【摘要】：針對(duì)制約硼化鈦惰性陰極于鋁電解槽上工業(yè)化推廣應(yīng)用涂覆成本高、涂層易剝離以及加熱固化難的技術(shù)難題,作者通過(guò)分析對(duì)比傳統(tǒng)硼化鈦惰性陰極于鋁電解槽上的工業(yè)化應(yīng)用研究情況并結(jié)合大型“靜流型”曲面陰極鋁電解槽的實(shí)際特點(diǎn),選擇等離子噴涂應(yīng)用試驗(yàn)方案和TiB2-C膠涂覆應(yīng)用試驗(yàn)方案進(jìn)行前期試驗(yàn)研究。通過(guò)采用上海大豪納米材料有限公司生產(chǎn)的DH-2080等離子噴涂設(shè)備制備炭塊基體TiB2涂層,獲得的TiB2涂層平均孔隙率12.23%,平均結(jié)合強(qiáng)度7.63MPa,平均顯微硬度817.6HV,常溫下平均電阻率0.108Ω·cm,涂層具有良好的試驗(yàn)工作性能,但在215#鋁電解槽上進(jìn)行噴涂試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),受電解車間環(huán)境、噴涂設(shè)備以及噴涂成本等因素的影響,目前還達(dá)不到工業(yè)化推廣應(yīng)用的要求。應(yīng)用TiB2(30%)、環(huán)氧樹脂(25%)、石墨粉(45%)、碳纖維(1%)及二乙烯三胺(1%)配制成的TiB2-C膠涂層經(jīng)加熱升溫固化及炭化制成的涂層,試樣表面平滑,涂層均勻,無(wú)氣泡與裂紋,開口孔隙率為13.21%,電解溫度下電阻率僅為0.4μ Ω·m,涂層與基體的粘結(jié)強(qiáng)度3.10MPa,涂層毒性較小,對(duì)工人身體傷害小,環(huán)保性能較好,具有良好的工作性能。在215#鋁電解槽涂覆進(jìn)行了一年的工業(yè)化試驗(yàn),試驗(yàn)槽電流效率提高了0.4%,爐底壓降降低了46mv,節(jié)約電能62787.6 kWh/年,產(chǎn)生直接增經(jīng)濟(jì)效益249406元/臺(tái)。在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中配套研發(fā)出了局部涂覆和全涂覆兩種涂覆方法以及電加熱式加熱固化裝置,獲得了完整的TiB2-C膠涂層,成功應(yīng)用在年產(chǎn)15萬(wàn)噸172臺(tái)300kA大型曲面陰極鋁電解槽上,建成了國(guó)際首條15萬(wàn)噸/年300kA具有硼化鈦惰性陰極涂層的新型陰極結(jié)構(gòu)鋁電解“高效、安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)�！笔痉渡a(chǎn)線。投產(chǎn)運(yùn)行兩年多以來(lái),創(chuàng)造了平均綜合鋁錠單位產(chǎn)品能耗12814Wh的國(guó)際領(lǐng)先指標(biāo),比國(guó)際先進(jìn)值13200Wh低386Wh,比標(biāo)桿參考值12847Wh低33Wh。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF821

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本文編號(hào)：2621036