新型高石墨質鋁用陰極制品的研究.pdf

1、隨著鋁電解工業(yè)的發(fā)展，電流越來越大、從180KA到230KA、直到300-350KA，國外甚至達到500KA，電解槽大型化是鋁工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，電解槽的大型化對鋁用陰極的質量要求也就越來越高，對鋁用陰極的導電率、強度、孔隙度、真密度、灰份等等指標要求越來越嚴格，如何優(yōu)化各項指標，同時又能提高槽壽命是鋁用陰極制品的當務之急。 在電解鋁工業(yè)飛速發(fā)展的同時，我國的鋁用炭素工業(yè)也取得了較大的進步，主體生產(chǎn)企業(yè)的技術裝備水平已達到或接近

2、國際先進水平，但鋁用陰極制品工業(yè)也面臨著發(fā)展中的新問題，主要體現(xiàn)在三個方面：首先，國內(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、抗壓強度、電解膨脹率和國外先進陰極制品相比還存在差距；最后，電解槽壽命與國外先進水平比差距較大，我國的平均槽壽命為1000-1200天，而國外的先進水平在3000天左右。針對國際上先進的鋁用陰極制品的指標，特別是法國沙瓦公司的牌號為HC3

3、、HC5、HC10及G和K系列產(chǎn)品的先進理化指標、實際的使用效果和較高的槽壽命，從中受到啟示，公司從2004年開始進行高石墨質鋁用陰極制品的研究，本課題就來源于此次高石墨質鋁用陰極制品的開發(fā)項目。 因為石墨在導電、灰份、真密度及晶體結構等方面卓越的性能，給陰極制品工業(yè)很大的啟示，開發(fā)高石墨質、全石墨質、甚至石墨化陰極制品就成為鋁電解工業(yè)的一種趨勢。本科題2004年5月開始在我公司進行研究，首先進行的是理論研究、文獻查新、實驗室研

4、究、確定實驗用配方三個GS-5-1、GS-5-2、GS-5-3，然后進行了工藝適應性研究、工業(yè)性實驗，通過長達2年的研究，在我公司現(xiàn)有的實驗設備(容重試驗設備、抗鈉分析設備等)，并在現(xiàn)有生產(chǎn)設備：能煅燒到2000℃左右的電氣煅燒爐；破碎及篩分設備；2400升混捏鍋；涼料機；帶真空脫氣的3000T立搗臥壓成型機； 32室?guī)w環(huán)式焙燒爐；加工鋸床、銑床進行工業(yè)實驗，試制的三個配方產(chǎn)品平均檢測理化指標達到灰份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％，全面完成研制目標要求。 通過研究發(fā)現(xiàn)，在我公司炭素廠現(xiàn)有的工藝流程及設備基礎上，采用改質瀝青調(diào)質技術，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，可以使涼料更為均勻，更適宜于成型；超高溫煅燒技術，可以降低煅后煤的比電阻；超高溫焙燒技術，可以改善制品的電阻率理化指標。在不作半石墨化和石