現(xiàn)代大型預焙鋁電解槽的使用壽命是鋁電解生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟水平的重要綜合標志之一。電解槽使用壽命的長短,直接關(guān)系著生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。本文在大量文獻資料、實地調(diào)研、結(jié)合已有研究工作成果與生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù),較為全面地探討了影響鋁電解槽壽命的因素和應(yīng)對措施,主要研究工作如下:⑴通過對預焙電解槽發(fā)生的破損現(xiàn)象的系統(tǒng)分析,總結(jié)出電解槽發(fā)生破損的表現(xiàn)形式。分析研究了引起電解槽破損的相關(guān)因素。⑵針對電解槽的不同破損形式,分析討論了其破損機理,引起電解槽破損的主要原因是鈉、電解質(zhì)、鋁液對碳素陰極的滲透引起的應(yīng)力膨脹。其次,電解槽存在物理場引起的熔體劇烈流動加劇了電解槽內(nèi)襯材料的磨損,同時熔體中鈉離子、鋁離子的放電構(gòu)成了電化學腐蝕。以及焙燒過程中電解條件的變化對內(nèi)襯的熱沖擊也是引起電解槽早期破損的重要原因之一。⑶在系統(tǒng)的研究了鋁電解槽破損的五大因素基礎(chǔ)上,從電解槽結(jié)構(gòu)設(shè)計、筑爐材料、焙燒啟動方法、生產(chǎn)運行技術(shù)參數(shù)選擇及管理、新材料應(yīng)用等方面,論述了提高電解槽槽齡的技術(shù)方案。⑷研究和生產(chǎn)實踐證明鋁電解槽側(cè)壁用Si3N4-SiC材料代替普通碳質(zhì)材料側(cè)壁,電解槽側(cè)部散熱效果較為明顯;采用TiB2材料陰極涂層可... 

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 文獻綜述
    1.1 鋁電解技術(shù)概述
        1.1.1 鋁工業(yè)概況
        1.1.2 鋁工業(yè)發(fā)展歷程
        1.1.3 鋁工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題
    1.2 鋁電解槽結(jié)構(gòu)
        1.2.1 預焙陽極電解槽結(jié)構(gòu)
        1.2.2 預焙鋁電解槽的使用壽命
    1.3 陜西有色榆林新材料有限責任公司情況介紹
        1.3.1 公司基本情況介紹
        1.3.2 榆林新材料電解槽簡介
    1.4 課題研究內(nèi)容、目的及意義
        1.4.1 研究目的和內(nèi)容
        1.4.2 課題研究意義
2 預焙鋁電解槽破損形式及分析機理
    2.1 內(nèi)襯破損形式
        2.1.1 陰極炭塊隆起、上臺
        2.1.2 陰極炭塊產(chǎn)生剝層、裂紋、沖蝕坑
        2.1.3 耐火層與保溫層間形成灰白層物質(zhì)
        2.1.4 陰極鋼棒嚴重熔化
        2.1.5 搗固糊脫落、分層，側(cè)部炭塊經(jīng)磨損引起滲漏
        2.1.6 槽殼變形
    2.2 破損機理分析
        2.2.0 電解槽內(nèi)襯破損原因的研究
        2.2.1 金屬鈉與熔鹽的滲透
        2.2.2 物理場作用下的機械磨損
        2.2.3 電化學發(fā)應(yīng)腐蝕
        2.2.4 熱沖擊
3 影響因素分析
    3.1 設(shè)計因素
        3.1.1 物理場的設(shè)計
        3.1.2 槽殼的優(yōu)化設(shè)計
    3.2 筑爐因素
        3.2.1 粘結(jié)糊料
        3.2.2 保溫材料和耐火材料
    3.3 炭素質(zhì)量
        3.3.1 預焙陽極炭塊
        3.3.2 陰極炭塊
        3.3.3 側(cè)部炭塊
    3.4 焙燒啟動因素
        3.4.1 焙燒方法的分類及各自特點
        3.4.2 焙燒工藝方法對槽襯材料的影響
        3.4.3 啟動工藝方法分類及特點
    3.5 電解槽運行管理因素
        3.5.1 工藝技術(shù)條件與電解生產(chǎn)的關(guān)系
        3.5.2 各項工藝技術(shù)條件的控制管理
4 延長鋁電解槽使用壽命措施
    4.1 改善內(nèi)襯材料
        4.1.1 氮化硅結(jié)合碳化硅材料的研究進展
        4.1.2 側(cè)壁炭塊應(yīng)用碳化硅結(jié)合氮化硅材料
        4.1.3 氮化硅結(jié)合碳化硅材料的制備工藝
    4.2 TiB_2涂層技術(shù)在電解槽上的應(yīng)用
        4.2.1 硼化鈦材料概況
        4.2.2 硼化鈦涂層的制備及應(yīng)用
    4.3 電解槽焙燒啟動制度
        4.3.1 嚴格焙燒啟動工藝
        4.3.2 優(yōu)化焙燒工藝過程
    4.4 提高陽極炭素質(zhì)量
        4.4.1 提高原料的質(zhì)量及優(yōu)化配方
        4.4.2 改善炭素生產(chǎn)工藝
        4.4.3 新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用
    4.5 槽殼的優(yōu)化設(shè)計
        4.5.1 槽殼變形與應(yīng)力計算
        4.5.2 優(yōu)化搖籃式槽殼結(jié)構(gòu)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄：碩士期間所發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[8]快速建立爐膛技術(shù)在180 kA鋁電解槽上的應(yīng)用[J]. 高連山.  甘肅冶金. 2013(03)
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碩士論文
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[5]堿酸法處理鋁電解廢舊陰極的研究[D]. 李偉.東北大學 2009
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本文編號：3728995