阳极结构设计探析

阳极是预焙电解槽的核心部件。阳极质量直接影响阳极电流密度的提高及电解系列强化电流;阳极结构形式及各设计参数的确定与阳极电压降密切相关。本文提出阳极炭块质量标准及设计要求, 以降低电压降为主线, 分析阳极炭块形状尺寸、阳极钢爪数量、钢爪直径与炭碗孔径等对阳极压降的影响; 各项参数选取的依据, 探讨其合理的参数值; 对材料与温度的关系进行力学分析, 探讨减小生产中阳极钢爪热变形的方法。     

低阻高性能阳极钢爪材料开发设计及工业试验

阳极钢爪是电解铝阳极导杆与炭块间的连接结构,需要在电解环境下给电解槽传输强大的直流电流并夹持阳极碳块,因此需要其具有较高的高温强度、高温导电性以及较低的成本。当前阳极钢爪材料缺乏行业规范,生产原料、生产方式等控制不严格,使得钢爪存在电阻大、压降高、强度低等问题。针对这些问题开发了低阻高性能高强度阳极钢爪材料,并在某300 kA系列试验槽进行了工业试验。工业试验结果表明,低阻高性能阳极钢爪压降33.9 mV,较现用新钢爪降低42.7 mV,降电压效果显著,为电解槽进一步节能降耗提供了空间。     

四集成技术为铁碳压降“降压”

正现有技术中,阳极钢爪与阳极碳块的连接均采用磷生铁浇铸方法,该工艺暴露出4方面的先天不足:一是钢爪材质采用ZG200-400铸钢,耐蚀性差,电阻大;二是钢-碳接触面偏小;三是钢爪腿抵抗电解质冲刷的能力不强,当较高水平的电解质冲刷到碳块上面的钢爪腿时使该部位形成"拉沟",导致直径一般以1 cm/a的速度减少;四是磷生铁浇铸后内部空腔及缝隙较大,直径Φ160 mm钢爪腿浇铸后,     

预焙槽阳极压降改善试验研究

在国内M厂300 k A系列铝电解槽生产线上进行阳极炭块炭碗连通沟槽试验,改善预焙槽阳极压降。研究结果表明:换极后第3天、第5天和第10天,第1、2、3、4、5组连通极114-A9、115-B3、119-B13、120-A7、123-A17和同槽装入的普通极114-A10、115-B4、119-B14、120-A8、123-A18相比,钢-炭平均压降分别减小了10.22 m V、17.33 m V、15.89 m V、13.34 m V、11.65 m V;5组连通极和普通极相比,钢-炭压降平均降低13.69 m V。推广应用阳极炭块炭碗开连通沟槽、炭碗直径扩大和炭碗内部开竖槽技术,能够有效改善钢爪弯曲变形、磷生铁浇铸质量、预焙阳极组装、炭块消耗及残极处理等问题,降低劳动强度,减少吨铝电耗,更加平稳运行电解槽。     

基于电解质的阳极钢爪保护环材料优化与设备研究

为了获得性价高的阳极钢爪保护环,基于清理下来的电解质进行阳极钢爪保护环制备.对比了不同粘接剂制备钢爪保护环的性能,确定出最佳配伍及工艺路线.研究指出采用经过处理的电解质与淀粉组合焙烧方案最优.并以此基础设计出阳极钢爪保护环的装置并开展保护环试制,经实验验证,所制备的保护环成本较低,孔隙率较小.     

阳极组装生产线浇铸站性能优化实践

原设计186 kA电解铝用阳极炭块配套组装生产线浇铸站,经过啮合台、铝导杆对中夹具、液压系统部分设备的性能优化,同时满足了300 kA电解铝用阳极炭块的浇铸条件,保证了两条生产线30万t电解铝生产的正常运行。     

铝电解阳极钢爪腐蚀及防腐技术探究

阳极一般而言,阳极组装块涵盖了钢爪、铝导杆和阳极炭块等,属于电解槽和阳极母线间的重要连接构件。所以,在钢爪位置出现腐蚀之后,便需要及时进行更换,避免产生不良的影响。本文以铝电解阳极钢爪腐蚀及防腐技术为主要研究内容,通过开展阳极钢爪防氧化性实验的方式加以探究和分析。     

铝电解阳极开槽技术研究

本文通过深入分析铝电解工艺中阳极压降、阳极效应及阳极在电解质中排渣过程,从阳极外形、理化指标入手,优化阳极炭块结构。开槽阳极的使用,使阳极压降降低了60mV以上,吨铝节能180kwh/t.Al左右;开槽阳极使电解过程中阳极效应从0.20个/槽·日降低到0.05个/槽·日。降低了阳极压降、减少了阳极效应,原铝直流电耗进一步降低,产生更多经济效益和社会效益。     

预焙阳极炭块相邻碗孔之间开槽技术节能降耗的作用

通过预焙阳极炭块在碗孔之间开槽,碗径加大和增加碗中斜槽数量来加大铁碳导电面积,从而降低阳极的铁碳压降,从根本上解决了阳极钢爪的弯曲变形,最终达到节能降耗的目的.注:此项技术已申请国家专利.专利号:200920145185.X.     

