全石墨化阴极在500 kA铝电解槽上的应用

本文对比了高石墨质阴极炭块与全石墨化阴极炭块的电阻率、热导率和钠膨胀率等理化性能，介绍了某铝厂500 kA全石墨化阴极电解槽的开发应用和生产实践，在阴极组和内衬设计过程中提出针对性优化措施，降低阴极压降和铝液水平电流，解决全石墨化阴极散热大的问题，并在工艺生产上提出以炉膛为中心的优化管理思路。长期的生产运行跟踪发现，全石墨化阴极电解槽在高效、稳定运行和节能降耗方面表现出明显优势，对新建或大修电解槽阴极炭块的选择和生产管理具有一定的参考意义。     

高石墨质阴极生产新技术研究

介绍了高石墨质阴极炭块的生产新工艺,详细研究了石墨加入量对产品各项理化指标的影响,对工业试验块性能指标进行了分析测试,结果表明用该工艺所生产的高石墨质阴极炭块完全满足大型铝电解槽的使用要求。     

铝电解槽用阴极炭块性能分析及应用

详细分析比较了石墨化炭块和高石墨质炭块的性能特点、技术指标以及对电解槽热平衡的影响,说明石墨化炭块更加符合电解铝行业的发展趋势。以某项目为例,进行了石墨化炭块和50%石墨质炭块的投资及收益对比分析。结果指出,由于槽寿命和节能的原因,在15年的技术寿命期内,石墨化比50%石墨质阴极方案要多收益40047. 3万元,经济效益明显。同时在试验槽的实际表现中,石墨化电解槽炉底压降稳定值要低于50%石墨质对比槽90mV以上,可以大幅度降低电解槽能耗,具有积极的推广意义。     

浅谈石墨化阴极炭块的发展现状及应用前景

正本文通过对国内石墨化阴极炭块理化性能指标的研究,以及通过其与高石墨质阴极炭块的对比,对石墨化阴极炭块在电解槽上应用时的优势、推广应用中存在的问题,以及应用前景进行了分析与说明,为电解铝节能生产提供了新途径。石墨化阴极炭块的背景经过了六十多年的发展,铝电解行业取得了令人瞩目的成就。截至2017年,国内电解铝在产产量为3227.3万吨,中国电解铝产能现居世界首位。目     

5kA级惰性阳极铝电解槽热平衡仿真

使用有限元软件Ansys仿真计算5 kA级惰性阳极铝电解槽的槽膛内形及热平衡情况.结果表明:过热度和侧部炭块类型对槽膛内形产生显著影响,过热度增加10 ℃,槽帮厚度减少约50%,伸腿宽度减少约30%;侧部炭块散热性越好,槽帮厚度和伸腿宽度越大;半石墨质类型的侧部炭块能够在保证形成满足要求的槽膛内形时降低热量损失,建议采用这类侧部炭块;采取一定措施后,采用半石墨质阴极和石墨化阴极的电解槽均能实现热平衡,石墨化阴极电解槽比普通阴极电解槽所需能量约多9%,但在热平衡时阴极底部等温线分布更合理.     

电解铝全石墨质阴极电解槽节电技改效果

介绍了本公司对300kA系列电解槽进行了技术改造,在保持原有槽型、母线配置、电解槽内衬中窄加工面及选用氮化硅结合碳化硅侧块及干式防渗料等优点的前提下,采用石墨化阴极炭块更换原有的半石墨质炭块以及优化槽密闭排风系统,达到节能降耗的目的。     

铝用炭素市场分析

铝用炭素主要分为炭素阴极和炭素阳极两大类。铝电解槽阳极有阳极糊和预焙阳极之分,前者用于自焙阳极电解槽,后者用于预焙阳极电解槽。阴极炭块又分为无烟煤炭块、半石墨质炭块、石墨质炭块和石墨化炭块。     

