在工业铝电解槽中直接生产AL—TI合金

本文论述了在工业铝电解槽中,生产Al—Ti合金的基本原理及合金中钛的理论含量,阐明了用廉价的高钛渣做原料,在27kA工业铝电解槽中直接生产Al—Ti合金的新方法、工业试验结果及其经济效益。     

Al—Ti—CN细化工业纯铝工艺参数测定

继Al—Ti—C中间合金之后,又开发了Al—Ti—CN中间合金,通过大量细化工业纯铝试验,从中间合金加入量、加热温度、保温时间等工艺试验,找出Al—Ti—CN中间合金细化工业纯铝的最佳工艺.对Al—Ti—CN用于工业生产提供有益参数.     

Al—Ti—CN中间合金的研制

纯铝的晶粒细化一直是铝生产厂家和科研工作者不断研究的课题,Al—Ti和Al—Ti—B作为中间合金细化铝已经相对成熟,Al—Ti—C中间合金还在开发中.本文详细论述了在Al—Ti—C中间合金基础上新开发的Al—Ti—CN中间合金的试验全过程,试验证明Al—Ti—CN中间合金细化工业纯铝效果优于Al—Ti和Al—Ti—B中间合金,有望成为新型纯铝晶粒细化中间合金.     

自蔓延法制取锰铝中间合金的实验

首次将自蔓延高温合成法（self-propagating high-temperature synthesis,SHS）用于锰铝中间合金的制备。采用Miedema生成热模型、金属间化合物的双参数模型估算了锰铝中间合金的标准生成焓、标准熵及比热容。通过理论计算确定了Mn3O4-Mn2O3-CaO-Al反应体系的绝热温度。以Mn2O3、Mn3O4和CaO、金属Al为原料,进行了锰铝中间合金的自蔓延反应合成试验,采用化学滴定、X射线衍射以及光学显微镜的方法对产物进行分析。理论计算和实验结果表明：反应体系的绝热温度为3 160 K,确定了该体系进行自蔓延反应的可行性。采用自蔓延合成法制备出了锰含量高达78%以上的锰铝中间合金,拓宽了锰铝中间合金的生产工艺。     

实验室用悬浮式阴极铝电解槽及其电场的有限元分析

提出了一种实验室用悬浮式阴极铝电解槽的结构形式,并用200 A和300 A该结构电解槽分别进行了纯铝及铝-钪合金的电解试验,用ANSYS软件对电解槽内的电势及电流密度分布进行了有限元分析.结果表明,电解槽的结构是可行的,电流效率可达80%左右,特别适合在实验室中用于铝电解技术的研究.     

铝电解槽自动加料的理论研究

一、铝电解槽加料方法的演变 冰晶石—氧化铝融盐电解法发明九十多年以来,铝电解槽的规模逐渐扩大了,当初是4,000—8,000A的小型槽,现在已经发展到170,000—250,000A的大型槽,少数试验槽达到260,000A。 铝电解槽在单位时间内所需的氧化铝量,随着电流强度增大而增加了。同时,添加氧化     

铝电解槽协同处置废耐火材料的工业试验研究

为了实现废耐火材料的无害化、减量化和资源化利用,采用铝电解槽协同处置废耐火材料的方法制取Al-Si中间合金,并进行工业化应用试验,系统验证和研究废耐火材料的添加对铝电解工艺的影响规律。研究结果表明：废耐火材料的添加对铝电解槽内的物质的量比、炉底压降、电解质温度以及烟气成分的影响不大,不会对电解槽的运行稳定性、热稳定性及烟气处理设备造成影响;同时,废耐火材料中的氟化物回收有利于保持电解质水平的稳定性,并对提高电解槽的热稳定性有积极作用;添加废耐火材料后,铝电解槽的电流效率为89.54%,较正常电解还原氧化铝的电流效率降低1.53%,但生产1 t Al-Si中间合金可节约51 kg冶炼级氧化铝。     

500kA铝电解槽生产Al99.90高品质铝的工艺技术

本文介绍了在某公司500k A铝电解槽上生产Al99.90及以上高品质铝的生产工艺技术,采用优质的氧化铝、炭阳极、氟化铝等原材料,使用磁性除铁器清除破碎料中的金属铁和尽量多比例地使用氧化铝封阳极与壳面以减少阳极及壳面覆盖料带入的杂质量,运用炉帮厚度数学模型稳定控制电解槽炉膛以防偏析出来的铁、硅杂质返溶于电解质并防止电解质水平升高,采用不会造成对破碎料污染的氧化铝质阳极钢爪保护环,使用专用的吸铝和熔铸系统生产高品质铝锭产品,产生一定的经济效益和社会效益。     

淮南煤矸石电解制备Al-Si-Ti合金的研究

对淮南煤矸石低温焙烧酸浸脱杂并电解制备Al—Si—Ti合金进行了研究,结果表明:采用该工艺生产Al—Si—Ti合金切实可行,关键在于煤矸石中杂质的去除.焙烧温度是影响脱杂的主要因素,在300～500℃之间能取得最佳效果,脱杂煤矸石在实验电解槽内能全部被还原并共同沉积形成合金.     

