液相線溫度

液相線溫度（又稱初晶溫度）是鋁電解體系的一個重要的性質，它與鋁電解操作溫度有直接的關係。電解質溫度對於穩定的生產非常重要。工業實踐證明，當電解質溫度降低10℃，電流效率可提高2%。熔體的溫度過高或過低，都將影響冶金生產作業的正常進行，及時檢測和控制熔體的溫度，是保證冶金生產正常作業的重要條件之一。

基本介紹

• 中文名：液相線溫度
• 外文名：liquidus temperature
• 又稱：初晶溫度
• 熔體的溫度：過高或過低
• 液相線溫度：由液態變為固態的最高溫度

鋁電解質的液相線溫度

液相線溫度:物體開始由液態變為固態的最高溫度。

電解質組分不同，其分子比也不同。電解質的分子比適當降低，其過熱溫度也隨之下降，這有利於降低電解溫度，提高電流效率。分子比偏高或偏低對槽膛都會有較大的影響。低分子比操作是現代高效節能鋁電解槽的標誌。由上可知測定鋁電解質的液相線溫度和分子比對鋁電解工業是多么重要。

鋁電解質液相線溫度測定及套用

直接法測定鋁電解溫度及電解質液相線溫度。對測溫所用的熱電偶和取樣器進行了研究和篩選，得到了能夠滿足直接法需要的構型和材質。同時結合鋁電解生產的實際特點，研製出了一台CQ一11智慧型液相線溫度槽前分析儀，並討論影響分析儀工作性能的影響因素。現場實驗證明CQ一H分析儀能夠及時、準確、方便的獲得鋁電解溫度、鋁電解質液相線溫度、過熱度。

分子比對液相線溫度的影響

設定氧化鋁質量百分比濃度為4%，氟化鈣濃度為2.50%，氟化鎂濃度為2.50%，氟化鏗濃度為1.50%，考察分子比在1.70~2.60的範圍內對Na₃AIF₆一AI₂O₃一MgF₂一CaF₂一LiF五元體系液相線溫度的影響。由所求液相線溫度公式可得分子比一液相線溫度關係，可知液相線溫度隨著分子比的減小而降低，分子比每減小0.1個單位，液相線溫度降低4.5℃左右，因此在低溫鋁電解的研究中降低分子比是一個很重要的途徑。降低鋁電解質的分子可以通過增加電解質中游離的氟化鋁的含量來實現，因此往電解質中添加氟化鋁能夠很明顯的降低其液相線溫度。

氟化鈣對液相線溫度的影響

設定分子比為2.50，氧化鋁質量百分比濃度為4%，氟化鎂濃度為2.50%，氟化鋰濃度為1.50%，考察氟化鈣在濃度為1.00%~5.50%的範圍內對Na₃AIF₆一AI₂O₃一MgF₂一CaF₂一LiF五元體系液相線溫度的影響。由所求液相線溫度公式可得氟化鈣一液相線溫度關係可知，體系液相線溫度隨著氟化鈣濃度的升高而降低，每增加1%的氟化鈣，液相線溫度下降3.0℃左右，但小於它對中性₃AIF₆一AI₂O₃一MgF₂一CaF₂三元系的影響。

氟化鎂對液相線溫度的影響

設定分子比為2.50，氧化鋁質量百分比濃度為4%，氟化鈣濃度為2.50%，氟化鏗濃度為1.50%，考察氟化鎂在濃度為1.00%~5.50%的範圍內對Na₃AIF₆一AI₂O₃一MgF₂一CaF₂一LiF五元體系液相線溫度的影響。由所求液相線溫度公式可得氟化鎂一液相線溫度關係可知，體系液相線溫度隨著氟化鈣濃度的升高而降低，降溫效應非常明顯，平均每增加1%的氟化鎂，液相線溫度下降8.3℃左右，但隨著濃度的增加降溫效應逐漸減小。

氟化銼對液相線溫度的影響

設定分子比為2.50，氧化鋁質量百分比濃度為4%，氟化鈣濃度為2.50%，氟化鎂濃度為2.50%，考察氟化鏗在濃度為1.00%~5.50%的範圍內對Na₃AIF₆一AI₂O₃一MgF₂一CaF₂一LiF五元體系液相線溫度的影響。由所求液相線溫度公式可得氟化鏗一液相線溫度關係可知，體系液相線溫度隨著氟化鏗濃度的升高而降低，平均每增加1%的氟化鈣，液相線溫度下降5.0℃左右，且隨著濃度的增加降溫效應逐漸增大，但其降溫效果不如在對Na₃AIF₆一AI₂O₃一LiF三元體系中明顯。

齒輪鋼液相線溫度預報技術

最新Fe-i二元相圖基礎上，運用割線法，系統地計算了鐵基合金中的20種常見合金元素i其含量在0～21%範圍內的不同濃度時對純鐵熔點的降低值，據此給出了新的鋼液相線溫度計算模型，提高了計算準確度。並編製成電腦程式，可套用於線上計算，實現現場快速、準確預報之目的。

新計算數模的建立

為了進一步提高鋼液相線溫度計算的精度，針對鐵基合金，重新建立計算液相線溫度的新數模。首先，考慮到各種鋼中常見元素i有：Mo,Nb，Ni，Os，Al，B，Be，C，Co，Cr，Cu，P，S，Sb，Si,Sn，Ti，V，W和Mn等20種，據此查閱了20幅最新的Fe-i 二元相圖的液相線結構，採用割線法，系統地計算了各組元質量分數在w(i)<1(包括0.9，0.8，0.7，0.6，0.5，0.4，0.3，0.2和0.1等)，w(i)=1及w(i)>1(包括2，3，4，5，6，7，8，9，10，15，21 等)的很寬質量分數(稱之為“研究質量分數w_s(i)”)範圍內，組元i對純鐵熔點的影響(降低或升高)值Δt_i^ws⁽ⁱ⁾，然後將其轉化為1%的i組元對溫度影響的溫度係數Δt_i^(1%)。根據計算，推出鋼液相線溫度t_i新計算數模。

新計算數模計算準確度的驗證

根據Е·А·Казачкоб等人提供的9個鋼種的化學組成和液相線溫度實測值tl(實測)，再根據各鋼種的化學成分，用新數模公式計算得到的液相線溫度值tl(計算)。

實測值tl(實測)與計算值tl(計算)比較可以看出，對這些鋼種而言，在以tl(實測)為準時，新數模計算的準確度為：最大負偏差-4.4℃，最大正偏差為+2.53℃。可見比公式的準確度都高。

計算機建模

為克服手工計算速度慢及易出錯等問題，將公式及各元素的溫度係數值編製成電腦程式，該程式名稱為《鋼液相線溫度預報模型》。

程式編制使用了BorlandC++語言。BC具有功能強大、語言簡潔、可移植性好、界面明快、實用、易操作和易維護等特點。程式運行環境為Windows'95。數模經實際運行表明具有下列特點：

(1)計算結果精確。精度可達小數點後2位數；

(2)靈敏度高。任一元素含量僅有0.01%的差別，可在數模計算的液相線溫度值上有反應；

(3)計算速度快。將鋼中各元素的含量輸入後，在小於1s時間內顯示液相線溫度計算結果；

(4)計算結果可顯示、存儲和通訊。