提高铝用阴极炭块质量的途径

根据铝电解槽破损的情况 ,以及电解槽的物理场对阴极炭块质量的要求 ,提出铝用阴极炭块在生产过程中 ,应采取的相应措施 ,使阴极炭块达到均质和高质量的要求 ,另外提出阴极炭块应在档次上达到新的高度 ,以适应大型预焙槽的发展和要求。开发高质量的半石墨质和半石墨化阴极炭块 ,才能提高电解槽的寿命 ,达到世界先进水平。     

铝用炭素市场分析

铝用炭素主要分为炭素阴极和炭素阳极两大类。铝电解槽阳极有阳极糊和预焙阳极之分,前者用于自焙阳极电解槽,后者用于预焙阳极电解槽。阴极炭块又分为无烟煤炭块、半石墨质炭块、石墨质炭块和石墨化炭块。     

铝电解槽炭阴极石墨化影响因素

普通无烟煤基阴极炭块在铝电解槽中使用４个月左右就石墨化。为了研究此石墨化机理,利用２０ｋＷ工频炭管炉进行了包括在炭素试样中添加ＮａＦ,Ｎａ３ＡｌＦ６,Ｎａ２ＣＯ３等并在炭素试样上通入直流电的试验。试验温度为１４００～１８００℃,提高温度的目的是为了加速炭素试样的石墨化过程;在高温下,Ｎａ２ＣＯ３能够与碳发生反应生成金属钠蒸气。试验结果表明,这些因素都能使炭素试样的石墨化度增大,都具有一定的催化作用。铝电解槽炭阴极的石墨化可能是由于氟盐、金属钠和直流电场综合作用的结果。     

半石墨质炭块在电解槽上的应用

半石墨质阴极炭块在电解槽上的应用，对降低炉底压降，降低电耗，提高电流效率都有显著作用，本文就半石墨质炭块的砌筑工艺和开展工业性试验进行了论述，并介绍所取得的经济技术效果。     

石墨质和石墨化阴极铝电解槽工艺参数统计与综合分析

通过某厂500kA电解系列的技术条件和指标数据,并结合该厂的电解质成分分析,对该厂两种槽型的电解槽(高石墨质阴极和石墨化阴极)极距变化进行了对比分析。结果表明:石墨化阴极电解槽的炉底压降保持稳定,相同电压下,极距和电流效率明显高于石墨质阴极电解槽。保持合理的极距既可稳定保持电流效率,又可降低直流电单耗,各企业应将极距的合理保持作为生产管理的重点,同时降低炉底压降和提高电解质的电导率是提高极距的最有效措施。     

铝电解槽用半石墨化阴极炭块的研制与生产

半石墨化阴极炭块由于整体经受了2000～2200℃的高温处理。因此与半石墨质炭块相比。具有石墨化程度高、电阻率低、抗钠侵蚀性能好等优点，同时也由于热处理温度低于2200℃。其机械强度、耐机械磨损能力比完全石墨化炭块大得多，因此，半石墨化阴极炭块是很有发前途的阴极材料。本文对无烟煤基及石油焦基半石墨化阴极炭块由实验室试制到批量生产、工业使用的全过程。从原料组成、成型方式、焙烧石墨化工艺等方面进行了综合论述。指出了石油焦基半石墨化阴极炭块是符合我国现在铝工业技术要求的优质阴极。     

提高铝用阴极炭块石墨含量或石墨化度延长电解槽寿命

针对中国铝电解槽寿命仅为国外先进铝厂槽寿命一半的现状 ,提出在目前普遍采用电煅无烟煤阴极炭块 (简称ECA炭块 )的基础上 ,进一步采用炭块中石墨含量更高或石墨化度更高的炭块。炭块石墨化度越高 ,其抗钠侵蚀性越高 ,可延长槽寿命至国外先进铝厂槽寿命水平 ,其导电性越好 ,可降低电耗和强化槽电流提高铝产量 ,从而大幅度提高铝厂经济效益     

