阴极炭块在铝电解过程中的石墨化研究

对不同槽龄废阴极的电阻率、真密度和拉曼光谱进行研究分析,发现部分废阴极的电阻率可低至18μΩ·m左右,有的废阴极真密度可达2. 20g/cm3以上,废阴极拉曼光谱中的G峰和D峰强度比随槽龄延长而增大。研究表明,在铝电解过程中,阴极炭块发生了明显的石墨化现象。     

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。     

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。     

半石墨质阴极炭块应用的技术条件及效果

以半石墨质阴极炭块应用试验为例，论述半石墨质阴极炭块的优点、应用技术条件及效果     

浅谈石墨化阴极在铝电解槽上的应用

石墨化阴极以其优良的品质在铝电解工业上发挥着日益重要的作用.石墨化阴极的应用给电解槽的平稳运行创造了条件,提高了电解槽的生产率和电流效率,延长了电解槽寿命,降低了能耗,提高了原铝纯度.这些优势经过万基铝业新SY300系列6年的运行得到了充分的证明.     

石墨化和50%石墨质阴极炭块在500 kA预焙铝电解槽生产实践中的应用对比

本文对40台石墨化阴极炭块电解槽和40台50%石墨质阴极炭块电解槽在保持工艺技术条件一致的情况下包括日氟盐次数、日氟盐量、日下料量等一系列运行参数、三钢温度以及槽膛内型进行了生产数据收集。通过对以上数据进行经济技术指标对比分析,结果认为和50%石墨质阴极炭块电解槽相比,石墨化阴极炭块电解槽生产运行稳定、电流效率高、电耗低、寿命长以及应用性价比更高。     

异型阴极炭块与平底型阴极炭块的结构性能对比研究

针对国内某电解铝厂用异型阴极炭块出现的开裂现象,以异型阴极炭块为研究对象,平底型阴极炭块作为对比对象,结合材料力学基本原理和公式,对阴极炭块中间截面惯性矩和最大允许集中力进行建模计算。通过建立阴极炭块三维有限元分析模型,按实际约束情况加载,对阴极炭块中间截面的应力和变形进行模拟分析,得出应力和变形的分布规律。结果表明：相对异型阴极炭块,平底型阴极炭块X轴惯性矩增大48%,Y轴惯性矩增大16%,最大允许集中力增大31%,最大应力值约降低52%,为阴极炭块的设计和选型提供了理论依据。     

石墨化阴极工程消防系统设计

本文结合石墨化阴极项目设计中的经验和多个现场消防审查单位的反馈,分析目前标准阴极项目中主要车间的火灾危险物及其具体的解决方案。拥有统一的设计原则能够消除现场危险隐患,提高消防预警等级,使得石墨化阴极能够顺利投产。     

石墨化率不同的自焙炭块的热膨胀

采用精密垂直拉杆膨胀仪在１４～１０００℃范围内测量了具有不同石墨化率的自焙炭块的相对热伸长量，并由此获得了热线膨胀系数α。结果表明：石墨化率一定时，α值在较低温度下随温度升高而增加，在较高温度下，α值随温度变化不明显；恒温时，石墨化率越高，α值越低。讨论了单位热应力下的弹性模量概念     

石墨化度对自焙炭块性能的影响

在实验室制备了不同石墨化度的自焙炭块,并研究了石墨化度对自焙炭块的结构性质、高温冶金性能（包括恒压比热、热扩散率、导热性、热膨胀性、抗热震性）、抗铁水和熔渣侵蚀性能及铁水的渗透的影响。     

石墨化率不同的自焙炭块的热扩散率

采用激光脉冲加热及降温法测定了石墨化率不同的自焙炭块在２００－１１００℃范围内的热扩散率α。结果表明：一定温度下石墨化率越高，α值越高；石墨化率一定下，α值随温度升高而降低。文中还由实验结果讨论了自焙炭块的抗热震性指标Ｒ。     

硼化钛金属陶瓷复合材料涂层阴极炭块及其制备方法

一种铝电解槽用的硼化钛金属陶瓷复合材料涂层阴极炭块，硼化钛金属陶瓷复合材料涂层作为电解槽的工作面，其特征在于制备硼化钛金属陶瓷复合材料涂层的硼化钛金属陶瓷复合材料粉末配方重量百分组成是：Ti：60％～80％，C：6％～9％，Zr：1％～3％，B：15％～30％。制备硼化钛金属陶瓷复合材料涂层的步骤包括：制备喷涂用粉末，     

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。     

石墨化阴极在350 kA铝电解槽上的应用

在“双碳”以及阶梯电价政策的双重背景下,通过技术升级降低吨铝电耗成为电解铝企业生存和发展的“生命线”。国内某公司350 kA系列铝电解槽采用沈阳铝镁设计研究院有限公司铝电解节能技术进行内衬优化升级,取得了降低铝液直流电耗321 kWh/t-Al的节能效果,全部推广后预期节电约1.12亿度/年,减少CO₂排放约6.5万吨/年。     

半石墨化阴极在45kA电解槽上的应用

采用半石墨化碳块的45kA 电解槽,经两年的运行,电解槽生产平稳,电解槽阴极电压降降低80～100mV,吨铝电耗下降400kW·h。半石墨化碳块抗电解质侵蚀,破损系数和热膨胀率明显优于普通碳块。本文扼要地介绍了合肥铝厂与郑州轻金属研究所合作研究的工艺过程及应用结果。     

废阴极炭块在水泥生产中的应用研究

废阴极炭块是电解铝行业产出的废渣,由于其中含有大量的氟,多年来一直没能得到有效利用.作为燃料在工业生产流程中添加是一个很好的消耗废阴极的方法,基于这一想法进行了废阴极在干法水泥生产中添加的工业试验.本文对工业试验数据进行了研究分析,并提出了今后工业应用过程中应注意的问题.     

废旧阴极炭块的高温燃烧动力学

本文提出了一维结渣动力学模型,并用该模型研究铝电解槽废旧阴极炭块的高温燃烧动力学。研究了不同碳含量和温度对反应速率的影响,实验结果表明:在碳含量为70%~100%时,碳浓度变化对反应速率的影响符合0.46级反应;在温度区间为900~1080℃时,碳含量为72%的废旧阴极炭块活化能为2263.15k J/mol。动力学机理函数公式为1/αln|1-α|-1/α|1-α-αm|=βt     

阴极炭块浇铸工艺的优化研究

本文通过采用ANSYS软件模拟铝电解槽阴极炭块的不同预热温度,得到了炭块和钢棒的应力和温度分布情况。通过分析得出不同预热温度对阴极组的应力变化的影响规律,从而对阴极开裂现象和磷生铁浇铸工艺进行优化。     

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。