预焙阳极表面氧化因素探讨

预焙阳极表面氧化因素探讨

谢志远

济南海川投资集团有限公司 山东省济南市250400

摘要：铝电解槽预热阳极以油焦和沥青焦为骨，煤沥青作为粘结剂制造，用作预热铝电解槽中的阳极材料。这是铝电解槽的心脏。阳极电压降占电解槽电压降的10%至15 %，阳极消耗的高成本约占合并成本的12%，是企业技术人员面临的主要问题。本文深入分析了500kA大型预热容器中使用的阳极外观，结合实际生产，优化阳极外观，进一步降低阳极消耗，实现企业效率的提高。由于外观结构直接影响电解槽中的电力、温度场及其分布(即电压和热量的平衡)，从而影响电解槽的能耗、电流效率和阳极消耗指标，因此优化阳极结构的大小非常重要。

关键词：预焙阳极;焙烧;氧化

引言

焙烧是一种工艺，在空气绝缘条件下，粗阳极在一定的加热速率下进行高温热处理，在一组物理和化学性质符合铝电解使用要求的干材料中形成粘结剂(沥青煤)。随着铝电解公司对预热阳极表面质量要求的提高，预热阳极氧化要求高于YS/T285-2012铝电解预计算阳极外观质量要求，产品 50%氧化的木炭部分也用于铝材选煤厂，表面氧化的木炭部分可能会增加电解槽中的渣数，木炭碗中的氧化也会引起脱氧阳极等问题 有效控制预焙烧阳极氧化的数量和程度是网格制造过程面临的一个问题。

1焙烧生产工艺介绍

原阳极由输送者送到焙烧车间，由原煤集团站分为6组，多功能机组形成的原阳极组装时放入焙烧炉。保护支座填充材料的安装和安装由多功能面板完成。生阳极氧化炉采用开放式炉制，每个炉制6室，迁移周期为28-40小时，每个炉制8箱材料，尺寸为5100毫米(长)x ×800毫米(宽)x ×6020毫米(深)，每个炉制3层将炉室与粗阳极木炭连接到燃烧系统，燃烧系统将火道温度提高到1180℃，整个加热过程由计算机控制。加热后炉室冷却后，温度逐渐降低，木炭温度冷却至200℃以下，炉外运行完成，将粗阳极放入炉室后，应在周围和周围填充保护环境填充材料燃烧系统在负压条件下工作，充填材料中的焦粉和在轰鸣过程中泄漏的粗阳极挥发，从消防通道壁的裂缝进入消防通道，并在消防通道中燃烧。焙烧工艺主要分为低温预热阶段、挥发后处置阶段和焦化阶段、高温阶段和冷却阶段。

2预焙阳极外观结构对炭渣形成的影响

当室温预焙烧阳极炭块被浸在电解槽中的高温电解槽所取代时，可能会在阳极表面和某一深度的材料之间造成裂纹和空气孔。这些裂缝和裂缝是由于释放应力的不平衡和材料的脱氧过程造成的。当预焙阳极温度在电解槽中逐渐稳定在24小时左右时，电解槽中预焙阳极的梯形分布温度稳定，但热膨胀力仍在释放，裂纹和空穴仍在产生和扩散，且仅当温度在移动电解槽和高强度电磁场的外力作用下，这些外力克服了产生裂纹的材料的抗拉强度，从而使裂纹、空穴、出血边、有较大裂纹的散装材料与阳极碳体分离重力部分是斜接角，在外观设计中以直角设计，而右角是应力相对集中的位置，预焙阳极整体结构中的力相对较弱，电极移动后斜接部分上的轻微外部应力是 而煤渣和分离的散装材料与预焙阳极体分离，失去的导体不再参与电解液反应，从而增加了电解煤的消耗，落在电解液中的渣和散装材料增加了电解液的粘度。

