铝电解槽炭阳极氧化掉渣裂纹掉块的危害和影响因素

# 42 # 轻 金 属 2002年第3期

铝电解槽炭阳极氧化掉渣裂纹掉块的

危 害 和 影 响 因 素

王平甫,刘凤琴,童春秋,宫振,李庆义,贾鲁宁,李广明

(1.郑州轻金属研究院,河南郑州450041;2.济宁碳素公司,山东济宁,272127)

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摘要:分析了阳极炭块氧化掉渣和裂纹掉块的危害,并按危害程序予以分类,根据我国实际情况指出四个主要影响因素;原料质量、骨料细度等配料工艺条件、焙烧工艺和电解槽技术条件。关键词:铝电解槽;炭阳极;氧化掉渣;裂纹掉块

中图分类号:TF111.52+2 文献标识码:B 文章编号:10021752(2002)030042

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2000年我国铝产量280多万t消耗碳阳极和阳极糊160多万t,在120多家铝厂和100多家铝用炭素工厂中,约有三分之一以上的工厂,时常被阳极碳

块在铝电解槽使用中发生氧化掉渣和裂纹掉块所困扰。一些阳极碳块常规指标很好,但在铝电解槽上应用,氧化掉渣和裂纹掉块严重。表1是青海铝厂和贵州铝厂1991年3~6月阳极碳块的技术指标和在电解槽中使用情况的比较 1 。由于原料的变化,同一工厂,同一产品,不同时期技术指标和使用情况有一定差异。严重氧化掉渣和裂纹掉块导致铝电解槽运行紊乱,甚至发生电解槽事故,使电能、物料消耗大幅度提高,电流效率急剧下降,甚至导致换阳极、停槽等。由于担心阳极氧化掉渣裂纹掉块,我国百分之八十以上的预焙阳极电解槽铝厂,阳极电流

表1 青海铝厂和贵州铝厂阳极

炭块技术指标和使用特性比较

项企业青海块贵州块

炭阳极技术指标密度g/cm31 521 49

强度MPa31 829 4

电阻率 mm2/m58 359 4

在电解槽使用情况

生成炭

电流效率电耗阳极故障

渣量

%kWh/t-Al块数

kg/槽日10 618 4

89 1187 16

1393714137

725

给全国铝厂和炭素厂造成的损失在数亿元人民币以上,仅阳极电流密度减少0 2A/cm2(2%~3%)这一项,全国每年就少产铝约5~6万t。

1 阳极炭块氧化掉渣裂纹掉块的危害

现代中心点式连续加料预焙阳极电解槽,每约2min,自动打壳加一次氧化铝,每日固定时间抽出铝液,每24~28d更换一块阳极。电解铝生产是无渣冶炼,正常生产中在炭阳极周围的电解质中极少有炭渣和碎阳极块。图1为阳极炭块在铝电解槽中工作状况。

所谓炭阳极氧化掉渣和裂纹掉块是指电解槽运行中阳极炭块底部和侧部等不断有炭渣和碎阳极块脱落,阳极残极因严重氧化而!发软 裂纹掉块等。正常的残极发硬,几乎与未使用的阳极相同。阳极炭渣的直径从1 m到十几mm不等。十几mm以上甚至几十cm以上的称为碎块。炭渣碎块脱离阳极失去了电化学作用力,不再排斥电解液,它们进入电解液并被其浸透,悬浮于电解液中。炭渣碎块脱离阳极,不仅增大了炭耗,更重要的是破坏了电解生产正常的技术条件,改变了电解质的导电性和表面张力等特性,改变了阳极电流密度,严重危害铝电解生产的正常运行,甚至导致阳极事故及停槽。

密度在较低的范围(低于0 72A/cm2)运行。据作者统计,每年因铝电解槽阳极氧化掉渣裂纹掉块问题

收稿日期:2001-07-02

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