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    碳陽極質量對鋁電解生產的影響

        碳陽極作為鋁電解槽的心臟,其質量和工作狀況對鋁電解生產是否正常及電流效率、電能消耗、產品等級等經濟技術指標影響十分巨大。

        1.陽極故障

        電解槽故障中有70%發生在陽極。電解槽經常出現的陽極故障(病狀)有:陽極局部過熱、電流分布不均、陽極掉塊、陽極“長包”、陽極裂紋斷層、陽極塊脫落、大量炭渣落入電解質使其含炭、阻極四周氧化燃燒和陽極傾斜等。這些故障主要是由預焙陽極質量問題和電解作業操作不當引起的。

        (1)陽極掉塊(脫鉤)。預焙陽極因磷生鐵澆鑄不牢或陽極炭碗缺陷,使用時因受熱膨脹,會發生陽極炭塊與鋼爪脫離的現象。發生此種現象時,需從電解槽中撈出炭陽極,更換新的預焙陽極。陽極炭塊出現大裂紋時,也會裂開掉塊。

        (2)陽極長包。由于預焙陽極內部質量不均勻,在使用過程中電解消耗速率不同步,從而造成炭陽極下表面局部凸出的現象,稱為陽極長包。如發生此種現象需取出陽極,砸掉陽極炭塊下面的長包后,該陽極可繼續上槽使用。

        (3)陽極裂紋。預焙陽極因成型或焙燒等原因,有時會有橫向或縱向裂紋。一般來說,對陽極澆鑄前發現裂紋的陽極炭塊,都不進行澆鑄;在電解槽上使用過程中發現陽極裂紋時,需取出更換新的預焙陽極。

        故障發生,破壞了電解槽的正常生產技術條件使電解槽出現紊亂狀況:電壓擺動、電壓升高、鋁水滾動、電解質表面不結殼、電解槽局部不導電、不工作,引起電流效率急劇下降、直流電耗及原材料單耗急劇上升、電解槽操作困難、鋁品位下降等惡劣后果,甚至導致停槽。

         2.對槽溫和電流分布影響

         各類陽極故障時鋁電解槽的“急性癥狀”,嚴重影響電解槽經濟技術指標,已如前所述。陽極質量不好引起的慢性病癥,它使得陽極和電解槽的溫度過高、電流分布不均勻,同樣也嚴重影響鋁電解槽的經濟技術指標。

        鋁電解槽通過的電流高達幾十至幾百千安,陽極電阻率和陽極導電距離、結構形式的變化,強烈地影響到電能消耗。陽極歐姆壓降所產生的熱量相當于一個30-100KW的電驢連續運轉,陽極各部電阻的變化不僅影響到能耗,而且影響到陽極和電解槽工作溫度,從而對電流效率產生巨大影響。,如果將炭陽極的電阻率由75μΩ.m降為50μΩ.m,噸鋁殼節電500KW.h。另外落入電解質中的炭渣也影響電流效率和電耗。研究表明電解質中炭渣含量為0.04%可以使電流效率下降1%;若電解質中含炭渣1%,則可使電導率下降11%。

        碳陽極與空氣和二氧化碳的氧化反應,占炭陽極消耗的20%以上。此反應是選擇性的,它與陽極質量、陽極工藝、電解槽設計和電解操作關系極大。

        碳與空氣的反應,對鋁電解槽引起兩大危害。一是該反應為放熱反應,引起陽極的槽溫升高;溫度升高,在空氣流通時會使反應加速,形成惡性循環,不僅使碳耗增大,而且影響電流效率;二是該反應選擇性氧化,引起大量炭渣脫落,進一步危機電解槽的各項技術經濟指標。
     
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