發(fā)布時(shí)間：2021-06-06 06:32

　　稀土電解槽破損問(wèn)題嚴(yán)重制約了我國(guó)稀土金屬電解工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展,在大量電解槽早期破損事故中,屢屢發(fā)現(xiàn)石墨內(nèi)襯先行失效,石墨內(nèi)襯作為電解槽薄弱環(huán)節(jié)及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)元件,其重要性不言而喻。因此探究石墨內(nèi)襯腐蝕破裂的機(jī)理,揭示其發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)石墨內(nèi)襯氧化腐蝕孔隙結(jié)構(gòu)演化過(guò)程及力學(xué)性能劣化規(guī)律,進(jìn)而采取相應(yīng)的措施減緩或防止腐蝕破裂,保證其結(jié)構(gòu)完整性和安全性,是實(shí)現(xiàn)槽壽命最優(yōu)設(shè)計(jì)和最佳管理的重要環(huán)節(jié)。本文以稀土氧化物-氟化鹽熔鹽電解體系稀土電解槽石墨內(nèi)襯破損過(guò)程的多場(chǎng)耦合效應(yīng)為切入點(diǎn),以多孔介質(zhì)氧化理論為基礎(chǔ),綜合利用實(shí)驗(yàn)、理論分析、數(shù)值解析等方法對(duì)石墨內(nèi)襯的破損行為進(jìn)行基礎(chǔ)性研究。具體研究思路是,利用顯微CT構(gòu)建一種稀土電解環(huán)境下石墨內(nèi)襯無(wú)損傷識(shí)別技術(shù),分析石墨內(nèi)襯微細(xì)觀結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律及其與擴(kuò)散性的響應(yīng),建立石墨內(nèi)襯氧化擴(kuò)散與孔隙結(jié)構(gòu)演化模型,并對(duì)氧化腐蝕作用下其力學(xué)性能劣化深入研究,以此建立石墨內(nèi)襯在氧化腐蝕損傷狀態(tài)下蠕變本構(gòu)模型及氧化腐蝕-應(yīng)力耦合損傷本構(gòu)模型。論文的主要工作與研究成果歸納如下:⑴基于石墨內(nèi)襯顯微CT圖像建立圖形學(xué)模型及度量孔喉的幾何參數(shù),利用分形維數(shù)表征了石墨內(nèi)襯孔隙... 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

稀土氯化物熔鹽體系電解工藝流程圖

氯化物熔鹽體系無(wú)法滿(mǎn)足釹生產(chǎn)高熔點(diǎn)特性[28]，愈加促進(jìn)體系發(fā)展。EF3熔鹽電解工藝應(yīng)用于生產(chǎn)熔點(diǎn)1100℃以下的混合稀土金屬土金屬。在RE2O3-REF3熔鹽電解工藝中，溶質(zhì)為稀土氧化物稀土氟化物，添加劑為氟化鋰、氟化鋇。稀土氧化物在熔體離子，在電場(chǎng)作用下，分別向兩極遷移，在兩極表面放電，稀土氧化物電解都使用石墨作陽(yáng)極，可能發(fā)生一次電化學(xué)反解溫度低于875℃或高電流密度，陽(yáng)極主要產(chǎn)物是CO2，石墨為CO2和CO。一次氣體由熔鹽電解質(zhì)界面逸出，與石墨陽(yáng)極E3+，向陰極移動(dòng)，在陰極析出稀土金屬。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展電解體系已經(jīng)成為稀土金屬及其合金生產(chǎn)的主要方法。稀土向稀土金屬合金發(fā)展，我國(guó)稀土氧化物-氟化鹽熔鹽電解工善[29]。RE2O3-REF3熔鹽電解生產(chǎn)混合輕稀土金屬及單一稀土。

化物-氟化物熔鹽體系生產(chǎn)單一稀土金屬槽型規(guī)模普遍為4000～6000A，僅有包鋼稀土、贛州虔東、贛州晨光、南方高科、西安西駿等少數(shù)幾家電解規(guī)模較大企業(yè)采用萬(wàn)安培槽型。4000～6000A小型電解槽分為南北方槽型，槽體均為圓形石墨槽體，如圖1.3。南方槽型為平底槽，金屬液體盛于Φ150的鉬坩堝，出爐頻繁，40～60min一爐，能及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，產(chǎn)品產(chǎn)率和合格率較高。槽底電解質(zhì)循環(huán)較好，不易積聚物料，但出爐頻繁導(dǎo)致?tīng)t況波動(dòng)大，電流效率低。圖1.3 小型稀土電解槽南方槽型結(jié)構(gòu)示意圖北方槽型如圖1.4，槽底有凹坑，放置Φ150以上規(guī)格鎢坩堝，用于盛金屬液體，一爐2～4h

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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