[发明专利]一种铝电解槽在线生产铝中间合金液的方法

说明书

本发明是一种铝电解槽在线生产铝中间合金液的方法，属于铝中间合金制备方法技术领域。该铝电解槽在线生产铝中间合金的方法以运行中的电解槽为主体，向电解槽中添加物料，利用电解生产过程的高温熔化物料，部分氧化铝在直流电的作用下与阳极炭块发生电化学反应，从而获得的熔融态铝中间合金液，同时由于磁场的扰动作用可以使中间合金液混合均匀。采用上述方法能有效解决铝中间合金成分内部偏析、表面质量缺陷、铸造成本、再熔烧损、再熔能耗、再熔人工成本、安全等诸多问题，实现弹性生产、减少废气污染物的排放，从而达到节能减排、节能降耗的目的，具有显著的社会效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及铝电解槽在线生产铝中间合金液技术领域，特别涉及一种铝电解槽在线生产铝中间合金液的方法。

背景技术

传统的铝中间合金是以铝为基体，与其他金属或非金属通过升温熔化制成的合金，并广泛运用于铸造铝合金或变形铝合金化学成分、组织的调整与控制。主合金元素的质量分数可超过50%。采用传统方法制备的铝中间合金存在成分内部偏析、表面质量缺陷、增加铸造成本、再熔烧损、增加再熔能耗、增加再熔人工成本、高温熔化安全的问题，其中内部偏析包括晶内偏析、重力偏析、逆偏析；再者增加废气污染物的排放，达不到企业节能减排、节能降耗的目的。同时，配制中间合金所用的金属或非金属纯度较高，价格昂贵，不利于降低生产成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种铝电解槽在线生产铝中间合金液的方法。

本发明采用的技术方案为：

一种铝电解槽在线生产铝中间合金液的方法，该铝电解槽在线生产铝中间合金的方法以运行中的电解槽为主体，确定原铝液中的初始金属含量后，向电解槽中添加物料，向电解槽中添加的物料为含有一定量已知金属元素元素的物料；该物料熔于铝液中，经再次取铝液分析金属元素的含量后，计算原铝液重量；根据需求的铝中间合金液中金属元素的目标含量、原铝液重量、原铝液中金属元素的初始含量计算需要补充添加的物料重量；将需要补充添加的物料从电解槽出铝口或烟道端加入电解槽内，从而获得的熔融态铝中间合金液，该熔融态铝中间合金液直接运送至熔铸处熔炼炉中，直接配料进入到后续的配料过程中；其中，向电解槽中添加的物料包括金属铁、金属铬、金属锰、工业硅、金属铜、金属锶、金属钛、金属锆、金属钒、金属镁、金属锌中的至少一种或含有这些元素的废旧金属。

优选的，该铝电解槽在线生产铝中间合金的方法还包括中间合金液成分的确认过程；若铝中间合金液中金属元素的实际含量大于金属元素的目标含量，则加入原铝液冲淡；若铝中间合金液中金属元素的实际含量小于金属元素的目标含量，则继续向电解槽中添加的物料为含有一定量已知金属元素的物料。

优选的，该铝电解槽在线生产铝中间合金的方法还包括后续金属元素的补充过程；根据电解槽日产铝中间合金液的重量、铝中间合金液中金属元素的目标含量和添加物料中金属元素含量，计算每日需补充的物料的重量，并烘干排除水分后，分多次从电解槽出铝口或烟道端加入电解槽内。

优选的，向电解槽中添加的物料经过烘干后分多次从电解槽出铝口或烟道端加入电解槽内。

优选的，所述电解槽的电流强度为300～600kA。

优选的，所述电解反应是在930～970℃下进行的，该反应温度及电解槽不间断运行模式为向电解槽中添加的物料提供足够的热量，满足添加物料的熔化需求，相当于溶质在溶剂中逐步溶解的过程。

优选的，电解槽的电解过程中，电流方向固定、磁场固定，在电流通过阳极导入后，当电流方向与磁场垂直时，根据特斯拉定律，随着电子移动循环，能够使熔融态铝中间合金液混合均匀。