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。     

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.     

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。     

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     

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。     

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。     

中国与国外ECA炭块的差距及进展

比较国内外ECA炭块了解到 :中国ECA炭块的质量标准低 ,电阻率高 ,则炉底电压降高 ,即电耗高 ;ECA炭块中添加的石墨含量低 ,钠膨胀率高 ,铝电解槽 (简称槽或炉 )的寿命短。文中介绍了考察几个炭素厂看到的ECA炭块生产技术的进步。加之借鉴国外先进ECA炭块的某些先进经验 ,预计中国ECA炭块会在 2～ 5年内达到国际先进水平。     

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。     

铝电解槽燃气预热过程中阴极热应力场的数值模拟

本文采用有限元分析软件ANSYS建立了160kA铝电解槽半槽热应力场模型,并对铝电解槽燃气预热过程中的温度、位移与热应力分布进行了数值模拟研究.研究结果表明:燃气预热法能满足铝电解槽焙烧启动的工艺要求:阴极炭块两侧的位移呈对称分布,X方向、Y方向和Z方向上位移较大的区域分别位于炭块边部、中部及DE端炭块 附近.三个方向中,Y方向的位移最大,最大值为10.83mm;热应力集中的区域位于中央炭块下的阴极炭块与钢棒接触处,最大热应力为91.2MPa;数值模拟结果为铝电解槽的合理设计提供了理论依据.     

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     

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。     

浅谈摇篮式铝电解槽槽壳的设计及结构改进

介绍了摇篮式电解槽槽壳变形与强度计算方法 ,总结国内几种摇篮槽壳结构的特点 ,推荐采用船形或园弧形槽壳结构。降低电解槽槽壳水平推力值 ,需改变槽内衬材质 ,采用半石墨或石墨化阴极碳块及耐火防渗料。     

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。     

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.     

碳块与底糊连接强度的研究

碳块与底糊连接不牢是电解槽槽衬破损快的原因之一。铝电解槽安装和焙烧时的主要任务之一是获得高强度的炭缝,以使炭块与底糊的连接牢靠。用从焙烧后的底糊中拔出阴极炭块制的圆柱杆的方法,研究了炭块与底糊的连接强度(粘结系数K)。图1所示为试验装置的原理图。     

液压分裂机在铝电解槽大修刨槽中的应用

液压分裂机分裂力大、体积小、重量轻、操作方便。工作时无振动、无嗓音、无粉尘，在铝厂电解槽大修。拆除阴极炭块和炉村工作中，效果显著，效率高，环保好。本文论述了液压分裂机的工作原理，技术性能，使用方法及在电解槽刨槽中的具体应用及效果评价。     

万基铝业400kA电解系列的设计创新点与生产效果

沈阳铝镁设计研究院有限公司在设计万基铝业合金铝技术改造工程时,采用多项创新技术,包括全系列安装SY400电解槽、磷铁浇铸组装的石墨化炭块阴极、配套设计阴极组装车间等.本文阐述了本工程的设计创新点及生产实际效果.