一种自焙炭块的导热系数

利用激光脉冲法、铜卡量热计法和浸渍法分别测定了不同石墨化度的自焙炭块的热扩散系数α、恒压比热容ｃｐ和体积密度Ｄｂ，并据λ＝Ｄｂｃｐα求出２００～１１００℃该炭块的导热系数λ。结果表明：原始自焙炭块的λ值随温度升高而增大，这可能是由于测试过程中石墨化度随温度升高而明显增加，且λ值与石墨化度成正比所致；恒温下，λ值随石墨化度增加而增大；在石墨化度较高时，λ值随温度升高而稍有降低。当石墨化度在０．７以上时，国产自焙炭块的λ值接近美国ＵＣＡＲ炭砖的值     

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。     

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。     

铁液在自焙炭块中的渗透过程

本文在１４５０和１５００℃下,对铁液在自焙炭块中的渗透过程进行了实验研究,利用ＥＰＭ观察并确定了各种条件下铁液在自焙炭块中的渗透程度,得到了渗透浓度与时间的定量关系ｈ＾２＝１１７７３Ｔ;结合渗透及流体流动理论,提出了一个渗透模型ｘ＝√εσｒ２μ;ｔ＾１／２及与渗透性相关的材料孔隙结构参数,文中还讨论了温度及石墨化度对渗透的影响。     

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。     

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     

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。     

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。     

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。     

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     

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。     

热模模压制取铝电解阳极炭块

采用热模模压法制备铝电解阳极炭块,并对制取的阳极炭块的物理化学性能进行测试。研究模压工艺和沥青添加量对预焙阳极炭块体积密度、抗压强度和抗氧化性的影响。采用扫描电镜对炭块的微观结构进行分析,对热模模压生产阳极炭块的机理进行探讨。结果表明：采用热模模压法生产炭阳极可使沥青进入石油焦颗粒的内部,并填充石油焦颗粒内部的气孔,从而减少预焙阳极炭块的气孔率,提高其密度。采用热模模压生产的预焙阳极炭块的体积密度为1．64～1．66g／cm3,比工业阳极炭块的体积密度增加0．08～0．12g／cm3,同时其抗氧化性能也获得妨大的辑高．     

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.     

提高铝电解槽寿命的措施之一——提高阴极炭块的抗热震性能

说明阴极炭块(简称炭块)抗热震性能概念及其表达式；炭块抗热震性能的重要性即炭块抗热震性能与铝电解槽寿命(简称槽寿命)的关系。提高阴极炭块的抗热震性能会提高或延长槽寿命；提出提高阴极炭块的石墨含量可提高阴极炭块抗热震性能。     

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.     

冲天炉铁水喷吹稀土粉的试验研究

以喷吹稀土硅铁合金粉剂,在铁水包中对冲天炉铁水进行球化,蠕化、变质处理,探讨生产条件下喷吹工艺对石墨形状、金相组织及材质性能的影响.     

深海石油工程装配件内置轮毂的铸造工艺

探讨了深海石油工程装配件内置轮毂的铸造工艺设计及熔炼过程中铁水成分和温度、球化和孕育处理的控制.铁水过滤、陶瓷管浇道、多次孕育除渣等措施保证了铁水纯净,改善了石墨形态和分布,极大提高了铸件综合性能.