铝电解槽阳极复合钢爪研究

借助有限元软件ANSYS,建立铝电解槽单阳极模型。为了减小铝电解槽的槽电压,开发了一种新型的复合钢爪。对阳极的电场进行了模拟计算,分析对比了新型钢爪与传统钢爪对阳极压降的影响,其结果表明相比于传统钢爪,该复合钢爪的压降更低,以及出口的电流均匀性较好,从而可以降低阳极压降,实现节能的目的。     

铝电解槽新型阳极钢爪研究

为进一步降低电解槽工作电压,本文提出一种新型的阳极钢爪结构。利用有限元软件ANSYS模拟了铝电解槽单阳极的热-电耦合模型,分析比较了新型阳极钢爪与传统钢爪对阳极压降的影响,并与实际试验结果进行了对比。结果表明该新型阳极钢爪的电压降更低,钢爪出口的电流均匀性更好。     

铝电解阳极导杆钢爪清理机的改进与设计

结合本单位阳极组装生产线上钢爪清理机的实际应用,针对已使用过的清理阳极导杆组钢爪表面的抛丸机和钢丝清刷机两种机械存在的缺陷,提出应用钢丝绳清理机这一新型设备清理钢爪表面。文章介绍了新型清理机的结构形式、工作原理及其使用效果。     

浅议阳极钢爪保护环的使用前景

通过阳极钢爪保护环试验 ,得出采用阳极钢爪保护环 ,可以延长换极周期 ,降低炭块消耗 ,降低成本 ,对铝液质量无影响。该技术具有很好的推广价值     

电解铝用新型阳极钢爪

阳极钢爪是铝电解生产中预焙阳极的重要构件,主要作用是连接阳极炭块并向电解槽传输电流,其导电性能的优劣和使用寿命很大程度影响电解铝生产的电耗和经济效益。目前,阳极钢爪均以废钢为原料,采用消失模铸造生产,易产生化学成分不稳定、电阻率高、抗氧化性差等缺陷。新型阳极钢爪的材料为低碳钢,钢爪横梁使用热轧厚板,按照钢爪横梁尺寸进行切割,钢爪腿材料选择轧制圓棒,采用特种熔焊工艺将钢爪腿与钢爪横梁熔焊,实现全截面的冶金结合。国内电解铝企业使用结果表明:新型阳极钢爪较普通铸造钢爪导电性和抗氧化性有一定提高,可以更好地满足电解铝生产的要求。     

变“废”为宝:铝灰阳极保护环

正山西华泽铝电有限公司电解槽的阳极钢爪上增加了一幅幅保护壳,该保护壳是该公司铸造厂挖潜增效、实现生产流程物料循环利用的新产品——铝灰阳极保护环。铝灰阳极保护环项目是华泽铝电生产流程物料循环利用项目和节能环保项目,项目总投资43万元,于2014年3月正式投产,主要设备有制浆机、轮碾机、上料系统、成型机、加热除氨装置、破碎机、搅拌机等。阳极保护环使用的原料是铸造产出的副产品细灰,经破碎、筛分、成型、烘干等工序后,将其粘结在阳极钢爪上,不仅起到保护阳极钢爪的作用,能够防止电解质过高侵蚀钢爪,延长电解换极周期、降低阳极毛耗,     

阳极钢爪清刷机的研发及应用

本文主要论述了阳极钢爪清刷机的工作原理，基本结构、控制方式及生产应用，通过钢爪清刷机的应用。降低了铁炭压降，节约了生产成本。     

阳极组件冷态和热态下的压降变化机制

通过试验测量的方式对比冷、热态下阳极组件各部分压降（铝导杆压降、铝导杆—爆炸焊片压降、爆炸焊片压降、炸焊片压降—钢爪压降、钢爪压降、钢爪—爪头压降、爪头—炭面压降），并分析压降的占比，分别找出影响冷、热态下整体压降的主要区域。阳极组件压降冷态下主要集中在爪头和炭面之间，该部分占据了总压降的92.9%；热态下由于磷铁与炭碗间界面接触的改善，压降占比有了明显的变化，主要集中在爪头—炭面和钢爪—爪头两个区域，其中爪头—炭面压降占比为39.7%，同样占主导地位，通过接触电阻给出了理论解释。这也说明在组装生产中把控的关键在于磷铁浇注和爪头焊接质量。     

铝电解阳极炭块表面自动清理系统的开发

介绍了阳极炭块表面结焦的产生原因,并分析了阳极炭块表面结焦传统清理方法存在的问题,提出了阳极炭块表面结焦清理的新方法,重点介绍了阳极炭块大面及小头结焦的在线自动清理,阳极炭块碳碗结焦自动清理和船形阳极圆弧底角结焦的清理,结果表明,采用新清理方法具有重要的时效性,实现了阳极表面结焦的自动清理,保证了阳极外观合格率达99％以上。     

预焙阳极电解槽夹持式阳极导电卡具新技术的开发与应用

预焙阳极铝电解槽采用夹持式阳极导电卡具替代传统钢爪磷生铁浇铸阳极,基本可淘汰现有阳极组装车间主要设备,吨铝节电120kWh以上,通过实践应用证明完全可行．     

预焙阳极电解槽夹持式阳极导电卡具新技术的开发与应用

预焙阳极铝电解槽采用夹持式阳极导电卡具替代传统钢爪磷生铁浇铸阳极,基本可淘汰现有阳极组装车间主要设备,吨铝节电120kWh以上,通过实践应用证明完全可行.