专利名称：电解铝液的高温变质处理方法
技术领域：
本发明涉及电解铝加工，尤其涉及电解铝液在高温下进行变质处理的方法，属于有色金属加工技术领域。
背景技术：
电解铝加工是有色金属加工领域的一个重要行业。在电解铝生产过程中，电解槽里电解铝液的温度一般处于940℃以上，严重情况下超过1000℃。电解铝液长时间处于高温状态，与低过热熔体相比，其熔体内部的自由体积增加，导致熔体吸气现象非常严重；同时，熔体的严重过烧使得铝液中原子的排列方式和有序度均发生变化，造成结构松散。这样，电解铝液在凝固过程中缺少形核质点，造成铸锭疏松现象严重，铸锭在加工变形过程中容易出现开裂，影响制品的质量。
发明内容
本发明就是为了解决现有技术中存在的上述问题，通过研究与开发电解铝液的降温增核技术，提供一种电解铝液的高温变质处理方法，达到改善电解铝液的结晶条件和结晶行为、进而改善凝固组织、提高铸锭综合性能的目的。
本发明的目的通过以下技术方案来实现电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于在降温精制和铸锭之前，向电解铝液当中加入稀土，对电解铝液进行高温变质处理。
本发明的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现上述的电解铝液高温变质处理方法，其中，所述稀土是以金属铈为主要元素的混合稀土。
更进一步地，上述的电解铝液高温变质处理方法，其中，所述稀土的加入量是电解铝液重量的0.05～0.3％。
更进一步地，上述的电解铝液高温变质处理方法，其中，加入稀土时，电解铝液的温度为900～1000℃；或者，所述稀土是与降温所用的冷料一同加入电解铝液当中。
更进一步地，上述的电解铝液高温变质处理方法，其中，降温所用的冷料一般采用固体铁块。
再进一步地，上述的电解铝液高温变质处理方法，其中，当电解铝液温度降低到750～780℃时，加入中间合金并搅拌均匀，然后对熔体进行吹气，再添加无钠精炼剂进行二次精炼。所述中间合金可以是铝铜、铝锰、铝铬、铝镁等。
本发明针对现有技术中电解铝加工过程中存在的缺陷，提出向高温状态下的电解铝液当中加入稀土进行高温变质处理，采用该技术方案可以有效改善高温电解铝液的熔体内部结构，消除高温电解铝液结构松散而造成的铸坯高温强度低等现象，改善了电解铝液的结晶行为，使铸坯质量得到明显改观。本发明净化工艺简单实用，对于电解铝生产企业铸造高性能铝合金铸锭具有很强的推广应用价值，其经济效益及社会效益均十分巨大。
具体实施例方式
长期以来，电解铝生产过程存在一个令人十分头疼的问题，那就是电解槽里电解铝液长时间处于高温状态，导致熔体内部物理特性发生改变，致使铸锭乃至最终制品的质量受到影响。为此，人们尝试过种种措施，均未起到好的效果。
本申请的发明人经过仔细研究分析，并且通过大量的实际试验，提出对电解铝液进行高温变质处理，可以很好地解决上述技术难题。其主要技术措施是在降温精制和铸锭之前，向电解铝液当中加入稀土，对电解铝液进行高温变质处理。
在本发明的一种具体实施方式
中，针对电解铝液的生产技术特征，在电解铝液直接铸造扁锭的工艺过程中，采用以金属铈为主要元素的混合稀土作为电解铝液高温变质处理添加剂，稀土的加入量是待处理的电解铝液重量的0.05～0.5％。加入稀土时，电解铝液的温度为900～1000℃；或者，稀土与降温所用的冷料——固体铁块，一同加入电解铝液当中并搅拌均匀，使变质改性与常规的降温处理同步进行。
这样，利用稀土与铝合金中低熔点元素砷、铋、铅、锌等之间发生的作用，或者生成熔点较高的二元或多元化合物，或者成渣析出，或者成为强化相存在，从而消除了由低熔点金属引起的红脆性问题，改善了铝合金金属液和熔渣的物理化学性质，诸如表面张力、流动性、粘度、夹杂溶解度等等。
采取该技术方案可以增加液态金属结晶中心，增加表面张力，增加过冷度，有利于非金属夹杂的球化，促进其上浮，对熔体的净化起到促进作用。实际应用和检测表明，在电解铝液直接铸造扁锭加工过程当中，沿用这种高温变质处理方法获得的铸锭，其质量比原来有了较大幅度的提高。
而且，当电解铝液温度降低到750～780℃时，还加入铝铜、铝锰、铝铬、铝镁等中间合金，搅拌均匀，然后对熔体进行吹气，并添加无钠精炼剂等物质进行二次精炼，可以起到良好的精炼效果。二次精炼完毕，在700～740℃温度范围内浇注，便可以获得优质铝锭。
当然，除上述实施例外，本发明还可以有其它多种实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
1.电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于在降温精制和铸锭之前，向电解铝液当中加入稀土，对电解铝液进行高温变质处理。
2.根据权利要求1所述的电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于所述稀土是以金属铈为主要元素的混合稀土。
3.根据权利要求1或2所述的电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于所述稀土的加入量是电解铝液重量的0.05～0.5％。
4.根据权利要求1或2所述的电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于加入稀土时，电解铝液的温度为900～1000℃。
5.根据权利要求1或2所述的电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于所述稀土是与降温所用的冷料一同加入电解铝液当中的。
6.根据权利要求5所述的电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于所述冷料是固体铁块。
7.根据权利要求1或2所述的电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于当电解铝液温度降低到750～780℃时，加入中间合金并搅拌均匀，然后对熔体进行吹气，再添加无钠精炼剂进行二次精炼。
8.根据权利要求7所述的电解铝液的高温变质处理方法，其特征在于所述中间合金是铝铜、铝锰、铝铬或铝镁。
全文摘要
本发明涉及电解铝加工。针对现有电解铝加工技术的缺陷，采取向高温状态下的电解铝液当中加入以金属铈为主要元素的混合稀土进行高温变质处理的方法，可以有效改善高温电解铝液的熔体内部结构，消除高温电解铝液结构松散而造成的铸坯高温强度低等现象，从而改善电解铝液的结晶行为，使铸坯质量得到明显改观。本发明净化工艺简单实用，对于电解铝生产企业铸造高性能铝合金铸锭具有很强的推广应用价值，其经济效益及社会效益皆十分巨大。
文档编号C25C3/00GK1804137SQ20051012290
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月7日 优先权日2005年12月7日
发明者孙德勤, 高健, 曹春燕 申请人:苏州有色金属加工研究院