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申请/专利权人：宝立超合金有限公司

摘要：本发明提供了一种电渣冶炼过程中的渣池动态平衡方法，属于电渣冶炼领域。本申请通过对渣池成分的建模拟合，能够实时预测熔炼过程中渣池中的成分，并基于实时成分，在熔炼过程中的不同熔炼阶段，添加成分不同、数量不同的小颗粒预熔渣，来动态弥补渣池中渣量和渣成分的变化。在预熔渣中，各组分形成了低熔点共晶化合物，加入渣池后会快速稳定地熔化，不会造成单独添加萤石粉和氧化铝粉时的剧烈波动。本发明能够使得补渣工艺更加准确可控，有利于维持渣池的动态平衡，改善熔炼效果。

主权项：1.一种电渣冶炼过程中的渣池动态平衡方法，包括以下步骤：S1.初始渣料选用选用粒度为7～10mm的622预熔渣100kg，渣系成分为质量比60％CaF2、20％Al2O3、20％CaO，经烘烤后放入加渣机，在熔炼起始时加入；S2.补充渣料选用选用粒度为2～4mm的622-01预熔渣6kg、622-02预熔渣5.5kg、622-03预熔渣5kg、622-04预熔渣4.5kg、622-05预熔渣4kg，在烘烤炉中备用；其中，622-01至622-05预熔渣中CaF2、Al2O3、CaO各相的质量占比均呈梯度变化，622-05预熔渣中不含CaO；S3.将初始渣料加入至结晶器，开始熔炼，获取渣池与铸锭界面处的温度T，计算当前温度T下参与界面反应的各组分成分，计算模型如下：在界面处各项化学反应达到平衡，该平衡状态表达为公式1， 其中，ΔG表示吉布斯自由能的变化，R表示气体常数且R＝8.314Jmol·K，温度T的单位为K，a表示组分活跃度，r表示渣池中该组分的活跃度系数，X表示渣池中组分的摩尔分数，f表示铸锭中某组分的活跃度系数，[pctM]和[pctO]分别表示在铸锭中M和O的质量百分比，其中M和O分别代表渣池和铸锭中的一种元素且二者之间可以发生化学反应生成MOn，*表示界面处；在界面处，浓度梯度是驱动各组分扩散的动力，使用公式23计算界面处的扩散传质通量密度， 其中，JM和表示M和MOn组分的摩尔传质通量密度，kM和分别为各组分的传质系数，ρ表示密度，MM和分别表示分子量，b表示体区，*表示界面处，[pctM]和[pctMOn]分别表示质量百分比；当界面处于稳定状态时，假设，且阴离子数量和阳离子数量相等；结合公式1-3，计算得出界面处各组分的质量比；S4.每间隔预设时间，根据步骤S3所获得的渣池中CaF2、Al2O3和CaO各自的含量，将其与初始渣料成分进行比较，基于比较结果，从622-01至622-05预熔渣中选择一种或多种，配比后放入加渣机，由加渣机投入至结晶器内，从而保持渣池的动态平衡。

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