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材料冶金
铝电解槽焙烧方法的评价标准
来源:选矿技术网2017-04-128498

    任何从技术角度对焙烧方法进行评价,目前并无统一的标准和指标,一般可从以下六个方面进行评价:

    一、升温速度的可控性。平均升温速度一般不应超过20℃/小时,最大升温速度不应超过50℃/小时。在焙烧温度300-600℃范围内,升温速度应控制在10℃/小时或更小。

    二、焙烧过程中阴极表面的温度分布。显然,温度分布愈均匀愈好。一般要求其相对标准偏差小于10%。焙烧结束时阴极表面没有温度超过1000℃的“热点”。

    三、焙烧过程中的垂直温度梯度(从阴极炭块表面直到保温层中)。目前缺乏定量数据。一般要求焙烧结束时这一温度梯度应尽量接近电解槽正常生产时的温度梯度。

    四、焙烧结束时阴极表面的平均温度。理想情况是这一温度应尽可能接近电解槽正常生产时电解质的温度(950-970℃),以避免灌电解质时产生热冲击。

    五、阳极电流分布。这是用焦床法焙烧预焙槽时的一个重要考查指标。一般要求阳极电流分布的相对标准偏差小于15%,最好小于10%。

    六、阴极电流分布。这是用焦床法焙烧电解槽时的另一个重要考查指标。其对预焙槽的要求与阳极电流分布一样,即其相对标准偏差应小于15%,最好小于10%。对自焙槽来说,阴极电流分布的相对标准偏差应小于20%。

    从操作和经济角度来讲,当然是以简便和成本低为好。其中简单易行仍是目前多数铝厂在选择焙烧方法时所考虑的最重要的因素之一。

    焙烧的升温曲线应主要根据填缝糊的特性来制订。这是因为填缝糊在焙烧过程中发生大的化学和物理变化(主要由粘结剂煤沥青的炭化引起),而已经过高温处理的阴极炭块和侧块只有较小的物理变化。影响填缝糊烧结质量的关键温度区间为200-500℃,在这一温度范围内的升温速度必须缓慢。升温速度过快,沥青的分解和挥发速度也加快,分解和挥发量增加,填缝糊的裂纹增多增大,机械强度下降。这是导致电解槽寿命短和操作困难的主要原因之一。由于焙烧过程的升温曲线通常是以阴极炭块的表面温度为准,而填缝糊的温度滞后于阴极炭块的温度,故实际焙烧过程一般从300-350℃开始才降低升温速度。应当指出的是,一般来说填缝糊的温度滞后于炭块的温度是有利的。因为这意味着填缝糊能较长时间地保持塑性,从而有利于消除焙烧过程中产生的膨胀应力。

    这有一点需要指出的是,阴极炭素材料虽属脆性材料,但如缓慢施加应力(负载),却呈现出相当大的韧性,这也是应控制升温速度的一个重要原因。

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