技术|生阳极内部结构的影响因素

发布时间: 2020-09-29 01:38:19 作者:中商

生坯经焙烧而成预焙阳极,因而生坯质量直接影响预焙阳极的质量。实际生产中,生坯内部结构经常出现分层和裂纹,其中裂纹最为常见,解决起来也较为困难,本文主要分析生坯内部结构裂纹的形成原因,并通过具体试验给出相应的改善措施,仅供碳素企业参考。




一、生坯内部结构裂纹对预焙阳极质量的影响


生坯内部结构裂纹影响预焙阳极的耐压强度、抗折强度、电阻率及空气渗透率等。具体表现为:预焙阳极耐压强度、抗折强度降低;阳极电阻率、空气渗透率升高。


二、预焙阳极生坯产生裂纹的原因


1

各粒级物料纯度低且不稳定、

波动性大导致生坯产生裂纹

预焙阳极生坯是将各粒级物料按照一定的比例混合在一起,加热到100~110℃后再经振动成型压制而成。各粒级物料纯度低、不稳定且波动性大,在振动成型过程中大颗粒骨料分布不均,细颗粒料无法完全填充到骨料间的缝隙中去,导致生坯内部结构密实度不够,产生裂纹。


2

振动成型过程中糊料中大量沥青烟气未溢出导致生坯产生裂纹

由于预焙阳极生坯在振动成型过程中糊料中的大量烟气没有完全溢出,导致一部分烟气留存在生坯内部,糊料中骨料与细料之间在外力作用下无法完全得到填充,生坯内部结构产生裂纹。


3

混捏温度影响生坯内部结构

干混温度低导致粘接剂(煤沥青)只附着在颗粒料的表面,无法浸润到颗粒料内部,导致糊料塑性差,直观上沥青用量偏大,经振动成型后生坯内部各粒级物料分布不均匀,产生裂纹;

糊料温度低导致糊料发硬、塑性差,振动成型后生坯内部结构密实度不高,极易产生裂纹;

糊料温度高,导致成型入模温度偏高,在振动成型过程中一部分热量无法快速溢出,残留生坯内部,当生坯脱模后这一部分热量随时间的推移散发出来,致使生坯内部出现裂纹。


4

沥青用量影响生坯内部结构

沥青用量小,糊料发干,干料颗粒表面不能形成均匀的沥青薄膜,糊料可塑性变差,导致振动成型过程中骨料与填充料无法充分结合,密实度不够,生块内部产生裂纹。

沥青用量大,糊料塑性是好,但在振动成型过程中糊料流动性差,颗粒料与填充料分布不均匀,导致生块内部结构产生裂纹。


5

成型凉料温度影响生坯内部结构

振动成型时除了糊料中各种粒子均匀分布外,还需要糊料的温度相对较低,由于加热介质热煤油代替电加热和蒸汽加热,一般温度在156~165℃左右,如果直接用于生产生块,生块中夹入的烟气易使生块内部产生裂纹。

凉料的目的就是使糊料冷却,充分排糊料中的烟气。同时,凉料也使糊料粒度分布均匀,利于成型。


6

振动成型机运行参数影响生块内部结构

如果振动时间过长或振幅太大,糊料内聚力急剧减小,脱模后弹性后效增大;


成型机振幅小,激振力不够,这种应力低于糊料的内聚力时,糊料颗粒发生相对位移小,不能充分填充模具的每一个角落。


三、某厂生阳极内部结构改善措施及效果


1

调整物料配比具体数据见下表1。

表1 物料配比




2

工艺控制

粗料纯度:≥87%,中焦纯度:≥85%,粉料纯度:60~70%,沥青用量:14.6~15.2%。干混温度:100~110℃,湿混温度:156~165℃,成型糊料温度:140~150℃,振动成型机运行参数:振幅:2.6~3.2mm,振动时间:80~100s,频率:40~45HZ。


3

生阳极内部结构改善效果

在以上物料配比和工艺控制下,生块内部结构未出现裂纹,并且断面平整稳定。


裂纹是生坯生产中出现最多、最常见的一种质量缺陷。物料纯度、混捏温度、沥青用量、成型凉料温度及振动成型机运行参数等均会影响生坯结构。本文通过某厂生阳极内部结构改善试验可知,稳定各粒级物料纯度,优化各工艺参数能有效避免生坯结构裂纹,进而提升阳极质量,提高电解铝生产经济技术指标,实现企业的降本增效。在生产实践中企业可参考这些裂纹处置办法,如果您有其他更好的处置建议或疑议,也欢迎留言或私信哟!