CN1256721A - 控制冰晶石熔体中AlF3含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制用于铝还原的冰晶石熔体中AlF3含量的方法,该法测量熔体温度。为了提出使铝还原能在尽可能低的温度下,从而在尽可能节能的条件下进行的一种非常准确的方法,测量冰晶石熔体的液相线温度并与第一个额定值比较,如果测得的液相线温度高于第一个额定值,则向熔池中添加AlF3,如果测得的液相线温度低于第一个额定值,则将测得的液相线温度与低于第一个额定值的第二个额定值比较,如果测得的液相线温度低于第二个额定值,则应向熔池中添加NaF或Na2CO3。
Description
本发明涉及一种控制用于铝还原的冰晶石熔体中AlF3含量的方法,方法中测量熔体的温度。
US-A-4,668,350报导过一种类似的方法。所公开的方法利用了熔池温度和熔池组成(NaF:AlF3)之间的一种已知的关系。从这种关系出发,可根据一种额定的组成(NaF:AlF3)计算熔池的额定温度。测量熔池温度,当熔池温度高于额定温度时,则添加AlF3。当然,熔池温度亦受一系列其它因素影响。
本发明之目的在于提出一种非常准确的方法,使铝的还原可能在一种尽可能低的温度下进行,也尽可能节能。
本发明之目的通过下列方式达到:测量冰晶石熔体的液相线温度;测得的液相线温度与第一个额定值比较;如果测得的液相线温度高于第一个额定值,则向熔池中添加AlF3;如果测得的液相线温度低于第一个额定值,则测得的液相线温度与低于第一个额定值第二个额定值比较;如果测得的液相线温度低于第二个额定值,则向熔池中添加NaF或Na2CO3。
由于熔体的液相线温度能非常准确地推断出熔体各组分的份额,因此本发明之方法能使铝还原过程在尽可能节能的前提下,从而亦在尽可能经济的前提下进行。本发明亦明显地包括在额定值和液相线温度测量值之间的逆向比较,即测得的液相线温度首先与第二个额定值比较,如果测得的液相线温度低于此第二个额定值,则向浴添加NaF或Na2CO3;如果测得的液相线温度高于第二个额定值,则测得的液相线温度与高于第二个额定值的第一个额定值比较,如果测得的液体温度高于第一个额定值,则应向熔池中添加AlF3。例如,如果测得的液相线温度小于第二个额定值,当然与更高的第一个额定值的比较就是多余的。如果测得的液相线温度位于两个额定值之间,那末就勿需添加任何一种影响液相线温度的组分。
为了形成缓冲区以及避免由补偿添加引起的过量反应,需要两个不同的额定值。
除了其它因素之外,两个额定值之间的温度差与铝还原过程的稳定性有关;如果过程稳定,可选择小的温度差。熔池的液相线温度与全部组分有关,特别是与Al2O3和AlF3有关。因此,两个额定值之间的差亦与AlF3(或另外的组分,如Al2O3)添加的方式、量和准确度有关。例如,添加的量愈小,差值也愈小。点式加料器(Point feeder)加料比中心棒开关器(Centre bar breaker)或侧面操作槽(Sideworked cell)更少量和更准确。除其他因素外,第一个和第二个额定值之间的差值亦与熔体控制人员的经验有关,一般的规律是随着操作人员经验的积累,差值会变得愈小。
原则上,通过添加AlF3可降低熔体的液相线温度,通过添加NaF可提高熔体的液相线温度。添加Na2CO3亦可提高液相线温度,因为Na2CO3对熔体中NaF的形成,由此提高NaF的份额,减小AlF3的份额有贡献。太高的液相线温度太高表示太低的AlF3-浓度,而太低的液相线温度表示太高的温度AlF3浓度。添加的NaF或Na2CO3可与AlF3共同形成冰晶石,从而使AlF3的浓度降低。最初,在考虑熔池的初始组成时根据已知的相图得出液相线温度的一个额定值,第二个额定值则根据假设的熔池组成确定。US-A-4,668,350详细叙述了熔池组成和熔池温度之间的具体关系。因此,基于公开件可取得明确的关系。
根据本发明,宜在熔池之外测量熔体的一个试样的冷却曲线并由此测定液相线温度。原则上液体温度可通过其它合适的并为专业人员熟知的方法测定。
下面将叙述本发明的一个实施例子。
第一个额定值可根据熔池的平均组成或实际组成计算。例如按份额计含CaF2为5%、Al2O3为3%、AlF3过量为12%的熔池(HalvorKvande;冶金学杂志(Journal of Metallurgy),November 1994,22-)的液相线温度为955℃,AlF3过量为11%时液相线温度为960℃,AlF3过量为13%时液相线温度为950℃。这就是说,AlF3过量变化2%,液相线温度变化10℃。在Solheim等的.,轻金属(LightMetals)1955,S451-(The Minerals,Metals & Materials Society(矿物、金属和材料学会),1955)作了类似的计算。例如,如果第一个额定值为960℃,而液相线温度测定为970℃,则AlF3的过量应提高2%。
对于稳定熔池,额定温度(额定值)可以降低。由此提高AlF3的浓度,这就可提高电流效率。如果熔池成为不稳定,液相线温度(额定值)就要提高。池的稳定性通常可用带有合适传感器的常规控制来监控。
第二个额定值,除了其它因素之外,与Al2O3加入熔池中的方式有关。在自动的或点式加料的情况下,第二个额定值约比第一个额定值低10℃左右,在中心棒开关器或非自动加料的情况下,第二个额定值可比第一个额定值低20℃左右。如果液相线温度的测定值高于第一个额定值,则应根据上述的典型组分添加AlF3,如果它低于第二个额定值,则应添加NaF(或Na2CO3),而且添加3%NaF(按熔池总量计)会导致液相线温度提高10℃左右。如果第二额定值为950℃,而测得的液相线温度为940℃,则应按熔池总量计添加3%NaF。
例如测量可以每两天或每天进行。
Claims (2)
1.一种控制用于铝还原的冰晶石熔体中AlF3含量的方法,该方法中测量熔体的温度,其特征在于,测量液相线温度;将测得的液相线温度与第一个额定值比较;如果测得的液线温度高于该第一个额定值,则向熔池中添加AlF3;如果测得的液相线温度低于第一个额定值,则将测得的液相线温度与低于第一个额定值的第二个额定值比较;如果测得的液相线温度低于第二个额定值,则应向熔池中添加NaF或Na2CO3。
2.权利要求1的方法,其特征在于,在熔池外测量熔体的一个试样的冷却曲线,并由此确定液相线温度。
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