PDF《液态铝阴极法制备铝钙中间合金》

第21 卷第

9 期 中国有色金属学报?

2011 年9月? Vol.

21?No.9? The?Chinese?Journal?of?Nonferrous?Metals? Sep.?2011? 文章编号:1004?0609(2011)09?2265?05? 液态铝阴极法制备铝钙中间合金 王一雍,? 李继东,? 金辉,? 王志英? (辽宁科技大学 材料与冶金学院,鞍山? 114051)? 摘要:在?CaCl2?CaF2?体系中,以?CaO?为电解原料,采用液态铝阴极法生产铝钙中间合金.采用熔盐电解监控 仪测量电解过程中的反电动势、槽电压、电流等工艺参数及电解波形图,通过电位控制法调节 CaO 的加料周期, 同时根据所得合金产品中的钙含量(质量分数)探讨影响电流效率的因素.结果表明:反电动势随电流密度增加而 增大,通过控制电位法测得加料周期为 30?min;

在740 ℃、电流为

7 A 的条件下,电解 1?h 可制取钙含量为 11.6%? 的铝钙合金,电流效率可达 67.3%. 关键词:铝钙合金;

液态铝阴极法;

反电动势;

电流效率 中图分类号:TF?803.?21? 文献标志码:A? Preparation?of?Al?Ca?master?alloy?by? liquid?aluminium?cathode?method? WANG?Yi?yong,?LI?Ji?dong,?JIN?Hui, WANG?Zhi?ying? (School?of?Materials?and?Metallurgy,?University?of?Science?and?Technology?Liaoning,?Anshan 114051,?China)? Abstract:?Al?Ca?master?alloy?was?prepared?by?liquid?aluminium?cathode?method,?using?a?mixed?molten?salt?system?of? CaCl2?CaF2? and?feeding?CaO?as?electrolysis? material.?The?technological?parameters? such?as?back?electromotive?force? (BEMF),?cell?voltage,?current?and?electrolysis?waveform?were?measured?by?testing?device?of?molten?salt?electrolysis.?The? feeding?period?of?CaO?was?adjusted?by?the?method?of?electric?potential?control.?At?the?same?time,?the?factor?that?affects? current?efficiency? was? discussed? according? to?the? Ca? content? of? alloys? obtained.? The?results? indicate?that?the? BEMF? increases?with?current?density?increasing,?the?feeding?period?is?measured?to?be?30?min?by?the?method?of?electric?potential? control.?Finally,?the?Al?Ca?alloy?with?the?Ca?content?(mass?fraction)?of?11.6%?can?be?obtained?by?electrolyzing?for?1?h?at? the?current?of?7 A?and?740 ℃,?and?the?current?efficiency?can?reach?67.3%.? Key?words: Al?Ca?alloy??liquid?aluminium?cathode?method? back?electromotive?force??current?efficiency? 含钙的铝基合金是近几年发展起来的新型超塑性 铝合金,在钢铁工业中可作为添加剂起到去硫、脱氧 及净化作用? [1?7]? . 目前, 工业上生产铝钙合金主要采用 对掺法,将纯铝和金属钙在混合炉中重熔,配制铸成 一定组成的铝钙合金.由于钙极易被氧化,在制造合 金过程中烧损很大,这不但增加了二次重熔中钙的损 失,而且还增加了重熔热耗,导致成本较高. 熔盐电解是目前工业上常用的制取轻金属的方 法, 到20 世纪

90 年代, 已有

30 多种金属是用熔盐电 解方法生产的? [8?12]? .熔盐电解法可从电解槽中直接生 产不同钙含量的铝钙合金,具有产品浓度均匀、无金 属 的二次 烧损、生 产连续 易控制 和成本低 等优 点? [13?14]? .因此,本文作者以 CaO 为电解原料,采用液 体铝阴极法制备铝钙中间合金,以期探讨熔盐电解制 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50874061);

高等学校博士点专项科研基金资助项目(20102120120001)? 收稿日期:2010?09?16;

修订日期:2011?01?15? 通信作者:王一雍,讲师,博士;

电话:0412?5929559;

E?mail:?wangyiyongfly@gmail.com 中国有色金属学报? 2011?年?9?月? 2266? 备铝钙合金的最佳工艺条件及工艺原理.? 1? 实验? 1.1? 原料 实验所用试剂:CaCl2(分析纯)、CaF2(分析纯)、? CaO(分析纯)、BaF2(分析纯)由国药集团化学试剂有限 公司生产.所有药品实验时均需在 300?℃恒温电阻炉 中预热