铝行业用石墨化炭块配合这个料才

随着国家对铝行业节能降耗的要求，电解铝企业对阴极炭块的性能要求越来越高，从普通的无定型炭块，石墨质炭块到现在大规模的使用石墨化炭块。铝用阴极导电性得到很大提高，阴极压降降低明显。大多铝厂陆续在新开槽和大修槽上使用石墨化程序高的阴极炭块，从而获得好的经济效益，但随之而来的问题是石墨化阴极炭块对应的各种糊料的要求也要相应的变化，才能更好的防止启动漏炉破损，提高槽寿命，发挥石墨化阴极炭块的优势。
石墨化炭块的特点
对阴极炭块石墨化的改进,除导电性能提高外,阴极炭块材料变化显著,阴极炭块的结构材料决定着它的性能变化。一般来说,槽寿命和阴极炭块休戚相关,阴极破损主要来源于炭块的受热应力变形,吸钠膨胀,而石墨化阴极本身的结构性能很好的归避这些不利方面。
1.1导电性
可知,石墨化炭块比无定型炭块电阻率降低近75%,导电性大大增强,同时阴极压降大幅降低.下图1为不同炭块启动后阴极压降的变化。
1.2导热性
研究表明,热导率(30℃),石墨化炭块110~130 W/m·K,石墨质25~35 W/m·K,随着石墨化程度增加,导热性随之增加,阴极内衬材料的保温性能应相应加强.
1.3钠膨胀性
从表1可知,石墨化炭块钠膨胀率减少了90%,吸钠膨胀很微弱,带来的炭块膨胀很小,大大减少了启动后期阴极破损的可能性,延长了槽寿命.
1.4热膨胀性
从表1可知,石墨化炭块的热膨胀率减少了20%以上,在焙烧启动过程中,炭块受热膨胀减小,减少了阴极破损的可能性,但与内衬扎固糊间的空隙将加大.反而大大增加了启动漏炉的风险.
电解槽内衬结构
从自焙槽到预焙槽,电解槽的内衬结构变化很小,随着电解铝行业对经济指标的要求,电解槽内衬材料的影响因素受到很大的关注,并产生了翻天覆地的变化,特别是石墨化阴极炭块的大量使用,而材料间的相互影响,相互制约,我们必须重新审视.
我们首先想到的就是衔接各种结构间的糊料,随着材料的变化,电解槽的糊料是否合适,是否会带来风险.
冷捣糊的特点
(1)采用冷捣糊,不需加热烘炉,节约了电能,尤其大修槽,减少了电器设备在电解厂房的使用,增加了安全性.
(2)不易产生分层,增加了密封性.对于热捣糊,施工时间比较长,温度变化较大,易产生温度梯度分层(见图3),在启动灌入电解质后,由于密封性较差,易产生漏炉.
(3)采用冷捣糊,减轻了一次工作量,改善了扎固环境.而热捣糊要求苛刻的施工方法,温度高,工人劳动强度大,施工条件恶劣,严重影响工人的身体健康,同时对环境污染大.
冷捣糊的应用
1启动槽寿命的对比
在中青迈公司一期启动过程中,出现频繁漏炉现象,认真分析总结后,改变了传统的热糊扎固方式,三区全部使用冷捣糊,再无一例异常漏炉出现.表2为冷捣糊与热捣糊使用情况对比。
2与石墨化阴极炭块相匹配的冷捣糊扎固方式
从石墨化炭块的低膨胀系数的特点,结合电解槽内衬图,我们可知,用传统的热捣方式,启动灌入高温电解质后,扎固人造伸腿密封性差,易产生空隙(见图4),易分层(见图3),形成至上而下的液体通道,极大的增加了漏炉风险.而使用与石墨化炭块膨胀系数相匹配的冷捣糊,不易产生空隙和分层,很好地解决了阴极材料的改变带来的风险。
结语
石墨化程度高的炭块,节约电能消耗,启动后期钠膨胀率低,阴极变形小,延长电解槽寿命.冷捣糊的使用,节约电能,减少了对环境的污染;冷捣糊的使用,能适应阴极炭块材料的变化,热稳定性好,有效防止漏炉,延长电解槽寿命。