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    碳阳极质量对铝电解生产的影响

        碳阳极作为铝电解槽的心脏,其质量和工作状况对铝电解生产是否正常及电流效率、电能消耗、产品等级等经济技术指标影响十分巨大。

        1.阳极故障

        电解槽故障中有70%发生在阳极。电解槽经常出现的阳极故障(病状)有:阳极局部过热、电流分布不均、阳极掉块、阳极“长包”、阳极裂纹断层、阳极块脱落、大量炭渣落入电解质使其含炭、阻极四周氧化燃烧和阳极倾斜等。这些故障主要是由预焙阳极质量问题和电解作业操作不当引起的。

        (1)阳极掉块(脱钩)。预焙阳极因磷生铁浇铸不牢或阳极炭碗缺陷,使用时因受热膨胀,会发生阳极炭块与钢爪脱离的现象。发生此种现象时,需从电解槽中捞出炭阳极,更换新的预焙阳极。阳极炭块出现大裂纹时,也会裂开掉块。

        (2)阳极长包。由于预焙阳极内部质量不均匀,在使用过程中电解消耗速率不同步,从而造成炭阳极下表面局部凸出的现象,称为阳极长包。如发生此种现象需取出阳极,砸掉阳极炭块下面的长包后,该阳极可继续上槽使用。

        (3)阳极裂纹。预焙阳极因成型或焙烧等原因,有时会有横向或纵向裂纹。一般来说,对阳极浇铸前发现裂纹的阳极炭块,都不进行浇铸;在电解槽上使用过程中发现阳极裂纹时,需取出更换新的预焙阳极。

        故障发生,破坏了电解槽的正常生产技术条件使电解槽出现紊乱状况:电压摆动、电压升高、铝水滚动、电解质表面不结壳、电解槽局部不导电、不工作,引起电流效率急剧下降、直流电耗及原材料单耗急剧上升、电解槽操作困难、铝品位下降等恶劣后果,甚至导致停槽。

         2.对槽温和电流分布影响

         各类阳极故障时铝电解槽的“急性症状”,严重影响电解槽经济技术指标,已如前所述。阳极质量不好引起的慢性病症,它使得阳极和电解槽的温度过高、电流分布不均匀,同样也严重影响铝电解槽的经济技术指标。

        铝电解槽通过的电流高达几十至几百千安,阳极电阻率和阳极导电距离、结构形式的变化,强烈地影响到电能消耗。阳极欧姆压降所产生的热量相当于一个30-100KW的电驴连续运转,阳极各部电阻的变化不仅影响到能耗,而且影响到阳极和电解槽工作温度,从而对电流效率产生巨大影响。,如果将炭阳极的电阻率由75μΩ.m降为50μΩ.m,吨铝壳节电500KW.h。另外落入电解质中的炭渣也影响电流效率和电耗。研究表明电解质中炭渣含量为0.04%可以使电流效率下降1%;若电解质中含炭渣1%,则可使电导率下降11%。

        碳阳极与空气和二氧化碳的氧化反应,占炭阳极消耗的20%以上。此反应是选择性的,它与阳极质量、阳极工艺、电解槽设计和电解操作关系极大。

        碳与空气的反应,对铝电解槽引起两大危害。一是该反应为放热反应,引起阳极的槽温升高;温度升高,在空气流通时会使反应加速,形成恶性循环,不仅使碳耗增大,而且影响电流效率;二是该反应选择性氧化,引起大量炭渣脱落,进一步危机电解槽的各项技术经济指标。
     
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