁以熔解所述鋁而制備鋁-硅合金，所述出口用于從所述回轉(zhuǎn)窯移出所述鋁硅合金。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述室的內(nèi)表面包含隔熱耐火材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括可有效用于使所述窯以約0.1RPM至約30RPM之間的速度旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達和驅(qū)動齒輪。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述 的系統(tǒng)，其中所述熱源包括燃燒器，并且其中所述回轉(zhuǎn)窯還包括用于所述窯口的窯蓋，所述燃燒器適于通過所述窯口插入以加熱設(shè)置在所述窯內(nèi)的二氧化硅以及從所述窯口撤出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備鋁-硅合金的方法和系統(tǒng)，包括將二氧化硅預(yù)熱至預(yù)定溫度，并將鋁與所述預(yù)熱的二氧化硅合并以熔解所述鋁而制備鋁-硅合金。
文檔編號C22B21/00GK103154288SQ201180024695
公開日2013年6月12日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者維舒·杜特·多薩, 雷納爾多·羅德里格斯·比塔爾 申請人:道康寧公司, 道康寧硅(巴西)工業(yè)貿(mào)易有限公司