铝用阴极的分类及其选择

综述铝用阴极的分类和目前工业上采用的普通炭块即无定形炭块、半石墨质炭块、半石墨化炭块和石墨化炭块的理化指标。国内外半石墨质炭块的区别在于:国内该炭块中骨料的石墨含量小于100％即电煅无烟煤加一定量的石墨,而国外把该炭块称为普通炭块并且要经浸渍和二次焙烧工序;国外该炭块中骨料的石墨含量为100％,相当于国内的天然石墨炭块或再生石墨炭块。惰性阴极处于试验阶段,整体自焙阴极早已为预焙阴极炭块代替。热煅无烟煤炭块在国外被电煅无烟煤炭块所代替,综合考虑节能、抗钠性和价格等因素,国内外铝工业选择阴极炭块的顺序为:电煅无烟煤炭块;半石墨质炭块;半石墨化炭块。     

铝电解槽用石墨化阴极炭块热物性测试的研究

对热物性测试方法——Angstroms法的测试原理进行深入分析和研究，针对实验模型和石墨化阴极炭块材料性能的特点，利用精密的电子仪器及先进的数据采集设备，设计开发了一套铝电解槽用阴极炭块热物性测定装置。实验采用的纵向周期热流法可以直接测定材料的导温系数，在已知密度和比热参数的情况下可以计算出导热系数。在20～300℃的范围内，测定装置操作方便、可行，数据可靠，测试精度较高。     

低温铝电解质体系对炭块的电解膨胀性研究

通过实验研究,探讨了含K盐低温铝电解质体系对各种炭块的电解膨胀率的影响.实验证实:低温电解质体系会使GS-3半石墨质炭块的电解膨胀率(吸Na、K)上升4倍;而当采用石墨化炭块时,石墨化炭块具有较好的抗电解膨胀性,低温电解质体系下的石墨炭块电解膨胀率为0.47%,与工业电解质体系下的GS-3抉相当,能够满足低温铝电解的工艺要求;刨炉炭块的测试表明.当电解槽在现有电解质体系下运行一定时间、吸Na稳定后,转换到低温电解质体系,对电解膨胀率没有显著影响;当电解质体系中KF含量在2%以下时,KF对电解膨胀率的影响不显著;炭问糊的电解膨胀率与GS-3块相近.     

高石墨质炭块骨料最大容重粒度配比研究

电解铝用高石墨质炭块生产过程中,骨料粒度组成对材料性能影响较大,按照颗粒尺寸分布及紧密堆积理论,采用Andreassen提出的连续尺寸分布的颗粒堆积方程,通过调节粒度分布系数(n值)的变化,计算出不同配料的粒度组成,并按照该数据进行高石墨质炭块骨料最大容重粒度配比试验,得到3种原料最大容重;结合粉料纯度及实际生产原料配比,得到粉料纯度33%、50%两类高石墨炭块各3组优化配方,其容重大小符合相关企业生产工艺需求。     

铝电解用阴极糊性能探究

正阴极糊的质量是影响电解槽效率以及寿命的重要原因之一。本文对铝电解用阴极糊的性能指标进行研究探讨,希望炭素生产企业进一步改善阴极糊配方及生产工艺,促进电解铝行业的发展。阴极糊主要用于填充炭块与炭块之间、炭块与电解槽之间和其他部位之间的缝隙,以及用于铝电解槽的垫层。阴     

应用新技术降低240kA铝电解槽电耗的实践

在240kA铝电解槽大修时应用了高导电性阴极钢棒、内保温、30%石墨阴极炭块、冷捣糊及优化阴极组装工艺等技术,经过了900多天的安全稳定运行,生产实践表明,优化的240kA铝电解槽内衬结构成功解决了该类电解槽低电压下能量不平衡的问题,实现了电解槽低电压下稳定运行,达到了高效节能的目的。