技术|阳极覆盖料对铝电解槽运行工况的影响(下)

发布时间: 2020-10-19 01:47:28 作者:中商

技术|阳极覆盖料对铝电解槽运行工况的影响(下)


上篇文章《阳极覆盖料对铝电解槽运行工况的影响(上)》中,我们重点探究了阳极覆盖料的组成对铝电解槽运行工况的影响,本文将紧跟上文思路,进一步分析阳极覆盖料厚度及粒度对铝电解槽运行工况的影响,供企业参考与借鉴。




阳极覆盖料粒度对电解槽运行工况的影响


粒度是阳极覆盖料的重要参数之一。不同粒度的阳极覆盖料具有不同的导热系数。


有研究表明,阳极覆盖料混合物较高比例的粗粒度电解质可以提高有效导热性,而较高比例的细粒度物料(氧化铝或电解质粉料)会降低有效导热性。


因此,控制覆盖料的粒度,尤其是粉料含量是非常关键的,因为粉料含量大有助于降低覆盖料的整体导热性。


关于阳极覆盖料的粒度分布,存在多种说法,较常见的是以下两种:


粒度分布:0~0.125mm在33%左右,0.125~0.25mm在28%左右,0.25~2mm在14%左右,2~12.5mm在25%左右;

粒度分布(针对200kA左右的电解槽):<0.045mm10%左右,0.045~0.15mm在35~55%,0.15~0.5mm在10~20%,0.5~1.0mm在5%左右,1~2.5mm在10~12%,2.5~4mm在5%左右,4~6mm在5%左右,>6mm在5~20%。


通过实验对比分析,发现以上两种粒度分布较为接近,且能获得良好的保温效果,企业可参考以上粒度分布。


阳极覆盖料厚度对电解槽运行工况的影响


通常情况下,当粒度一定时,阳极覆盖料的厚度越大,电解槽的保温性能越好,换言之,电解槽上部的热损失越小。


有研究数据显示,采用合理的覆盖料时,覆盖料厚度标准为12cm,常用6~12cm。我国预焙阳极铝电解槽的阳极覆盖料最大厚度通常为16cm,但是对于某一特定的槽型和槽龄,阳极覆盖料厚度各不相同。


新建铝电解槽的保温性能比较好,阳极覆盖料厚度可以相对小一些;而对于槽龄较长的铝电解槽,其炉衬可能出现一定的破损,保湿性能下降,要维持正常的电解槽运行,其阳极覆盖料厚度可能要相对大一些。阳极保温料厚度主要取决于铝电解过程中电解槽的能量平衡。


在普遍采用低槽电压运行的今天,为了以较低的槽电压实现较高的电流效率,铝电解槽的保温已经成为维持电解槽正常运行的重要措施。


为了保持电解槽的热平衡,还需根据季节变化及时调整阳极保温料厚度,通常夏季的阳极覆盖料厚度比冬季小20mm左右。


另外,由于电解槽的四个角部热量收入少,故电解槽四个角部的阳极覆盖料厚度要相对大一些。


此外,阳极覆盖料厚度的均匀性对阳极消耗也有一定影响,从电解槽上更换下来的残极外观形状可以看出,覆盖料添加均匀时,阳极消耗均匀;覆盖料添加不均匀时,阳极消耗也不均匀。


这是因为不同的阳极覆盖料厚度对于阳极的保护程度不同,从而导致阳极与空气的反应程度不同,最终所产生的阳极损耗也不同。


能量平衡是铝电解槽正常运行过程中的一个重要问题,而阳极覆盖料则是解决铝电解槽运行过程中能量平衡的一个重要手段。阳极覆盖料的厚度、粒度以及氧化铝与电解质比例直接影响阳极覆盖料的保温性能,因此,通过调节阳极覆盖料的厚度、粒度及其组成(氧化铝与电解质配比)来实现不同槽型电解槽对阳极覆盖料保温性能的需要,是一个十分现实的问题,企业可根据自身情况适当调整。