稀土电解槽阳极炭块材料对电场影响的数值模拟

以3 kA稀土电解槽为研究对象,采用有限元分析软件AYSYS WORKBENCH建立电解槽的数学模型,分析几种不同的常用阳极炭块材料对稀土电解槽的电场影响。结果表明,采用半石墨质,半石墨化和石墨化三种阳极炭块,其熔体电压分别是5.8575 V、5.7699 V、5.6791 V。综合计算表明,使用石墨化阳极材料可以降低成本,从而获得良好的经济效益。     

我国铝用阴极材料的生产及发展趋势

本文总结了我国铝用阴极材料的生产现状及发展方向。石墨含量为30%、50%的石墨质阴极炭块是我国铝用阴极炭块的主导产品,石墨化阴极炭块已在300KA、400k A电解槽系列上得到了工业应用,越来越多的电解铝厂采用了环保且易于施工并能保证筑炉质量的冷捣糊砌筑电解槽。本文提出我国大型铝电解槽铝用阴极材料的发展方向是:采用抗电解质侵蚀能力强、导热导电性能好的石墨化阴极炭块、高石墨质阴极炭块以及高质量环保冷捣糊。     

石墨化阴极炭块在400kA节能型电解槽上的应用

石墨化阴极具有良好导热性、高电导率、低电阻率、低钠膨胀率等特点,采用石墨化阴极炭块及其配套技术可以提高电解槽的磁流体稳定性,降低电解槽的阴极压降,延长电解槽寿命,为电解槽在低电压下稳定运行创造条件。本文详细阐述了铝电解槽阴极炭块的选择标准、石墨化阴极的特点和石墨化阴极炭块的工程应用实例。     

铝电解用高石墨质阴极炭块的应用分析及工业实践

前言Preface阴极炭块是铝电解槽阴极结构的主要组成部分,它在铝电解生产中既起着阴极导电体的作用,又可作为电解槽内衬材料。阴极炭块的质量直接影响着电解槽的使用寿命和电能消耗,因此国际铝业界十分重视高质量阴极炭块的应用。目前,西欧和北美以及其他地区应用最多的是含有电煅无烟煤50%70%和人造石墨30%50%的高石墨质炭块。而国内最广泛应用的半石墨质阴极炭块(指人造石墨含量小于20%的炭块)与之相比存在着较大的差距,这是造成我国铝电解槽平均寿命短以及其它经济技术指标偏低的主要原因之一。阴极炭块的现状及发展趋势Status quo of ca…     

铝电解槽石墨化阴极的性能分析及改善措施

铝电解槽阴极炭块作为电解槽的内衬和阴极导电材料,直接关乎到电解槽的使用寿命及生产指标,在电解铝生产中起到非常重要的作用。本文重点介绍了铝电解槽石墨化阴极炭块电阻率低、热导率高、抗热冲击性能高、钠渗透膨胀率低等主要特点,以及其在降低电解槽能耗、提高电流效率、延长电解槽寿命等方面的作用,并结合东兴铝业公司500k A电解槽实际情况提出该公司采用石墨化阴极后在炉底保温、筑炉质量、技术条件调整以及电解槽日常管理等方面的一些改善措施。     

石墨化阴极在400kA系列电解槽的应用

作为以电力、炭阳极、氧化铝为主力需求的高耗能电解铝企业,为积极响应国家“碳达峰,碳中和”战略目标,某公司率先通过技改措施以达到减碳降耗,采用高导电钢棒、高导电石墨化阴极炭块、强保温底层内衬材料等优化改造方案提高电能利用率,降低综合电耗。以400 kA系列铝电解槽为研究对象,探索石墨化阴极内衬在400 kA系列电解槽上的生产应用研究。石墨化阴极炭块相比石墨质阴极炭块具有更优良的导电性和导热性,可以提高电流效率和电解槽稳定性,阴极压降、平均电压、效应系数和交直流电耗明显降低,电解槽槽寿命亦有所延长,实现了电解槽内衬优化、节能降耗的目标。     

半石墨质阴极炭块在铝电解槽上的应用

通过对普通炭块的理化指标和半石墨质阴极炭块的理化指标的对比,介绍了在铝电解槽上使用半石墨质阴极炭块,有利于延长槽寿命,提高电流效率,降低炉底压降,节约电能。     

废阳极生产高石墨质阴极炭块新工艺

本项目开发了新的铝电解槽炭质内衬材料，采用废预焙阳极炭块为原料，利用快速石墨化的生产技术生产废阳极石墨碎，使用废阳极石墨碎、电煅煤和中温沥青等原料生产高石墨质阴极炭块。项目关键技术和创新点：     

石墨化阴极炭块的性能及在大型铝电解槽上的应用

介绍了我国自行研制开发的石墨化阴极炭块的技术指标及在300 kA铝电解槽上进行的工业试验.试验表明石墨化阴极可以降低炉底阴极压降90mV,提高电流效率1.5%以上,900天左右可收回所增加的大修成本,是大型铝电解槽筑炉内衬材料今后发展的主要方向.     

