半石墨质阴极炭块在铝电解槽上的应用

收稿日期：２００４—１２旬６ 作者简介：陈大雄（１９６６一），男，机械工程师。
万方数据
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［１］
性外，它还具有较强的的抗钠侵蚀性能。而铝电解槽的寿命 主要与阴极内衬的抗钠侵蚀性能有关。如果炭块的抗钠侵 蚀性能差，则它的钠膨胀率高，所造成的膨胀应力就大。用 作侧部炭块时半石墨质阴极炭块良好的导热性能使电解槽 的侧部散热好，有利于形成炉帮，减少侧部漏电，从而保护炭 块免受电解质的直接冲刷和侵蚀，即形成规整炉膛。因此，
１前言
铝电解槽内衬阴极炭素材料质量的好坏，直接影响着电
底的阴极炭块的理化指标见表１，普通铝电解槽侧部砌筑炭 块的理化指标见表２。
解槽的使用寿命和电能消耗。在铝电解生产中，阴极炭块和
电解质及液体铝直接接触并受到它们的冲刷，若阴极炭块质 量不高，就会增加金属内非金属夹杂物的含量，从而降低铝 产品的质量。同时，炭素材料的消耗量增加、维修次数增多， 致使劳动条件变坏、炉槽寿命降低、冶炼成本升高。可见，阴 极炭块质量的优劣，对电解生产的影响是很大的。
数等优点而受到广泛地重视，其实验室研究和工业试验均取 得了较大地进展。随着国内外对铝电解用阴极炭素材料研
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第２７卷第２期 ２００５年６月
甘肃冶金
ＧＡＮＳＵ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖ０１．２７
Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．。２００５
文章编号：１６７２—４４６１（２００５）０２ｍ５２旬２
半石墨质阴极炭块在铝电解槽上的应用
田小卫
（甘肃铝业集团责任有限公司，甘肃兰州７３００７９）
摘要：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。 关键词：半石墨质阴极炭块；理化指标；槽寿命；电流效率；炉底压降 中图分类号：ＴＲ２ｌ 文献标识码：Ｂ
给油次数：１３次／ｍｉｎ； 出油口数：ｌＯ个。
设计使用性能。在控制方面进行可编程技改，提高了设备产 能，杜绝了以往动作迟缓，灵敏度降低的缺陷。总之，对原有 设备的合理改造，可以提高设备的性能，又可以节约大量的 资金，为其他设备的改造提供了一条可行之路。 参考文献：（略）
ห้องสมุดไป่ตู้
４．３控制系统改造
重新铺设从操作台到液压站及润滑站的动力电缆和控 制电缆；根据控制需要在操作台内增添低压元件及扩展模 块；控制电压：Ｄｃ
成正比。 综上所述，要改善集中驱动桥吊的啃道现象，啃道时所 产生的侧压力可能由车轮车轮轮缘全部承受，也可能全部或 部分地由车轮踏面与轨道间的摩擦力承受。由于实际运行 中的振动，最可能的情况仍然是由轮缘全部承受。这时所产
这项轮缘附加阻力远远超过了正常的运行阻力，因此， 应当尽可能将车轮安装正确。在安装桥式起重机的车轮时， 尽量使车架两侧车轮的偏斜角最小，并且尽量使偏差方向相 反，以使所产生的侧压力互相抵消或部分抵消。同时，主动 轮的更换要保证直径误差尽量小，从而减轻啃道压力，提高
表ｌ
底部阴极炭块理化指标
２阴极炭块的理化特性
用于制作阴极炭块的炭素材料一般具有以下一些特性： （１）耐火度高。炭实际上是不熔化的物质，在３ ５００℃时 升华。（２）炭素制品是中性的耐火材料，具有很好的抗渣性。 但极易氧化，在较低的温度下遇氧会燃烧。（３）高温强度高， 耐磨性能好。（４）具有较高的导热性和导电性，以及小的热膨 胀性和良好的热震稳定性。（５）荷重软化温度高。在
３．２
半石墨质阴极炭块的特性及应用
半石墨质阴极炭块除了具有普通阴极炭块所具有的特
