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铝电解槽用的耐火材料

编辑:耐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2018-02-07   浏览:

  铝电解槽用的耐火材料种类很多,欢迎致电荣盛耐材。预焙阳极作为铝电解槽的心脏,其质量和工作状况对铝电解生产是否正常及电流效率、电能消耗、产品等级等影响很大。铝电解对预焙阳极的质量提出了以下要求:

  (1)纯度高。铝电解生产过程中,预焙阳极发生电解反应而逐渐消耗,其中所含的灰分杂质进入金属铝液中,污染铝的质量。因此要求预焙阳极的杂质含量越低越好,一般要求其灰分不大于1% (优级品要求灰分不大于0.5%)。

  (2)导电性能良好。在铝电解相上,预焙阳极传导电流,消耗在预焙阳极上的电压降达0.35〜0.5V,每生产1t电解铝,消耗在阳极上的电能为1500〜2000kW.h,占电解铝生产电耗的10%〜15%。因此,降低预焙阳极的电阻率,对降低电解铝生产成本十分重要。预焙阳极的电阻率不应大于65μΩ·m。

  (3)足够的机械强度。铝电解槽上炭阳极组重达几十吨,还要承受电、热等的冲击,因此需要预焙阳极具有足够的机械强度。预焙阳极的耐压强度不应低于29MPa。

  (4) 抵抗CO2反应性能良好。电解铝生产过程中,阳极反应生成的CO2再次与炭发生反应,从而引起预焙阳极的过量消耗,产生脱落和掉渣等现象,并降低电解反应的电流效率。铝电解生产要求预焙阳极在CO2气氛中稳定,通常评价预焙阳极抵抗CO2反应性的指标有反应速率、总消耗率、气化率和脱落度等。

  预焙阳极在铝电解槽中的应用已经非常的广泛,其主要消耗由以下3点组成:

  (1) 电化学消耗。预焙阳极的大部分消耗直接由电化学反应引起,其反应式为 2Al2O3+3C=4Al+3CO2,或 Al2O3+3C= 2AI+3CO。当阳极气体中CO占30%时,理论计算的预焙阳极消耗量为393kg/t。

  (2) 化学消耗。包括预焙阳极与CO和CO2的反应以及阳极的空气氧化反应(主要发生在阳极暴露在空气中的部位)。

  (3) 机械消耗。由于黏结焦的优先氧化,所以骨料与黏结焦间的结合力变弱,骨料颗粒从阳极上脱落而掉入电解质中,预焙阳极表面显得更加粗糙。

  生产1t电解铝所消耗预焙阳极的总量(包括残极)称阳极的毛耗,预焙阳极的毛耗一般为450〜600kg/t。除去残极后每生产It电解铝所消耗预焙阳极量称为阳极净耗,净耗为铝电解的实际消耗,一般为400〜450kg/t。预焙阳极净耗远大于理论消耗量,它是由预焙阳极的氧化和掉渣等过量消耗引起的。在铝电解过程中,预焙阳极的日平均消耗为1〜2cm,预焙阳极的使用寿命一般为20〜28天。

  在铝电解过程中出现的阳极故障有哪些,如何进行处理?

  铝电解槽故障中有70%发生在预焙阳极。电解槽经常出现的阳极故障(病状)有:阳极局部过热、电流分布不均、阳极掉块、阳极“长包”、阳极裂纹断层、阳极块脱落、大量炭渣落入电解质使其含炭、阳极四周氧化燃烧和阳极倾斜等。这些故障主要是由预焙阳极质量问题和电解作业操作不当引起的。

  (1) 阳极掉块(脱钩)。预焙阳极因磷生铁浇铸不牢或阳极炭碗缺陷,使用时因受热膨胀,会发生阳极炭块与钢爪脱离的现象。发生此种现象时,需从电解槽中捞出炭阳极,更换新的预焙阳极。阳极炭块出现大裂纹时,也会裂开掉块。

  (2) 阳极长包。由于预焙阳极内部质量不均匀,在使用过程中电解消耗速率不同步,从而造成炭阳极下表面局部凸出的现象,称为阳极长包。如发生此种现象需取出阳极,砸掉阳极炭块下面的长包后,该阳极可继续上槽使用„

  (3) 阳极裂纹。预焙阳极因成型或焙烧等原闲,有时会有横向或纵向裂纹。一般来说,对阳极浇铸前发现裂纹的阳极炭块, 都不进行浇铸;在电解槽上使用过程中发现阳极裂纹时,需取出更换新的预焙阳极。

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