铝电解质的液相线温度

液相线温度:物体开始由液态变为固态的最高温度。

电解质组分不同,其分子比也不同。电解质的分子比适当降低,其过热温度也随之下降,这有利于降低电解温度,提高电流效率。分子比偏高或偏低对槽膛都会有较大的影响。低分子比操作是现代高效节能铝电解槽的标志。由上可知测定铝电解质的液相线温度和分子比对铝电解工业是多么重要。

铝电解质液相线温度测定及应用

直接法测定铝电解温度及电解质液相线温度。对测温所用的热电偶和取样器进行了研究和筛选,得到了能够满足直接法需要的构型和材质。同时结合铝电解生产的实际特点,研制出了一台CQ一11智能液相线温度槽前分析仪,并讨论影响分析仪工作性能的影响因素。现场实验证明CQ一H分析仪能够及时、准确、方便的获得铝电解温度、铝电解质液相线温度、过热度。

分子比对液相线温度的影响

设定氧化铝质量百分比浓度为4%,氟化钙浓度为2.50%,氟化镁浓度为2.50%,氟化铿浓度为1.50%,考察分子比在1.70~2.60的范围内对NaAIF一AIO一MgF一CaF一LiF五元体系液相线温度的影响。由所求液相线温度公式可得分子比一液相线温度关系,可知液相线温度随着分子比的减小而降低,分子比每减小0.1个单位,液相线温度降低4.5℃左右,因此在低温铝电解的研究中降低分子比是一个很重要的途径。降低铝电解质的分子可以通过增加电解质中游离的氟化铝的含量来实现,因此往电解质中添加氟化铝能够很明显的降低其液相线温度。

氟化钙对液相线温度的影响

设定分子比为2.50,氧化铝质量百分比浓度为4%,氟化镁浓度为2.50%,氟化锂浓度为1.50%,考察氟化钙在浓度为1.00%~5.50%的范围内对NaAIF一AIO一MgF一CaF一LiF五元体系液相线温度的影响。由所求液相线温度公式可得氟化钙一液相线温度关系可知,体系液相线温度随着氟化钙浓度的升高而降低,每增加1%的氟化钙,液相线温度下降3.0℃左右,但小于它对中性AIF一AIO一MgF一CaF三元系的影响。

氟化镁对液相线温度的影响

设定分子比为2.50,氧化铝质量百分比浓度为4%,氟化钙浓度为2.50%,氟化铿浓度为1.50%,考察氟化镁在浓度为1.00%~5.50%的范围内对NaAIF一AIO一MgF一CaF一LiF五元体系液相线温度的影响。由所求液相线温度公式可得氟化镁一液相线温度关系可知,体系液相线温度随着氟化钙浓度的升高而降低,降温效应非常明显,平均每增加1%的氟化镁,液相线温度下降8.3℃左右,但随着浓度的增加降温效应逐渐减小。

氟化锉对液相线温度的影响

设定分子比为2.50,氧化铝质量百分比浓度为4%,氟化钙浓度为2.50%,氟化镁浓度为2.50%,考察氟化铿在浓度为1.00%~5.50%的范围内对NaAIF一AIO一MgF一CaF一LiF五元体系液相线温度的影响。由所求液相线温度公式可得氟化铿一液相线温度关系可知,体系液相线温度随着氟化铿浓度的升高而降低,平均每增加1%的氟化钙,液相线温度下降5.0℃左右,且随着浓度的增加降温效应逐渐增大,但其降温效果不如在对NaAIF一AIO一LiF三元体系中明显。

齿轮钢液相线温度预报技术

最新Fe-i二元相图基础上,运用割线法,系统地计算了铁基合金中的20种常见合金元素i其含量在0~21%范围内的不同浓度时对纯铁熔点的降低值,据此给出了新的钢液相线温度计算模型,提高了计算准确度。并编制成计算机程序,可应用于在线计算,实现现场快速、准确预报之目的。

新计算数模的建立

为了进一步提高钢液相线温度计算的精度,针对铁基合金,重新建立计算液相线温度的新数模。首先,考虑到各种钢中常见元素 有:Mo,Nb,Ni,Os,Al,B,Be,C,Co,Cr,Cu,P,S,Sb,Si,Sn,Ti,V,W和Mn等20种,据此查阅了20幅最新的Fe- 二元相图的液相线结构,采用割线法,系统地计算了各组元质量分数在 ( )<1(包括0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2和0.1等), ( )=1及 ( )>1(包括2,3,4,5,6,7,8,9,10,15,21 等)的很宽质量分数(称之为“研究质量分数 ( )”)范围内,组元 对纯铁熔点的影响(降低或升高)值Δ s,然后将其转化为1%的 组元对温度影响的温度系数Δ。根据计算,推出钢液相线温度 新计算数模。

新计算数模计算准确度的验证

根据Е·А·Казачкоб等人提供的9个钢种的化学组成和液相线温度实测值tl(实测),再根据各钢种的化学成分,用新数模公式计算得到的液相线温度值tl(计算)。

实测值tl(实测)与计算值tl(计算)比较可以看出,对这些钢种而言,在以tl(实测)为准时,新数模计算的准确度为:最大负偏差-4.4℃,最大正偏差为+2.53℃。可见比公式的准确度都高。

计算机建模

为克服手工计算速度慢及易出错等问题,将公式及各元素的温度系数值编制成计算机程序,该程序名称为《钢液相线温度预报模型》。

程序编制使用了BorlandC++语言。BC具有功能强大、语言简洁、可移植性好、界面明快、实用、易操作和易维护等特点。程序运行环境为Windows'95。数模经实际运行表明具有下列特点:

(1)计算结果精确。精度可达小数点后2位数;

(2)灵敏度高。任一元素含量仅有0.01%的差别,可在数模计算的液相线温度值上有反应;

(3)计算速度快。将钢中各元素的含量输入后,在小于1s时间内显示液相线温度计算结果;

(4)计算结果可显示、存储和通讯。