阴极碳块的组装方法
发布时间 :2021-03-16 00:17:32 浏览: 149次 来源:网络整理 作者:佚名
阴极碳块的组装方法

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阴极碳块是指以优质无烟煤,焦炭,石墨等为原料制成的块。用作铝电解槽的阴极。它建在电解池的底部,也称为底部碳块。阴极碳块是铝电解槽的重要组成部分,有利于铝电解生产的节能和电池寿命的提高。

中文名

阴极碳块

外来名称

阴极碳块

原材料

使用优质的无烟煤,焦炭,石墨等

功能

用作铝电解槽的阴极

纪律

材料科学

替代名称

底部碳块

内容

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阴极碳块的特征

阴极碳块起着导电和形成电解池内衬的双重作用。铝电解的生产需要阴极碳块的耐高温性。耐熔融盐腐蚀,导电性和导热性好,机械强度高电解铝阴极炭块hg8868体育投注 ,抗热震性好和耐钠腐蚀的特性有利于铝电解的节能和延长电池寿命。 [1]

阴极碳块的类型

根据产品质量要求沙巴体育app ,原材料选择和采用的工艺条件,中国的阴极碳块基本上分为三类:普通阴极碳块,半石墨碳块和石墨碳块。

普通阴极炭块以无烟煤为主要原料,无烟煤在1250〜1350℃下煅烧。根据不同的生产工艺,将半石墨碳块分为两种类型。一种是高质量的高温电煅无烟煤,或者更多的石墨碎片,甚至所有的石墨碎片都用作聚集体。成型后的生坯仅经过煅烧(烘烤温度不超过1200°C),并且不再进入。石墨化炉的热处理,这种碳块称为半石墨碳块。另一种更易于石墨化的焦炭是骨料,将其焙烧,然后在1800-2000℃的温度下进入石墨化炉进行热处理。这种碳块称为半石墨(化学)碳块。前者具有较高的强度和硬度,而后者具有较好的导电性和整体效果。石墨碳块,以易石墨化焦炭为原料,其石墨化温度应达到2500℃左右。

半石墨碳块和石墨碳块之间的差异在于产物晶格的有序排列程度,即石墨化程度上的差异。产品的电阻率可用于指示石墨化程度。石墨碳块的晶格基本处于有序排列状态电解铝阴极炭块,电阻率小于15μΩ·m。半石墨碳块的石墨化程度低或仅部分石墨化,电阻率为15〜45μΩ·m。热处理温度在该过程中表示。半石墨碳块的最高热处理温度为约2000℃,石墨碳块的石墨化温度为2500〜2800℃。普通阴极碳块,电阻率50-60μΩ·m。石墨阴极碳块尚未在中国应用。

阴极碳块的组装方法

将阴极碳块和阴极钢棒结合为一体的过程。阴极碳块是铝电解池的重要组成部分。它直接用作阴极衬里和导电材料。它通过阴极钢棒与阴极母线相连,形成铝电解池的阴极电路。阴极碳块与阴极钢棒的组装过程,应尽可能降低它们之间的接触电阻。

通常有三种组装阴极碳块和阴极钢棒的方法。 (1)铸铁铸造方法。用熔融的磷生铁铸造它们之间的间隙并冷凝以使其一体化。(2)碳糊夯实方法使用称为钢膏的阴极浆料填充钢棒上的间隙。 (3)粘合方法。将阴极碳块和钢棒用碳胶或粘合剂粘合在一起。该粘合剂通常与石墨或金属粉末(铝)一起添加。铁或铁)以降低其接触电阻。在中国,铸铁铸造方法和捣固捣固方法很普遍。

阴极钢棒的横截面为正方形或矩形,并且横截面尺寸通常为115mm×115mm,130mm×130mm,130mm×65mm。具有方形钢棒的阴极碳块通常与单个棒组装在一起,即,将阴极钢棒组装在阴极碳块上。这种块主要用于容量为135kA或更小的电解槽中。容量为140kA或更大的大型预焙电解器通常使用横截面为130 mm×65 mm的矩形钢棒,并与双棒组装在一起,即在末端组装两个阴极钢棒阴极碳块。 (图片1)

组装前,必须将阴极钢棒除锈,例如洗砂,抛光等,以使其与密封介质紧密牢固地连接,以减小接触电阻。

生铁铸造方法有两种:水平铸造和垂直铸造。

(1)水平浇注方法。水平放置碳块,使燕尾槽朝上,并在槽的中央放置15毫米厚的磷生铁块。使用50%粘土和50%碳粉在燕尾槽的两侧放置直径为15〜20 mm的泥格栅,在燕尾槽中以150〜170 mm的间隔放置多个泥格栅,将阴极钢棒放入其中,干燥后,将碳在平底焦炉中处理,将木块和钢棒预热,然后倒入熔融的磷生铁,并用泥格条将其分段切割,并用黄色覆盖磷铁的表面。沙子;冷却,清洁并检查。

(2)垂直浇注方法。将阴极碳块放入矿坑加热炉中,将磷生铁块置于燕尾槽的末端,放进钢棒并固定其位置。用石墨密封燕尾缺口;预热碳块和钢棒,用磷生铁分批铸造,每节长约100-160毫米,每节间歇铸造10-15分钟;冷却;清洁和检查。

通过碳糊夯实法产生的阴极碳嵌段基团,在电解池的初始阶段,通过加热使碳糊软化以产生可塑性,从而可以缓冲由碳嵌段的热膨胀引起的应力。在电解池的初始阶段,捣固法的阴极压降为400-450mV,高于浇铸法的阴极压降(阴极压降为380-420mV)。半年后,随着正极浆料的进一步烧结,两者基本接近。 [2]

阴极碳块技术的发展

在1940年代,用碳浆捣实的整体式碳阴极开始被淘汰,并替换了由预烘烤的阴极碳块组装而成的碳阴极。 1950年代开始使用半石墨阴极碳块。自1980年代以来,半石墨阴极碳块和石墨阴极碳块已用于大型预焙电池中。近年来,一些大型的铝厂采用了石墨碳块。

惰性阴极碳块是近年来开发的新型阴极材料。除了碳材料的导电性亚博视讯App ,抗热震性和机械强度外,熔融铝对碳块还具有良好的润湿性。耐熔融铝和电解质的化学腐蚀。用于惰性阴极的合适材料包括碳化物(TiC),氮化物(NbN)和硼化物(TiB 2),而硼化钛是研究最多的物质。

硼化钛涂层碳块是由硼化钛(TiB 2),树脂胶和碳材料组成的混合物,与溶剂混合,最后加入固化剂搅拌均匀以制成涂层),可应用于普通碳块在基材表面上,涂层厚度为5-10毫米,在150-300°C下固化40-50小时,然后缓慢冷却,其特点是导电性好,提高了液体的润湿性铝制碳材料,膨胀率低它可以减少钠和电解质对储罐底部碳块的渗透和侵蚀,另一种方法是直接在碳块表面压制一层含TiB2的碳膏,然后将其与碳块一起烤。

参考资料

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