[發明專利]一種鋁電解槽在線生產鋁中間合金液的方法

在審

• 申請號: 202110485546.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113337852A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 張建宇;王進錄;寸躍祖;王征;孫嘯飛;李坤;徐濤;張水仙;高嬌嬌;陸起高
• 申請（專利權）人: 云南云鋁澤鑫鋁業有限公司
• 主分類號: C25C3/36
• 分類號: C25C3/36;C25C7/06;C22C21/00;C22C1/03
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;劉冠群

本發明是一種鋁電解槽在線生產鋁中間合金液的方法，屬于鋁中間合金制備方法技術領域。該鋁電解槽在線生產鋁中間合金的方法以運行中的電解槽為主體，向電解槽中添加物料，利用電解生產過程的高溫熔化物料，部分氧化鋁在直流電的作用下與陽極炭塊發生電化學反應，從而獲得的熔融態鋁中間合金液，同時由于磁場的擾動作用可以使中間合金液混合均勻。采用上述方法能有效解決鋁中間合金成分內部偏析、表面質量缺陷、鑄造成本、再熔燒損、再熔能耗、再熔人工成本、安全等諸多問題，實現彈性生產、減少廢氣污染物的排放，從而達到節能減排、節能降耗的目的，具有顯著的社會效益和環境效益。

技術領域

本發明涉及鋁電解槽在線生產鋁中間合金液技術領域，特別涉及一種鋁電解槽在線生產鋁中間合金液的方法。

背景技術

傳統的鋁中間合金是以鋁為基體，與其他金屬或非金屬通過升溫熔化制成的合金，并廣泛運用于鑄造鋁合金或變形鋁合金化學成分、組織的調整與控制。主合金元素的質量分數可超過50%。采用傳統方法制備的鋁中間合金存在成分內部偏析、表面質量缺陷、增加鑄造成本、再熔燒損、增加再熔能耗、增加再熔人工成本、高溫熔化安全的問題，其中內部偏析包括晶內偏析、重力偏析、逆偏析；再者增加廢氣污染物的排放，達不到企業節能減排、節能降耗的目的。同時，配制中間合金所用的金屬或非金屬純度較高，價格昂貴，不利于降低生產成本。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種鋁電解槽在線生產鋁中間合金液的方法。

本發明采用的技術方案為：

一種鋁電解槽在線生產鋁中間合金液的方法，該鋁電解槽在線生產鋁中間合金的方法以運行中的電解槽為主體，確定原鋁液中的初始金屬含量后，向電解槽中添加物料，向電解槽中添加的物料為含有一定量已知金屬元素元素的物料；該物料熔于鋁液中，經再次取鋁液分析金屬元素的含量后，計算原鋁液重量；根據需求的鋁中間合金液中金屬元素的目標含量、原鋁液重量、原鋁液中金屬元素的初始含量計算需要補充添加的物料重量；將需要補充添加的物料從電解槽出鋁口或煙道端加入電解槽內，從而獲得的熔融態鋁中間合金液，該熔融態鋁中間合金液直接運送至熔鑄處熔煉爐中，直接配料進入到后續的配料過程中；其中，向電解槽中添加的物料包括金屬鐵、金屬鉻、金屬錳、工業硅、金屬銅、金屬鍶、金屬鈦、金屬鋯、金屬釩、金屬鎂、金屬鋅中的至少一種或含有這些元素的廢舊金屬。

優選的，該鋁電解槽在線生產鋁中間合金的方法還包括中間合金液成分的確認過程；若鋁中間合金液中金屬元素的實際含量大于金屬元素的目標含量，則加入原鋁液沖淡；若鋁中間合金液中金屬元素的實際含量小于金屬元素的目標含量，則繼續向電解槽中添加的物料為含有一定量已知金屬元素的物料。

優選的，該鋁電解槽在線生產鋁中間合金的方法還包括后續金屬元素的補充過程；根據電解槽日產鋁中間合金液的重量、鋁中間合金液中金屬元素的目標含量和添加物料中金屬元素含量，計算每日需補充的物料的重量，并烘干排除水分后，分多次從電解槽出鋁口或煙道端加入電解槽內。

優選的，向電解槽中添加的物料經過烘干后分多次從電解槽出鋁口或煙道端加入電解槽內。

優選的，所述電解槽的電流強度為300～600kA。

優選的，所述電解反應是在930～970℃下進行的，該反應溫度及電解槽不間斷運行模式為向電解槽中添加的物料提供足夠的熱量，滿足添加物料的熔化需求，相當于溶質在溶劑中逐步溶解的過程。

優選的，電解槽的電解過程中，電流方向固定、磁場固定，在電流通過陽極導入后，當電流方向與磁場垂直時，根據特斯拉定律，隨著電子移動循環，能夠使熔融態鋁中間合金液混合均勻。