[发明专利]生产铝合金的方法及专用预焙炭阳极生块

说明书

技术领域

本发明涉及生产铝合金的方法及专用预焙炭阳极生块。

背景技术

工业纯铝的电解生产一般是在920～～970℃下，以冰晶石(Na₃AlF₆)为溶剂，添加多种 添加剂如AlF₃、MgF₂、CaF₂等的电解质体系，通过溶解并电解氧化铝粉实现的。如果能够利 用纯铝的电解设备，在基本上不增加设备投入的前提下，采用纯铝的电解工艺和参数，通过 向铝电解槽中添加某些金属氧化物，且不影响主要电解指标的前提下，直接电解生产铝基中 间合金，将会减少能耗，较大幅度降低其成本。工业上制取铝中间合金，广泛采用直接向熔 融铝中加入合金元素的方法制取，该法易造成金属的无偿损失和较高的能量消耗。

一般来说，熔盐电解铝合金满足铝热还原反应的吉布斯自由能为负值，析出电位小于或 者接近于铝析出电位都可进行电解制取铝合金。电解法制取金属及中间合金具有纯度高，生 产铝基合金流程短，成本和综合能耗较低，合金性能比熔配法优越，所以得到广泛应用。 Ti在铝合金中是非常有效的晶粒细化剂，当铝基合金中加入少量钛时，Al₃Ti相的形核中心 使a～Al铝合金组织可得到明显细化，而同时合金的强度、韧性、耐磨性、抗疲劳性能及热 稳定性等均有所提高。如果把钛加入到含钪铝合金中，不仅增强了其细化效果，更重要的是 Ti可以置换Al₃Sc粒子中的Sc生成Al₃(Sc_xTi_1～x)复合粒子，并且不改变原有Al₃Sc粒子的优 异性能，Sc、Ti联合添加后会对合金的性能有显著的提高。Zr能使Al₃Sc相演变形成 Al₃(Sc，Zr)复合粒子，具有极强的晶粒细化作用。Zr能强烈地细化合金的晶粒，可以显著提 高合金的再结晶温度，强烈抑制沿晶断裂倾向，提高合金的强度，塑性和断裂韧性。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产铝合金的方法及专用预焙炭阳极生块，目的是解决铝合金 中金属钪、钛、锆的均匀性差的问题。

本发明所提供的专用预焙炭阳极生块，由煅后石油焦、煤沥青和如下氧化物中至少两种 制成：二氧化锆、三氧化二钪和二氧化钛。

其中，按重量百分比计，所述煅后石油焦为70～82％；所述煤沥青为15～28％；所述三氧 化二钪为0～6％；所述二氧化锆为0～5％；所述二氧化钛为0～5％。

所述的预焙炭阳极生块，可按照合金中钛、钪和锆的含量确定所述预焙炭阳极生块中二 氧化钛、三氧化二钪和二氧化锆的量。如果生产铝锆钪合金，就无需加入二氧化钛，此时所 述预焙炭阳极生块可由72～81％所述煅后石油焦、17％所述煤沥青、1～6％所述三氧化二钪和 1～5％所述二氧化锆制成。如果生产铝钛钪合金，只需要添加三氧化二钪和二氧化钛，所述 预焙炭阳极生块可由74～81％所述煅后石油焦、15～17％所述煤沥青、1～6％所述三氧化二钪 和1～5％所述二氧化钛制成。如果生产铝钛锆合金，无需加入三氧化二钪，所述预焙炭阳极 生块可由75～81％所述煅后石油焦、所述煤沥青15～17％、1～5％所述二氧化钛和1～5％所述二 氧化锆制成。要想生产铝钛锆钪合金，所述预焙炭阳极生块就要含有三氧化二钪、二氧化钛 和二氧化锆、所述的预焙炭阳极生块可由70～82％所述煅后石油焦、15～28％所述煤沥青、 0.5～5％所述三氧化二钪、1～5％所述二氧化钛和0.5～5％所述二氧化锆制成。

所述的煅后石油焦和沥青可为各种规格的煅后石油焦和沥青。

煅后石油焦质量标准具体可为：

电阻率：≤550Ωmm²/m；

真密度：2.0～2.08g/cm³；

水份：≤0.3％。

沥青质量标准具体可为：

软化温度：中温75～95℃，高温95～120℃；

甲苯不容物：≤25％；

喹啉不容物：≤10％；

灰分：≤0.5％；

水份：≤5.0；

挥发份：55～75％。

所述的预焙炭阳极生块经过焙烧后即可获得预焙炭阳极；所述焙烧的温度为1150～ 1250℃，时间为600～720小时。