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.     

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。     

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。     

全石墨质阴极磷生铁浇铸铝电解节能技术工业试验研究

为实现铝电解节能降耗,某企业采用全石墨质阴极和高导电阴极钢棒磷生铁浇铸方式来降低炉底压降,降低电解槽内水平电流来提高电流效率,同时优化电解槽的内衬结构、电压平衡和能量平衡等方面来匹配全石墨质阴极电解槽低电压高效运行。在某企业300kA系列电解槽进行全石墨质阴极铝电解节能技术工业试验,结果表明全石墨质阴极铝电解节能技术试验槽阴极压降可稳定保持在200-220mV,较50%石墨质阴极电解槽低40-50mV。正常期全石墨质电解槽较50%石墨质电解槽平均电压降低69mV,电流效率提高1.29%,吨铝直流电耗降低521kWh/t-Al,能耗大幅降低。     

阴极炭块材料对铝电解槽电热场影响的研究

阴极炭块材料的选取与铝电解槽的经济效益密切相关。以某180 kA级铝电解槽为例,采用有限元分析软件ANSYS建立电热场数学模型,分析比较了半石墨质、半石墨化和石墨化三种阴极炭块材料对电解槽电热场的影响。结果表明,上述三种情况下的阴极炭块欧姆压降分别为0.286 V、0.226 V和0.142 V,总散热量分别为333 kW、339 kW和346 kW,采用石墨化阴极炭块的节能效果最好,而半石墨化阴极炭块次之。     

半石墨化阴极碳块在135kA大型铝电解槽上的应用

半石墨化阴极碳块应用在135kA大型铝电解槽上,可使阴极电压降降低48mV、节约了电能,并提高了电解槽的使用寿命,实践证明,半石墨化阴极碳块是较好的阴极材料。     

铝电解槽用石墨化阴极材料分析

石墨化阴极材料的好坏直接影响着铝电解槽的稳定性,并且提升电解槽的生产效率和使用寿命。因此,本文针对铝电解槽用石墨化阴极材料的相关的内容,进行了分析和阐述,其目的就是保证电解铝槽的生产质量,促进其行业的发展进程。     

二硼化钛石墨阴极降低铝能耗

美国研究人员在传统的霍尔 -埃罗电解槽中采用二硼化钛石墨阴极 ,结果使生产原铝的能耗降低了 2 0 %左右 ,从而节约了生产成本。二硼化钛石墨阴极的主要优点在于能减小阴极与阳极之间的电压差。在霍尔 -埃罗电解槽中 ,铝融体起阴极作用 ,由于电磁效应与流体动力学作用 ,使铝融体池产生波动 ,融体表面不稳定。这种不稳定可造成电解槽短路 ,从而使阴极与阳极间形成较高的电压差 ,导致电解槽的能源效率较低。而二硼化钛石墨阴极可被铝融体湿润 ,在阴极上附着一层铝水 ,并滴入收集盘内。这样 ,铝融体表面比原来平稳得多 ,同时阴极与阳极间的间隙…     

采用二硼化钛石墨阴极能降低电解铝的能耗

美国研究人员在传统的霍尔—埃罗电解槽中采用二硼化钛石墨阴极,结果使生产原铝的能耗降低了20%左右,从而节约了生产成本。二硼化钛石墨阴极的主要优点在于能减小阴极与阳极之间的电压差。在霍尔—埃罗电解槽中,铝融体起阴极作用,由于电磁效应与流体动力学作用,使铝融体池产生波动,融体表面不稳定。这种不稳定可造成电解槽短路,从而使阴极与阳极间形成较高的电压差,导致电解槽的能源效率较低。而二硼化钛石墨阴极可被铝融体湿润,在阴极上附着一层铝水,并滴入收集盘内。这样,铝融体表面比原来平稳得多,同时阴极与阳极间的间隙变得很窄,使两极…     

