CN1176251C - 一种铝合金的制配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金的制配方法，在铝电解槽内每隔两小时、分4-7次把合金元素直接加入到电解槽内的熔盐电解质和过热的铝液中，电解温度为950-960℃，槽电压4.4-4.6V，极距4-4.1cm。本发明方法易行，操作简便，铝合金质量上乘，成份均匀，节约能源，成本低，具有社会和经济效益。
Description
本发明涉及一种铝合金的制配方法，尤其适用于氧化铝、冰晶石熔盐电解铝生产中间铝合金及其它铝合金的应用。
目前国内外生产铝合金的方法有三种：一种是坩埚炉配制法，坩埚炉配制法适合于生产品种多、产量少、小型产品的企业，不适应大批量的生产。在加热方式上，由坩埚侧面及底部加热炉料。电阻坩埚温度低、升温慢，金属烧损大；火焰式坩埚炉烟尘大，污染环境，热效率低。另外，在坩埚炉内配制铝合金需人力搅拌，搅拌效果差，难以保证化学成份均匀。另一种是反射炉配制法，反射炉配制法适合于生产合金元素熔点较低，抗氧化性较强的铝合金。在加热方式上，通过辐射传热来加热炉料。火焰反射炉容量宜大，适于大批量生产，但熔池面积面大，氧化、挥发熔损增大，且因缺乏对流，熔池上下温差也大，故要强化搅拌来均匀温度和成分，这种熔炉劳动强度大，炉气带走的热量多，炉体的蓄热损失也大，热效率很低。电阻反射炉主要用于熔炼温度较低的轻铝合金，熔炼温度低于850℃，加热速度慢，熔炼时间长，氧化烧损大，且电阻带易为熔剂和炉气烟尘所腐蚀，使用寿命低，炉子容量不宜过大，一般不超过10吨，熔池不宜过深。第三种是感应炉配制法，感应炉配制法适合于生产合金元素熔点较高，抗氧化性较差，且不需造渣精炼的铝合金，在加热方式上，它是利用电磁感应使金属炉料内产生感应电流，感应电流在炉料中流动时产生热量，使炉料加热和熔化，这种方法的缺点有：①电功率因素低、电耗高，且设备投资大。②由于除渣剂为非导体或不良导体，自身不能产生感应电流来熔化自身，要靠金属液去加热，故温度低不利于造渣过程。③炉体壁表面与熔体温差较大，熔体对炉壁冲刷严重，炉渣及熔体的侵蚀，使炉寿命很短，一般只有几十炉次。
上述坩埚炉配制法、反射炉配制法、感应炉配制法都还存在以下共同问题：
①需要加热铝液或重熔铝锭，增大了能源消耗。
②间断生产时需要预热炉子，多耗能源。
③当产品种类和类型变化时，需要多次用铝液洗炉，增大了金属烧损和降低了产品质量品位。
④工人劳动强度大。
⑤搅拌效果不是最佳，生产的铝合金产品的成份不易均匀。
⑥需要专门的熔炼炉，生产成本较高。
⑦生产量受到炉子容量大小和数量的限制，产量有限。
本发明的目的是提供了一种铝合金的制配方法，在铝电解槽内加入合金元素，方法易行，工艺流程短，操作简便，铝合金质量上乘，成份均匀，节约能源，降低成本。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下技术措施：根据合金标准要求在电解槽内每隔2小时加一次合金元素，分4-7次把合金元素全部加入到电解槽熔盐电解质和过热的铝液中，(如：一次加结晶硅190-210kg)，电解温度为950-960℃，槽电压4.4-4.6V，极距4-4.1cm。利用电解槽内熔体的蓄热来熔化合金元素，合金元素与高温液态铝(900℃)形成铝合金。可加入电解槽配制铝合金的合金元素有铜Cu、锌Zn、硅Si、锰Mn、镁Mg、铁Fe、镍Ni、钨W、钛Ti、钴Cr、锡Sn、稀土金属等。根据需要可制成不同的铝基合金，如：铝-铜合金、铝-锰合金、铝-硅合金、铝-锌合金、铝-镁-硅合金、 铝-镁-锌合金等等。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果，在原有基础上不需增加任何固定的资产投资，生产流程短，节约能源，成本低。如在电解槽直接配制铝硅中间合金，可节省原料成本650元(按现行价14000元/吨，硅价9000元/·吨，每吨铝硅中间合金含硅13％计算)，节约电能，减少固体金属重熔与烘炉耗电，每吨节电800KWh，电价按0.4元/KWh，节省电费320元/吨，在电解槽内添加合金元素比在混合炉添加操作简便，省去搅拌、扒渣、清炉、洗炉等繁重的体力劳动。生产出的铝合金质量上乘，成份均匀，具有一定的社会和经济效益。
实施例1：
在常规铝电解槽内加入结晶硅，电解温度953℃，槽电压4.51V，极距4.1cm，铝水平28cm.电解质水平17cm.电解质中AI2O3浓度为4.3％，每两小时向电解槽加入结晶硅190-210kg.分四次加入，共加结晶硅760-840kg。制得含Si为12％的铝硅中间合金。
实施例2：
在常规铝电解槽内加入合金元素锰，电解温度960℃，槽电压4.55V，极距4.1cm，铝水平26cm，电解质水平18cm，电解质中AI2O3浓度为5％，每两小时向电解槽加入锰90-100kg，分七次加入，共加锰630-700kg，制得含Mn为10％的铝锰合金。
Claims (1)
1、一种铝合金的制配方法，其特征是在铝电解槽内每隔两小时，分4-7次把合金元素加入到电解槽熔盐电解质和过热的铝液中，电解温度为950-960℃，槽内电压4.4-4.6V，极距4-4.1cm。
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