新型高石墨質(zhì)鋁用陰極制品的研究.pdf

1、隨著鋁電解工業(yè)的發(fā)展，電流越來(lái)越大、從180KA到230KA、直到300-350KA，國(guó)外甚至達(dá)到500KA，電解槽大型化是鋁工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，電解槽的大型化對(duì)鋁用陰極的質(zhì)量要求也就越來(lái)越高，對(duì)鋁用陰極的導(dǎo)電率、強(qiáng)度、孔隙度、真密度、灰份等等指標(biāo)要求越來(lái)越嚴(yán)格，如何優(yōu)化各項(xiàng)指標(biāo)，同時(shí)又能提高槽壽命是鋁用陰極制品的當(dāng)務(wù)之急。 在電解鋁工業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)的鋁用炭素工業(yè)也取得了較大的進(jìn)步，主體生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)裝備水平已達(dá)到或接近

2、國(guó)際先進(jìn)水平，但鋁用陰極制品工業(yè)也面臨著發(fā)展中的新問(wèn)題，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：首先，國(guó)內(nèi)在鋁用陰極制品的研究方面跟不上鋁工業(yè)發(fā)展的步伐；其次，國(guó)內(nèi)陰極制品的電阻率、真密度、抗鈉侵蝕性能、抗熱震性、氣孔率、抗壓強(qiáng)度、電解膨脹率和國(guó)外先進(jìn)陰極制品相比還存在差距；最后，電解槽壽命與國(guó)外先進(jìn)水平比差距較大，我國(guó)的平均槽壽命為1000-1200天，而國(guó)外的先進(jìn)水平在3000天左右。針對(duì)國(guó)際上先進(jìn)的鋁用陰極制品的指標(biāo)，特別是法國(guó)沙瓦公司的牌號(hào)為HC3

3、、HC5、HC10及G和K系列產(chǎn)品的先進(jìn)理化指標(biāo)、實(shí)際的使用效果和較高的槽壽命，從中受到啟示，公司從2004年開始進(jìn)行高石墨質(zhì)鋁用陰極制品的研究，本課題就來(lái)源于此次高石墨質(zhì)鋁用陰極制品的開發(fā)項(xiàng)目。 因?yàn)槭趯?dǎo)電、灰份、真密度及晶體結(jié)構(gòu)等方面卓越的性能，給陰極制品工業(yè)很大的啟示，開發(fā)高石墨質(zhì)、全石墨質(zhì)、甚至石墨化陰極制品就成為鋁電解工業(yè)的一種趨勢(shì)。本科題2004年5月開始在我公司進(jìn)行研究，首先進(jìn)行的是理論研究、文獻(xiàn)查新、實(shí)驗(yàn)室研

4、究、確定實(shí)驗(yàn)用配方三個(gè)GS-5-1、GS-5-2、GS-5-3，然后進(jìn)行了工藝適應(yīng)性研究、工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)長(zhǎng)達(dá)2年的研究，在我公司現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備(容重試驗(yàn)設(shè)備、抗鈉分析設(shè)備等)，并在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備：能煅燒到2000℃左右的電氣煅燒爐；破碎及篩分設(shè)備；2400升混捏鍋；涼料機(jī)；帶真空脫氣的3000T立搗臥壓成型機(jī)； 32室?guī)w環(huán)式焙燒爐；加工鋸床、銑床進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)，試制的三個(gè)配方產(chǎn)品平均檢測(cè)理化指標(biāo)達(dá)到灰份3.17％、真密度2.04g/cm

5、<'3>、體積密度1.58g/cm<'3>、氣孔率20.06％、抗壓強(qiáng)度27.82Mpa電阻率22.8 μΩ m電解膨脹率0.52％，全面完成研制目標(biāo)要求。 通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在我公司炭素廠現(xiàn)有的工藝流程及設(shè)備基礎(chǔ)上，采用改質(zhì)瀝青調(diào)質(zhì)技術(shù)，可以提高析焦率和改善制品性能；霧化水直接冷卻涼料調(diào)控技術(shù)，可以使涼料更為均勻，更適宜于成型；超高溫煅燒技術(shù)，可以降低煅后煤的比電阻；超高溫焙燒技術(shù)，可以改善制品的電阻率理化指標(biāo)。在不作半石墨化和石