[发明专利]铝合金生产方法

说明书

本发明涉及利用电解生产铝基合金的方法。该方法包括：使用铝电解槽的低消耗阳极作为合金元素的来源；通过将来自微溶阳极的合金元素溶解到铝电解槽的电解质熔体中和/或通过将合金元素的氧化物和/或氟化物和/或碳酸盐添加到铝电解槽的电解质熔体中，将合金元素引入熔融阴极铝中；在熔融阴极铝上还原引入到铝电解槽的电解质熔体中的合金元素，由此产生铝合金基体；测定铝合金基体中元素的百分比；并且通过以所需量向铝合金基体添加合金元素，使合金达到指定的组成。本发明通过电解生产铝的过程中引入合金添加物然后使合金达到指定组成而提供预定组成的多成分铝合金，因此简化了技术和控制，减少了母合金的消耗，从而降低了铝合金生产成本。

技术领域

本发明涉及有色冶金，即涉及铝的合金化。

背景技术

对于铝合金的生产，通常使用由电解氟氧化物熔体制成的铝。将给定组成和给定量的铝母合金添加到所得的铝中，从而实现所需化学组成的合金。来自电解铝的铝合金是通过将合金元素的浓度为X1、X2、X3、......的母合金添加到合金炉中而生产的。例如，8011型箔生产用铝合金是通过将含有Si、Fe、Ti、B的母合金添加到A5、A7或A8级铝中而获得的。以这种方式生产铝合金需要具有低水平共混物的铝。反过来，对于铝的电解生产，该要求限制了进入罐的原料和待消耗的碳阳极材料中的共混物含量，即铝生产需要高质量的原料。还必须考虑到以下事实：母合金的高成本影响铝合金的成本。

因此，需要降低铝合金的成本。

降低合金成本的方法之一是直接在铝电解槽中生产合金或合金元素含量高的铝。

存在一种使用具有高合金成分含量的碳阳极生产铝合金的方法[专利US8992661，IPCС25С3/06，С25С3/26，2015年3月31日公开]。该方法包括在特定的电解槽组中使用铝合金用合金元素含量高的碳阳极。该方法允许使用共混物含量高的低品质阳极原料来生产铝，同时通过在进一步制备铝合金的过程中，通过削减母合金的消耗来降低铝合金的成本。该方法的缺点是电解铝中有用的合金元素的含量有限(例如，铝中钒的可实现浓度为0.1至0.25％)，以及低品质原料对碳阳极的如导电性等特性的负面影响。

存在一种在电解过程中生产Al-Si铝合金的方法[专利US 3980537，IPC С25С3/36，С22С21/02，1976年9月14日公开]。该方法包括在铝的电解过程中使用氧化铝和氧化硅的混合物。为了防止形成由硅酸钠和硅酸铝组成的不溶性沉淀物，在该方法中，必须停止将原料送入电解中来定期地引起所谓的“阳极效应”。该技术是该方法的一个缺点，原因是阳极效应伴随着CF₄和C₂F₆温室气体的排放以及增加的槽电压。

存在一种在电解过程中生产Al-Ti铝合金的方法[专利US 3507643，IPC С22С21/00，С22В3/12，C25C3/36，1970年4月21日公开]。该方法包括以下事实：将含钛和含铝的原料(例如，含钛铝土矿或粘土和氧化铝的混合物)送入电解槽中以生产含有0.3％至2％的钛的铝。此后，将获得的铝保持在700℃-750℃的温度，以获得钛浓度大于10％的金属间相，然后对固相和液相进行机械分离。这种方法的缺点是增加了来自含钛铝土矿或粘土的共混物(Fe和Si)对铝钛合金的污染，因此Al-Ti合金的适用性有限。该方法的另一个缺点是在槽底积聚仅在槽停产后才能去除的固体钛-铝-硅化合物。

存在一种通过向阳极糊中添加含硼化合物而在铝电解槽中生产含硼铝合金的方法[USSR作者证书号707996，IPC С25В11/12，С25С3/36，1980年1月5日公开]。该方法使铝通过硼在电解质中的阳极溶解与硼合金化，然后在液态铝阴极上还原硼离子，由于该过程，将其转化为Al-B合金。该方法的缺点是增加了阳极的电阻，从而增加了功率消耗。

发明内容