由于半石墨质阴极炭块的比电阻较低，自身产生的欧姆 热较小，而半石墨质阴极炭块的导热率又较大，使电解槽炉 底的热收入小于热支出，造成电解槽炉底易处于冷行程。特 别是当铝液水平过高时，炉帮伸腿易长，甚至产生炉底结壳， 炉底电压降有可能升高。因此，使用半石墨质炭块的电解槽 需要加强炉底保温。 参考文献：
２
等级显气孔率（％）
耐压强度（ｋｇ／ｃｍ２）
灰分含量（％）
３
３．１
半石墨阴极炭块的应用
半石墨质阴极炭块的理化指标
近几年，半石墨质阴极炭块以较低的比电阻和热膨胀系
ｋ蜀／ｃｍ２荷重下，软化开始点可达１ ７００℃以上。 铝电解槽使用的底部炭块与侧部炭块，一般是用８５％
～９０％的焦炭或无烟煤作原料，以焦油、沥清作结合剂在还 原气氛中烧成的。炭块的质量好坏除与工艺因素有关外，在 很大程度上取决于原料与结合剂的质量。普通铝电解槽槽
２４
Ｖ；电气控制方式由可编程序控制代替
原来的电磁继电控制，对各工位的动作进行编程。 ５
结语
经过改造，更换该设备关键运行部件，恢复了该设备的
收稿日期：２００５．０１—１３
作者简介：秦福建（１９７２一），男，汉族，江苏淮安人，机械工程师，工学
学士，主要从事设备管理工作。
万方数据
第２期
田小卫：半石墨质阴极炭块在铝电解槽上的应用
５３
究的深入，半石墨质阴极炭块正愈来受到人们的关注。半石 墨质阴极炭块的理化指标见表３，此指标适用于原料煤经电 阻炉高温热处理的半石墨化炭块制品。
弱，阳极气体的数量有所减少，这就相应地减少了溶解铝与 阳极气体的二次反应，减少了铝的损失，提高了电流效率。 另外，通过对国内外使用半石墨质阴极炭块企业的大量数据
生的附加阻力由式∞、⑩可知为： 阢＝２∞，Ｓ
旧 如果忽略运行阻力，根据力学原理，由于打滑，车轮与轨 道间必然产生摩擦力¨Ｐ曲（Ｐ。；。是较小的主动轮轮压），在另 一车轮上也产生一个相持相反的力，两个力构成一个力偶， 这个力偶与前后车轮侧压力ｓ所构成的力偶平衡。所产生 的侧压力ｓ的大小为：
传动效率，减少轮缘磨损，确保桥吊安全运行。 参考文献：（略）
沈泽方．铝电解［Ｍ］．中国有色金属工业总公司职工教育教材
编审办公室，１９８８．
［２］任风郁．半石墨质炭块在电解槽上的应用［Ｊ］．轻金属，１９９４，
１１．
收稿日期：２００４—１２毋６
（上接第４９页） 代人∞式得轮缘阻力系数：
∞ｙ＝ｐ
ｓ＝妒幽・ｕＫ
式中：Ｌ一起重机的跨度；Ｋ一起重机的轮距。 ∞
嗡
侧压力的大小与Ｌ／Ｋ成比例。当桥式起重机的小车在 跨度中央时，４个车轮的轮压大致相等，这时Ｐ。为最大值：
在电解槽上采用半石墨质阴极炭块有利于延长寿命。
与普通炭块相比，半石墨质阴极炭块具有较小的比电 阻，从而降低了炉底压降，如果保持相同的工作电压，则使极 距相对提高。在其他条件不变的情况下，极间距的增大加长 了溶解铝由阴极向阳极的转移过程，减少了铝液的浓度梯 度，降低了铝的扩散速度。同时电解液的循环和对流也会减
分析，采用半石墨质阴极炭块后，由于槽寿命延长，炉底压降
表３ 半石墨质阴极炭块的理化指标 明显降低，炉膛规整稳定性好，槽内电流分布均匀，使电解槽 的生产管理较为方便，电解槽能够多产铝，这也是电流效率 提高的一个原因。 槽底电压降是铝电解生产的一项重要指标。半石墨质 阴极炭块有着较小的比电阻，使得使用该炭块的电解槽的槽 底电压降即炉底压降较低。有试验表明，使用半石墨质阴极 炭块的电解槽的炉底压降比使用普通炭块的电解槽的炉底 压降低５６．４２ ｍＶ（第一年）。可见，应用半石墨质阴极炭块 是降低炉底压降和节能降耗的重要途径。
通常，ａ＝０．０６Ｄ，仙＝Ｏ．２，所以： ％一０．０５ 轮缘与轨道间的滑动速度为： ㈣
Ｐｍ＝（Ｇ＋Ｄ）／４ 这时侧压力也最大：
％＝＾∞＝棚觅－／２・∥Ｄ／２＝口何一ｏ．２４５口
蚴
Ｓ＝１．２Ｐ～＝０．３（Ｇ＋Ｑ） 所以由式㈢、旧得： ｗ？＝２×Ｏ．０５×０．３（Ｇ＋Ｑ）＝０．０３（Ｇ＋Ｑ）
⑩
∞
由式蚴可以看出，车轮的滑动速度与起重机的运行速度