高锰铝青铜ZCuAl8Mn14Fe3Ni2最佳熔炼化学成分筛选

运用正交试验设计的方法,筛选出了高锰铝青铜ZCuAl8Mn14Fe3Ni2熔炼的最佳内控化学成分范围,对开发生产该合金铸件具有重要的意义.试验表明:用该高锰铝青铜材料制造冶金备件产品时,锰含量宜以中限控制,铝含量宜以下限控制,镍控制在2%左右为最佳,铁控制在3%左右为最佳.     

160KA铝电解槽电、热解析及仿真试验

本文提出了一个铝电解槽阴极分区电、热解析模型及其仿真程序,并通过现场实测对该程序进行了初步验证.利用此程序对160kA中间下料、预焙槽的阴极部分进行了仿真试验.找出了能改善槽膛内形并能降低能耗的改良槽衬结构方案.此种仿真试验法能有效地提高铝电解槽设计的技术水平.     

Al-2.15％Mn合金的组织及摩擦学特性

采用搅拌法制备了Al-2.15 ％Mn合金,对其显微组织、强化机制及摩擦磨损性能进行了试验研究.结果表明:Al-2.15％Mn合金的组织为含Alu Mn4和Al6 Mn的α-Al固溶体;合金中Al6Mn的沉淀强化作用使其硬度较纯Al提高了60％;纯Al的冲击断口形貌为塑性断裂,Al-2.15％Mn合金的冲击断口形貌为准解理断裂;纯Al与Al-2.15％Mn合金在湿摩擦下的磨损量均大于干摩擦的磨损量;湿摩擦的腐蚀一机械磨损作用使磨痕为犁沟和蚀坑,干摩擦中磨屑的成片脱落由机械磨损中的黏着磨损引起;在干摩擦与湿摩擦中,纯Al的摩擦因数均大于Al-2.15％Mn合金的摩擦因数,Al-2.15％Mn合金较纯Al表现出更加优良的耐磨性.     

铝铜合金阴极的铝电解研究

在实验室小型电解槽上用铝铜合金做阴极,研究电流效率[CE]与极距,电流密度和阴极合金组成的关系,当极距超过一定值时,电流效率达到几乎不变的最大值;当阳极电流密度达到一定值时电流效率也出现最大值,在阴极合金组成低于33％重量铜以下,电流效率随含铜量增加而增加,根据试验结果推导出电流效率和阴极合金组成的数学关系式。     

铝电解槽内衬破损原因分析及对策

电解槽内衬破损是影响电解槽寿命的主要因素,分析了铝电解槽内衬破损的原因,提出了延长电解槽寿命的一些措施,对电解生产有一定的指导意义。     

铝电解槽结构变形的实测研究

本文探讨了大型铝电解槽在生产过程中变形的实测研究方法,分析了三维位移传感器的原理,并推荐一种能长期工作的机械式测量方法,讨论了电解槽实测中的一些特殊技术问题.文中还对160千安摇篮式铝电解槽的主要实测结果作了扼要的介绍和分析.     

我院1989年～1991年自然科学获奖项目

王家乃、张自铭、周瑞铭等:“在铝电解槽中添加高钛渣直接生产铝钛合金的研究”获89年省教委科技进步三等奖。周瑞铭等:“在铝电解槽中添加二氧化锰直接生产铝锰合金的研究”获89年省教委科技进步二等奖,省经委优秀新产品三等奖。     

用铸造法制造Al—Pb合金轴承

用铸造法加激冷技术成功地制造了Al—8%Pb—1%Cu 合金轴承坯.用扫描电镜观测了铸态Al—Pb合金的金相组织和断口形貌,用电子探针微区分析观测了Fe-Al合金层的成分和厚度.研究了冷却速度对铅的分布和Al—Pb合金与钢背的结合强度的影响.研究结果表明:在复有纯铝的钢背上直接浇注Al—Pb合金,冷却速度控制在90～110℃/s时,可以得到性能良好的铝铅合金轴承.     

钪对铝锂合金再结晶温度的影响

通过硬度测量和微观金相观察,研究了钪对铝锂合金再结晶过程的影响.结果表明,向铝锂合金加入微量的钪,可以在合金中形成尺寸细小、密集度高而且弥散分布的Al3Sc和Al3(Scx,Zr1-x)相粒子,能有效阻碍位错的移动和亚晶界的迁移与合并,稳定亚晶结构,对晶界有很强的钉扎作用,从而抑制了再结晶晶粒的形核与长大,提高了铝锂合金的再结晶温度.     

Mg-（6～8）Al—0．7Si合金的组织和力学性能分析

通过金相观察、扫描电镜、X衍射分析和拉伸实验等方法，研究了Mg-（6～8）Al-0．7Si合金的铸态组织和力学性能．研究结果表明：添加了少量Sb和RE的Mg-（6～8）Al-0．7%Si的铸态组织主要由α—Mg基体、Mg17Al12相、Mg2Si相、Mg3Sb2相和少量针状Al4Si2Mn2Y相组成，并且随着Al含量的增加，试验合金组织中的Mg17Al12相增多，共晶析出物变得更加连续．同时，力学性能的测试结果表明：Al含量变化对于试验合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响呈现出不同的变化规律．     

中国铝工业研发与应用的最新技术

简要介绍了目前我国氧化铝生产及电解铝生产研发及应用的最新技术，包括一水硬铝石管道化溶出技术，选矿——拜耳法生产氧化铝新工艺，GP320kA大型铝电解槽，强化烧结法生产氧化铝，铝电解槽智能模糊控制技术。