燃气焙烧启动技术在石墨化阴极电解槽的工业应用与分析

燃气焙烧启动技术和石墨化阴极技术是当前电解铝企业面对国家阶梯电价政策要求下全面降低电能消耗的首选技术。通过分析燃气焙烧启动技术优势和石墨化阴极特性,指出了石墨化阴极电解槽采用燃气焙烧时需要提高焙烧温度、调整升温策略和延长焙烧时间等技术措施,并在2台400 kA电解槽上进行了工业应用,达到了启动后无渗漏现象,在平稳运行6个月的时间内,炉底压降可以稳定保持在185 mV以下,吨铝直流电耗为12 269 kWh,达到了行业较好水平。     

240kA铝电解槽综合节能技术的应用

优化升级铝电解槽控制系统;使用新型电解槽内衬结构如应用分段式高导电率阴极钢棒、电解槽内保温、冷捣糊、30%石墨化阴极炭块等技术;优化阴极组装检测方法和改进预焙阳极外形结构;从而使240 kA铝电解槽运行更加稳定,达到了电解槽节能降耗的目的。     

300 kA大型电解槽阴极新材料的应用

对我国伊川电解铝厂300 kA大型预焙槽进行大修时,采用了不同石墨质的碳阴极、振动成型TiB2涂层阴极和刷涂TiB2涂层阴极等新材料,通过研究电解槽启动后一段时间内不同阴极材料的炉底电压降、电阻随时间的变化关系和铝液中Ti含量的变化规律等,寻找综合性能较佳的阴极材料,使其可达到降低炉底压降,形成完好的炉帮,从而有效地提高槽寿命的目的.研究发现TiB2质量分数为30%的振动成型阴极碳块的阴极电压降和铝中Ti的质量分数均较低,分别为261mV和0.002 5%;认为采用全石墨化阴极和振动成型硼化钛涂层阴极可以节省电能降耗.     

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。     

400kA石墨化阴极电解槽技术条件的优化

对400kA石墨化阴极电解槽通过下述技术条件的优化后,电流效率达到90%以上,吨铝综合电耗控制在13 600kWh以内:保持低铝水平、处理炉底结壳、控制原材料调整电解质成分、降低锂盐含量及过热度、保持适当的分子比等。     

石墨化阴极365kA预焙阳极铝电解槽启动后期管理

通过对石墨化阴极大型预焙槽启动后期管理工艺的分析研究,总结提出适合350 kA以上大型预焙阳极电解槽的启动后期管理工艺思路.对某铝厂365 kA型石墨化阴极预焙铝电解槽进了启动后期管理的工业试验,考察启动后期电解槽槽况的变化、炉膛建立、生产指标完成情况等,对管理方案进行实验验证.指出启动后期管理中应避免的一些问题和方法.     

石墨化阴极365 kA预焙阳极铝电解槽启动后期管理

通过对石墨化阴极大型预焙槽启动后期管理工艺的分析研究,总结提出适合350 kA以上大型预焙阳极电解槽的启动后期管理工艺思路.对某铝厂365 kA型石墨化阴极预焙铝电解槽进了启动后期管理的工业试验,考察启动后期电解槽槽况的变化、炉膛建立、生产指标完成情况等,对管理方案进行实验验证.指出启动后期管理中应避免的一些问题和方法.     

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。     

240 kA铝电解槽新型节能阴极内衬结构的研究与应用

某公司采用的铝电解槽在低电压生产工艺下存在角部伸腿肥大、电解质水平偏低、换极后电压摆动偏多等问题,利用电解槽大修机会,通过选用异型阴极钢棒、高石墨冷捣糊,改进人造伸腿,采用磷生铁浇铸阴极钢棒炭块组装技术和新型内保温材料,对电解槽阴极内衬结构进行优化改进。改进后,新型节能阴极内衬结构电解槽炉底压降降低了39 mV,铝液电解直流电耗降低了249 kW h/t-Al,保温效果和节能效果显著提高,确保了铝电解槽在低电压生产工艺下的能量平衡和长期稳定运行。     

半石墨化阴极炭块在铝电解槽上的应用

山西碳素广和东北工学院联合研制的半石墨化阴极炭块在青铜峡铝厂80kA上插阳极电解槽上试用,经过20个月的测量,两台试验槽平均节电153kW·h/t·A1,电流效率提高1.19%,炉底电压降低56.5mV。分析了试验槽底衬结构及其节电原因,指出了应用半石墨化阴极炭块时应注意的几个问题。