專利名稱：控制冰晶石熔體中AlF的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制用于鋁還原的冰晶石熔體中AlF3含量的方法，方法中測量熔體的溫度。
US-A-4,668,350報(bào)導(dǎo)過一種類似的方法。所公開的方法利用了熔池溫度和熔池組成(NaFAlF3)之間的一種已知的關(guān)系。從這種關(guān)系出發(fā)，可根據(jù)一種額定的組成(NaFAlF3)計(jì)算熔池的額定溫度。測量熔池溫度，當(dāng)熔池溫度高于額定溫度時(shí)，則添加AlF3。當(dāng)然，熔池溫度亦受一系列其它因素影響。
本發(fā)明之目的在于提出一種非常準(zhǔn)確的方法，使鋁的還原可能在一種盡可能低的溫度下進(jìn)行，也盡可能節(jié)能。
本發(fā)明之目的通過下列方式達(dá)到測量冰晶石熔體的液相線溫度；測得的液相線溫度與第一個(gè)額定值比較；如果測得的液相線溫度高于第一個(gè)額定值，則向熔池中添加AlF3；如果測得的液相線溫度低于第一個(gè)額定值，則測得的液相線溫度與低于第一個(gè)額定值第二個(gè)額定值比較；如果測得的液相線溫度低于第二個(gè)額定值，則向熔池中添加NaF或Na2CO3。
由于熔體的液相線溫度能非常準(zhǔn)確地推斷出熔體各組分的份額，因此本發(fā)明之方法能使鋁還原過程在盡可能節(jié)能的前提下，從而亦在盡可能經(jīng)濟(jì)的前提下進(jìn)行。本發(fā)明亦明顯地包括在額定值和液相線溫度測量值之間的逆向比較，即測得的液相線溫度首先與第二個(gè)額定值比較，如果測得的液相線溫度低于此第二個(gè)額定值，則向浴添加NaF或Na2CO3；如果測得的液相線溫度高于第二個(gè)額定值，則測得的液相線溫度與高于第二個(gè)額定值的第一個(gè)額定值比較，如果測得的液體溫度高于第一個(gè)額定值，則應(yīng)向熔池中添加AlF3。例如，如果測得的液相線溫度小于第二個(gè)額定值，當(dāng)然與更高的第一個(gè)額定值的比較就是多余的。如果測得的液相線溫度位于兩個(gè)額定值之間，那末就勿需添加任何一種影響液相線溫度的組分。
為了形成緩沖區(qū)以及避免由補(bǔ)償添加引起的過量反應(yīng)，需要兩個(gè)不同的額定值。
除了其它因素之外，兩個(gè)額定值之間的溫度差與鋁還原過程的穩(wěn)定性有關(guān)；如果過程穩(wěn)定，可選擇小的溫度差。熔池的液相線溫度與全部組分有關(guān)，特別是與Al2O3和AlF3有關(guān)。因此，兩個(gè)額定值之間的差亦與AlF3(或另外的組分，如Al2O3)添加的方式、量和準(zhǔn)確度有關(guān)。例如，添加的量愈小，差值也愈小。點(diǎn)式加料器(Point feeder)加料比中心棒開關(guān)器(Centre bar breaker)或側(cè)面操作槽(Sideworked cell)更少量和更準(zhǔn)確。除其他因素外，第一個(gè)和第二個(gè)額定值之間的差值亦與熔體控制人員的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，一般的規(guī)律是隨著操作人員經(jīng)驗(yàn)的積累，差值會(huì)變得愈小。
原則上，通過添加AlF3可降低熔體的液相線溫度，通過添加NaF可提高熔體的液相線溫度。添加Na2CO3亦可提高液相線溫度，因?yàn)镹a2CO3對(duì)熔體中NaF的形成，由此提高NaF的份額，減小AlF3的份額有貢獻(xiàn)。太高的液相線溫度太高表示太低的AlF3-濃度，而太低的液相線溫度表示太高的溫度AlF3濃度。添加的NaF或Na2CO3可與AlF3共同形成冰晶石，從而使AlF3的濃度降低。最初，在考慮熔池的初始組成時(shí)根據(jù)已知的相圖得出液相線溫度的一個(gè)額定值，第二個(gè)額定值則根據(jù)假設(shè)的熔池組成確定。US-A-4,668,350詳細(xì)敘述了熔池組成和熔池溫度之間的具體關(guān)系。因此，基于公開件可取得明確的關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明，宜在熔池之外測量熔體的一個(gè)試樣的冷卻曲線并由此測定液相線溫度。原則上液體溫度可通過其它合適的并為專業(yè)人員熟知的方法測定。
