现代铝电解槽的侧壁用碳化硅砖砌筑,代替原来的边部炭砖,其发展趋势愈加猛烈。在铝的正常电解过程中,有一层凝固的电解质(边部结壳)保护着侧壁。但在阳极效应发生时,或者槽电压不稳定时,这层凝固的电解质便会熔化。用碳化硅砖的导热性良好,向外散热量增多,因此侧壁内衬上电解质结壳趋于稳定,有利予生产过程。
铝电解槽用碳化硅砖应具有下列特性:
1、在侧壁的顶部和背部,对于高温500~600℃的空气,具有很大的抗氧化能力。
2、对于高温的950~970℃冰晶石熔液和铝液有良好的抗腐蚀能力。
3、对于铝湿润不良。
4、具有良好的导热能力和机械强度。
5、具有很大的电阻率,因此电流短路明显减少。
碳化硅砖与传统的边部炭块相比,有许多优良的性能。它的主要优点是抗氧化性能。此外,它具有良好的电阻率,可以防止经侧壁传导电流的短路现象。而且它具有良好的导热性能,侧壁的厚度原来是350~480mm(包括边部炭块和耐火砖),用碳化硅砖时可以减薄到85~115mm,因此经侧壁的散热量增多,电解质在侧壁上凝固了,生产过程趋于稳定,而且槽膛面积增大了,阳极炭块加长了,阳极在槽膛内的填充率增大,可使槽电流增大,铝产量增多。
碳化硅砖中的黏结剂有多种:氮化硅、赛隆、氧氮碳化硅、硅碳氧化物等,它们决定着碳化硅砖的化学和物理性能,选用适当的黏结剂可获得优质的碳化硅砖。
使用硅碳氧化物黏结剂时,可生成玻璃相,其中含有莫来石针状物;使用氧氮碳化硅黏结剂时,可生成Si2ON2桥;使用氮化物黏结剂时生成Si3N4针状物和纤维;而用碳化硅自黏结时,则生成SiC桥。
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