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优化电解槽从应用氮化硅结合碳化硅侧墙砖开始
09-30
大型电解槽的热平衡要高度重视,热收入过大,特别是病槽、热槽、效应时间过长,侧部散热过大,或化空炉帮,炉帮不易形成,或者根本就没有炉帮。因此槽温控制、效应控制、氧化铝浓度自动化控制等显得特别重要,电解槽平稳生产是炉帮形成和长期保持的基础。生产工艺要围绕槽温做文章,特别是过热度的管理,过热度7-15℃是合适的,如大于20℃,甚至30℃以上,要形成炉帮是根本不可能的。因此,电解槽的管理要综合考虑电压热收入的高低、过热度和分子比、氧化铝浓度和溶解度等关系、侧部散热、其它部位散热等。
碳化硅侧块散热性能很好,但如果没有冰晶石炉帮的保护,实际上界面处炉帮最薄或没有炉帮,大量的热量将从界面处散出去,长时间会直接影响侧块破损。
优化电解槽先优化侧墙砖材质:
Si3N4做为氮化硅结合碳化硅侧墙砖的材料结合相,与SiC相比抗冰晶石等能力较强,应适当控制其含量,以保证材料有较好的物理性能,材料的主成份Si3N4+Sic>96%,Ca0+A1203+Fe203+Si0<1.5%,从而使侧块材料对冰晶石对铝液和电解质等有绝对的惰性。
提高氮化硅结合碳化硅侧墙砖的体积密度、降低气孔。
一般来说材料的气孔,特别是开口气孔大很容易受电解质液体的侵入,增加液体与侧块材料的接触面积,使材料受到侵蚀,推荐体积密度>2.68 g/cm3,气孔<15%。而氮化硅结合碳化硅侧墙砖的高温抗折强度、抗热性、导热系数,降低膨胀 系数等都优于传统使用的碳块材质。
电解质的Na+侵蚀使得炭化硅侧块炭部结构疏松、膨胀、炸裂,加之侧块背部氧化,最终导致侧块粉化,失去侧块骨架保护的作用。
总之,经过多年的试验证明,氮化硅结合炭化硅侧墙板块在300KA级大型预焙槽上全面推广应用是相当成功的;氮化硅结合炭化硅是加强电解槽侧部散热非常理想的材料,对电解槽形成侧部炉帮非常有利,但值得说明的是:在使用时需要炉帮保护。
因此,不单单从设计、材料、筑炉质量、焙烧启动、生产工艺管理等各个环节进行改进完善;还需要采用优于传统侧墙砖的氮化硅结合碳化硅侧墙砖才能 从根本上解决电解槽使用寿命这一重要问题。
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