金属铝冶炼铝电解槽用新型耐火材料
发布日期: 2016-01-03 00:00:00 阅读量(536) 作者:金属铝的冶炼必须在电解槽内完成。因此电解槽是铝生产的核心设备。目前窑闭式焙烧阳极电解槽应用最为广泛,并向大型化、长寿化、节能 发展。使用传统的耐火材料已远不能满足要求。
传统砌筑铝电解槽的方法是这样的:最外层是轻质保温砖衬,其次是耐火砖,在两层砖中间加一定厚度的Al2O3阻挡层,耐火砖上边是钢棒、阴极碳块、槽壁是碳块或碳质捣打料(详细情况如下图的左半部分)。传统砌筑方式使用过程中有如下缺点。
1、 冰晶石、氧化铝熔液通过阴极碳块缝隙渗透到耐火砖层,随着时间推移,又从砖缝处逐渐渗入Al2O3阻挡层,最后渐渐渗透到保温层。这样不但增大了导热系数,而且部分耐火砖、阻挡层Al2O3和保温衬砖逐渐熔入冰晶石熔体中。使液相增多,散热加剧,越靠外,这些熔体越容易固化,造成较大的体积收缩、裂纹,这样更加剧了熔体的渗透,导数系数就更大,更容易散热、固化、收缩、裂纹、渗透,形成一连串恶性循环,最终槽低材料成为一体,导致能耗增大,能源利用率大幅度下降,冰晶石损失加剧,最终拆槽困难。
2、 当阴极碳块下耐火砖中渗入大量冰晶石熔液后,碳块不但受电解槽内冰晶石熔体的侵蚀、渗透之外,同时还会受到下部冰晶石的侵蚀、渗透、若碳块下部温度在850℃左右时,来自下部的Na蒸汽也会沉集于阴极碳块之中,从而逐渐加大阴极电阻,使电耗进一步加大;这些钠盐在阴极中越集越多,这样使阴极碳块的热稳定性、体积稳定性越来越差,裂纹加剧、电解柄寿命终结。
3、 用传统方式筑槽由于冰晶石熔液的不断下渗,来自下部压力不断增加,极易造成槽底碳块上浮,这样:一则槽壳受压变形,二则阴极钢棒与碳块接触面积减小,发热增大,造成钢棒严重受损,致使一代寿命终结。
上述三个原因造成了电解槽保温差、能耗高、寿命短、拆槽难。这是传统的耐火材料和施工工艺导致的必然结果。
近年来不定型耐火材料的迅速发展,为铝电解槽的节能、降耗、长寿找到了一条切实可行的途径,我们公司和洛阳、郑州等行业专家共同探讨、研究,开发了新的电解槽用耐火材料。
新的铝电解槽用耐火材料(在保证碳块质量的同时)应具备能形成新的阻挡形和保温层。
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