下面將敘述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例子。
第一個(gè)額定值可根據(jù)熔池的平均組成或?qū)嶋H組成計(jì)算。例如按份額計(jì)含CaF2為5％、Al2O3為3％、AlF3過量為12％的熔池(HalvorKvande；冶金學(xué)雜志(Journal of Metallurgy)，November 1994，22-)的液相線溫度為955℃，AlF3過量為11％時(shí)液相線溫度為960℃，AlF3過量為13％時(shí)液相線溫度為950℃。這就是說，AlF3過量變化2％，液相線溫度變化10℃。在Solheim等的.，輕金屬(LightMetals)1955，S451-(The Minerals，Metals & Materials Society(礦物、金屬和材料學(xué)會(huì))，1955)作了類似的計(jì)算。例如，如果第一個(gè)額定值為960℃，而液相線溫度測定為970℃，則AlF3的過量應(yīng)提高2％。
對(duì)于穩(wěn)定熔池，額定溫度(額定值)可以降低。由此提高AlF3的濃度，這就可提高電流效率。如果熔池成為不穩(wěn)定，液相線溫度(額定值)就要提高。池的穩(wěn)定性通?？捎脦в泻线m傳感器的常規(guī)控制來監(jiān)控。
第二個(gè)額定值，除了其它因素之外，與Al2O3加入熔池中的方式有關(guān)。在自動(dòng)的或點(diǎn)式加料的情況下，第二個(gè)額定值約比第一個(gè)額定值低10℃左右，在中心棒開關(guān)器或非自動(dòng)加料的情況下，第二個(gè)額定值可比第一個(gè)額定值低20℃左右。如果液相線溫度的測定值高于第一個(gè)額定值，則應(yīng)根據(jù)上述的典型組分添加AlF3，如果它低于第二個(gè)額定值，則應(yīng)添加NaF(或Na2CO3)，而且添加3％NaF(按熔池總量計(jì))會(huì)導(dǎo)致液相線溫度提高10℃左右。如果第二額定值為950℃，而測得的液相線溫度為940℃，則應(yīng)按熔池總量計(jì)添加3％NaF。
例如測量可以每兩天或每天進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種控制用于鋁還原的冰晶石熔體中AlF3含量的方法，該方法中測量熔體的溫度，其特征在于，測量液相線溫度；將測得的液相線溫度與第一個(gè)額定值比較；如果測得的液線溫度高于該第一個(gè)額定值，則向熔池中添加AlF3；如果測得的液相線溫度低于第一個(gè)額定值，則將測得的液相線溫度與低于第一個(gè)額定值的第二個(gè)額定值比較；如果測得的液相線溫度低于第二個(gè)額定值，則應(yīng)向熔池中添加NaF或Na2CO3。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在熔池外測量熔體的一個(gè)試樣的冷卻曲線，并由此確定液相線溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制用于鋁還原的冰晶石熔體中AlF
文檔編號(hào)C25C3/20GK1256721SQ99800131
公開日2000年6月14日 申請(qǐng)日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月12日
發(fā)明者P·C·韋施特雷肯 申請(qǐng)人:赫羅伊斯電氣-耐特國際有限公司