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干式防渗料标准及铝电解槽用干式防渗料的发展及应用

来源:盛世金鼎(盛世金鼎整理发布)   时间:2020-05-21 09:09:21
干式防渗料标准

《中华人民共和国有色金属行业标准:铝电解槽用干式防渗料(YS/T 456-2003)》内容简介:铝电解槽用干式防渗料是20世纪90年代中期才在我国开始使用的铝电解槽筑炉专用功能材料,它的使用对提高电解槽技术经济指标、延长电解槽使用寿命具有明显作用。因此,在短短的几年中得到迅速推广。目前,超过60%的电解铝厂都已采用了干式防渗料。为了规范铝电解槽用干式防渗料产品质量,保障用户的利益,特制定本标准。


我国耐火材料工业从建国初期重工业发展时期开始形成,耐火材料是重工业包括钢铁业、铝业、水泥业、玻璃业等生产不可或缺的消耗品,其中耐火材料中的防渗料是铝业生产中不可缺少的消耗品,科瑞耐材对我国铝电解槽用耐火材料干式防渗料的发展状况进行了研究。

铝电解槽用干式防渗料的发展及应用

在铝电解槽的生产中,电解槽寿命是制约电解发展的重要因素,为提高电解槽寿命,国内外铝业公司和科研机构对阴极内衬结构的研究从来都未停止过,这是因为:铝电解槽是在高温熔融状态下进行生产的设备,所以阴极不可避免的受到钠、电解质和铝液的侵蚀,侵蚀后的钠、电解质、铝液与耐火材料、保温材料发生化学反应,一方面造成体积膨胀产生很大的应力,使炉底上抬,槽壳变形导致漏炉,造成电解槽的早期破损;另一方面它改变了耐火材料、保温材料的化学组成,降低保温性能,破坏电解槽的热平衡,使生产工艺条件及技术经济指标恶化,严重时被迫停槽。中国铝业青海分公司早在1996年引进澳大利亚派罗特克公司的干式防渗材料,在一期160KA电解槽的66#、227#槽上进行了工业试验;为进一步推广应用试验的成果,2001年选用国内两家生产干式防渗材料的厂家,分别在一、二期的160KA电解槽上又进行了10台槽的应用,此次应用试验不但在槽底用干式防渗材料而且在槽四周也采用干式防渗材料,防止底部和侧部漏炉。

干式防渗料是九十年代初问世的新型铝电解槽筑炉材料,它是由不同粒级、不同种类的耐火原料科学级配混合而成的不定型散状耐火材料。运用化学抗渗机理,有效抑制和减缓了铝电解过程中渗透的电解质和蒸气对电解槽下部保温层的破坏作用。具有如下优越性能:

1、简化筑炉施工,节约人力和节省时间。

干式防渗料在筑炉中以散料直接铺放压实,来替代传统铺氧化铝和砌筑耐火砖层,省时省工70%,且具有良好的内衬整体性能。

2、保证电解槽具有良好的保温性能和合理的热平衡。

由于电解质渗透被阻挡,保温层不被破坏,电解槽运行期间(尤其运行后期),保温性能基本不发生变化,可保证槽电压相对稳定、热分布合理、效能提高。实践证明:采用干式防渗料和使用传统材料筑炉,同比槽寿命可延长一年以上,电解槽运行后期电流效率可提高0.5%以上。

3、二次修槽时,底部保温层可重复使用。

电解槽破损后,干刨去掉碳块和部分防渗料反应层,补充部分防渗料后可直接铺放碳块,无需更换下部保温层。

4、有效解决了电解槽设计中保温层上表面底于800℃的设计难题。

干式防渗料配方

电解槽保温设计中的一个难题是如何保证保温层上表面温度低于800℃,采用粘土耐火砖铺三层也满足不了这一点,加氧化铝层可达到此要求,但其抗电解质渗透性能差,一旦与电解质作用后,导热性增加,保温砖上表面温度升高,温度与进一步渗蚀的电解质共同作用,造成保温层被破坏。而干式防渗料其导热率只有耐火砖的1/3,并且在同电解质的作用中,生成高粘度的露石层,有效地抑制和减缓电角质的继续渗蚀,采用该材料代替耐火砖就满意的解决此问题。

将耐火砖及氧化铝砌体用干式防渗料替代后,通过电解槽槽壳下部温度降低;减少槽壳变形破损;消除耐火砖之间的缝隙;减少耐火砖湿砌带来的水分;阻止电解质在底部和侧部渗漏;砌筑工艺简单,容易操作等措施,增加经济效益,延长槽寿命。

 

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