石墨化阴极炭块的性能及在大型铝电解槽上的应用

介绍了我国自行研制开发的石墨化阴极炭块的技术指标及在300kA铝电解槽上进行的工业试验。试验表明：石墨化阴极可以降低炉底阴极压降90mV，提高电流效率1．5％以上，900天左右可收回所增加的大修成本，是大型铝电解槽筑炉内衬材料今后发展的主要方向。     

异型阴极在350kA铝电解槽上的应用

通过对异型阴极在350 kA铝电解槽系列的应用,实现了电解槽低电压高电流效率的工艺控制,使吨铝直流电耗降至12 544 kW· h/t-Al.     

400kA高低块阴极结构铝电解槽焙烧启动工艺实践

针对异性结构阴极电解槽,从不同工艺的升温策略和操作步骤对阴极寿命的影响,工艺实施的复杂程度等方面进行了详细探讨,最终选择焦粒结合碎炭块作为阴极块处填充料,解决了异型阴极结构中电解槽焦粒焙烧的核心问题。经过对多台异型阴极结构电解槽焙烧启动的实践验证,该法对阳极和阴极均无损伤。     

铝电解槽阴阳极热力分析仿真研究

铝电解是高能耗行业,节能降耗一直是铝电解行业致力研究的课题。借助大型通用有限元分析软件ANSYS,建立铝电解槽阴阳极热结构模型,对铝电解槽阴阳极的热场、应力场进行了数值仿真研究,为降低阴阳极接触电压提供数据支持。仿真结果表明：铝电解槽阴阳极的高温部分集中在阳极炭块底部和阴极中部。而应力集中在阴极底部接触部分,应力最小的地方在阳极炭碗部分。     

高导电双钢棒在240 kA铝电解槽上的应用

通过对铝电解槽阴极体系的研究,形成了由高导电阴极钢棒、双钢棒、冷捣糊、阴极炭块组装工艺优化、内保温等组成的高导电双钢棒阴极技术。通过该项技术可降低钢棒电阻和阴极组装压降,从而降低电解槽炉底压降,减少电解生产水平电流,提高电流效率,达到增产降耗的目的。     

电解槽中无铝液进行电解时阴极表面炭的侵蚀与脱落

研究了铝电解槽阴极碳块表面在电解过程中被电解质侵蚀而脱落的情况,探讨了其被侵蚀脱落的机理。得出电解过程中当阴极没有铝液存在时,电解槽的阴极表面被电解质严重侵蚀并脱落掉渣。电解时测定不同极距下的槽电压,研究了不同电解质高度上的电解质熔体导电性能的变化,得出:电解开始时槽内电解质熔体的导电性能是均一的;电解一段时间后电解质熔体的电阻改变很大。这是由电解过程中有金属产物从阴极表面溶解,脱落的炭渣以及阳极气体在电解质熔体中的溶解等综合因素引起的。     

铝用炭素工业碳排放核算方法

铝用炭素材料是氧化铝—冰晶石熔盐铝冶炼生产过程中不可或缺的重要材料之一,分为铝用炭素阳极材料与铝用炭素阴极材料,其生产过程中造成大量二氧化碳排放,包括因物理化学反应造成的二氧化碳排放、燃料燃烧造成的二氧化碳排放,以及因能源消耗造成的二氧化碳排放。但现有文献中涉及铝用炭素工业碳排放具体核算的很少,在IPCC国家温室气体清单指南中亦未涉及铝用炭素工业碳排放核算。根据铝用炭素材料具体生产工艺过程中的物料衡算,以物料平衡核算法为主,分别对铝用预焙阳极、铝用石墨化炭阴极生产过程中的碳排放进行了核算,明确了相关核算公式,并选取相关典型数据进行了实际核算。     

电解铝节能减排实践探索

介绍了天泰铝业的"五低"生产工艺、新型阴极、穿孔阳极节能新技术以及取得的进步和成效。其综合交流电耗由2007年的14 644.9 kW·h/t-Al降至2012年的13 573.8 kW·h/t-Al。     

新型阴极在200kA系列电解槽上的应用实践

在对新型阴极的相关技术特点进行讨论的基础上,针对200 kA系列铝电解槽,就内衬结构的优化设计、焙烧启动工艺、后期及正常管理等相关技术进行了探讨。实践结果表明:良好的保温设计是新型阴极结构电解槽的关键;火焰-铝液二段焙烧工艺是较佳的焙烧-启动方法,该电解槽可在低电压状态下稳定运行,吨铝交流电耗平均下降662 kW·h/t-Al,节能效果显著。     

400 kA铝电解槽异形阴极炭块对阴极电压降的影响

传统阴极炭块顶部是平坦的,阴极铝液流动时几乎没有阻力。使用表面凸起的阴极炭块进行研究,目的是增加铝电解槽中铝液流动的阻力,起到减波和减少铝液流动速度的作用,以此降低水平电流密度、阴极电压和铝液流速,保障铝电解槽生产安全稳定。通过COMSOL软件进行模拟,发现随着阴极炭块表面凸起块数的增加,阴极压降和水平电流密度均呈下降趋势,其中阴极压降最大降幅为39.8 mV,水平电流密度最大降幅为2 087 A/m2,并对某铝厂400 kA铝电解槽使用异形阴极炭块后进行测试,测试结果与模拟结果一致。