3预焙阳极表面氧化措施

3.1改变石油焦的混配方式

钒对阳极和氧的反应具有很强的催化作用，阳极粘附基(粉末和粘附沥青的混合物)的表面积比骨头大得多，因此阳极粘附基比颗粒更容易氧化。粉末含钒量高时，粘结基材容易氧化和腐蚀，导致骨料失去连接和脱落。反之，粉末中的低钒含量更有利于提高阳极反应能力。因此，该公司通过生产试验证实，在相同条件下，所有钒含量的低钒粉末所产生的阳极明显优于高钒粉末所产生的阳极。在此试验的基础上，该公司改变了混合石油的方法:将两种不同含钒的石油焦分别从煅烧和贮存中分离出来，只使用低含钒的石油焦研磨成型工艺，使用两种石油焦制备骨料，两种石油焦的混合比不由于采用了新的混合方法，特别是通过提高低钒化合物基底的抗氧性提高了阳极在空气中的反应率，阳极在空气中的反应能力大大提高。

3.2填充料的选用不合适引起的炭块氧化

粗阳极在轰鸣过程中的挥发通过火路壁的垂直接缝进入火路，因此火路中的空气不可避免地接触到材料箱中的填充材料，产生填充材料的氧化。在正常情况下，阳极通过部分充填材料的氧化得到保护，但由于诸如消防通道壁变形和充填材料颗粒尺寸等因素，木质煤充填材料的保护程度降低。目前填充材料主要使用三种原料:煅烧、热解和残留物。(1)焦炭由于成本较高，用作填料的材料较少。但烹饪后，焦炭本身的灰分含量较低，多功能机组在焙烧过程中收集的粉末可以混合成为生产模具所需的粉末，进入新生产线。(2)金属焦炭由于其本身的高灰量、高消费量、冷量和湿度特性，在购买时考虑到使用后颗粒尺寸要求的增加，在没有干燥和混合的情况下直接使用。(3)残留物较少用作充填材料，与铝厂有关的碳酸盐厂使用残留物作为充填材料。粒径符合冶金焦化，但残留物作为填充材料有优点和缺点。优点是能耗低，有利于成本控制，缺点是预焙阳极表面较粘硬，增加了清洗难度。无论用作填充材料的原料是什么，粉末工艺都在进行中，必须正确填充颗粒填充材料，以降低填充材料中的细粒比例，过多的细粒会引起木炭温度下降、火渠壁焦炭等问题。

3.3残极上线前严把清理关

①解决预焙阳极地板手掌清洁问题。自制全自动残极地板整理器，彻底清理残极鞋底，有效减少预烘焙阳极中残极和微量元素的带入。②残留表面清洁方面。加强钢爪抛丸机的应用，及时清理网上钢爪的氧化皮。专人检查残留极表面电解质及钢爪表面氧化皮清洁情况，表面应无白色电解质残留物，并对不清洁的直接退货电解进行二次清理，直至合格为止。③合理调节磷生铁注入速度，减少铁渣的飞溅，安排专人清洗事先烘焙阳极表面的磷生铁。④要求电解工厂组装的钢爪精细度超过80%。另外，及时校正变形后的钢爪和导杆，合理调整人选铁成分，保证规定范围内预烘焙阳极的质量，消除电解池内的极端火锅，影响铁含量。⑤合理的控制比率。残剧要均衡配给，配给量要严格控制在18%以内。⑥保证剩余极压离线后皮带传送带炼铁机和后式炼铁机的沉降运行。

结束语

在预焙阳极焙烧生产过程中采取以下措施，可以有效地减少预焙阳极表面氧化的量和程度。也就是说，从填充物中分离块材料。清除箱子底部(画道墙那边)的体积。湿填充物干燥，与炉子里的填充物混合，填充物中1 ~ 6毫米颗粒比重80%为宜。加强炉房维护及变形严重的火道墙维修、提高覆盖层厚度等，有利于木炭表面的氧化控制。

参考文献

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