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炭砖在铝电解槽中的应用

发布日期： 2018-12-18 09:45:29 阅读量（366）作者：

炭砖和石墨耐火材料除了在炼铁高炉、铁合金矿热炉、电石炉等窑炉上应用外，同时也是有色金属熔炼炉内衬的耐火材料。例如，铝电解槽内衬等就大量使用了碳质和石墨耐火材料。

通常，铝电解槽为矩形钢壳，内衬砌筑炭砖。电解槽中悬有一碳阳极，其碳质槽底为阴极。

对于铝电解槽阴极材料来说，需要具有良好的导电性，并能在高温(900~1000℃)下抗冰晶石、NaF和铝液的侵蚀。因此，铝电解槽阴极一般选用碳质材料。

由于铝电解槽槽底碳质材料的破坏主要是Na的渗入，其次是冰晶石的侵蚀(通过下述反应完成)：

3NaF·AlF3+Al=3Na+4AlF3 (1)

现在已经确认，Na的渗透随着碳阴极石墨化程度的提高而减少，所以铝电解槽阴极材料正在由原来的无定形炭砖向半-石墨化砖或者石墨化炭砖的方向发展。同时在碳阴极表面涂一层与铝液润湿性好而又不熔或难熔于铝液和冰晶石、导电性好的涂层(例如TiB2或者含TiB2粉的涂层)。

由于氧从碳阳极上析出，所以碳阳极氧化很快，损耗很大。为了使生产能连续进行，需要不断向自焙阳极顶部加入阳极糊(由沥青焦或石油焦与煤沥青组成)，靠直流电通过阳极导电和极间产生的热焙烧完成。除自焙烧阳极外，还发展了预焙阳极工艺。

过去，铝电解槽侧墙一直沿用炭砖。但由于侧墙炭砖损坏，降低了铝电解槽的使用寿命，影响了其正常操作的进行。为了不使侧墙炭砖氧化损坏，便选用SiC质耐火材料(砖)砌筑侧墙，其中包括高铝或者氧化铝结合SiC质耐火材料、氮化硅结合SiC质耐火材料、Si2N2O结合SiC质耐火材料、Sialon结合SiC质耐火材料和自结合SiC质耐火材料。SiC不会与Na3AlF6、AlF3、NaF或CaF:反应。其中，氮化硅结合SiC质耐火材料抗冰晶石侵蚀的能力高、抗氧化性好、强度高、电阻大，这不仅可延长电解槽的寿命，减少漏电，还可以大大减少侧墙内衬厚度，扩大电解槽的容积。