预焙阳极生坯质量控制探究

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1、预焙阳极生坯质量控制探究　　摘要：预焙阳极是预焙槽铝电解生产的心脏，不仅作为导电电极把电流导入电解槽，而且参与氧化铝电解的电化学反应。预焙阳极质量的好坏直接影响到电解槽的生产及技术、经济指标。本文通过对预焙阳极生坯缺陷进行原因分析，并相应提出能够解决预焙阳极生坯缺陷的措施，来提高预焙阳极生坯的质量，降低生产成本，以对今后的生产有所提高。关键词：铝电解预焙阳极阳极生坯阳极缺陷大量铝电解槽运行实践证明，电解槽70%的故障是由阳极造成。如果铝电解槽长期使用质量低劣的阳极，将导致铝电解槽发生病变，继而引发病槽，缩短电解槽寿命。本文主要对预焙阳极生坯生产过程中出现的各

2、种缺陷，及其产生原因加以分析，采取针对性的防范措施，以提高预焙阳极生坯的质量，满足铝电解生产的需要。1、影响预焙阳极生坯质量的因素影响预焙阳极生坯质量的因素很多，在阳极生产中每道生产工序质量问题最终都将在焙烧成后暴露出来。由于预焙阳极生产周期长，需要对每道工序生产质量严格控制，减少经济损失。1.1原料对预焙阳极生坯质量的影响5研究表明，煅烧石油焦的体积密度、真密度、CO2反应性、空气反应性以及焦粉量将直接影响预焙阳极生坯质量。焦炭的CO2反应性越高，阳极CO2反应残余则越低。焦炭的空气和CO2反应性随体积密度和真密度的升高而降低，随钠含量的升高而升高，且焦炭

3、的Na敏感性与S含量有关，S可降低其催化活性。焦粉对空气反应残余有负面影响，粉焦量从2%增加到20%则空气反应残余从80%降至70%左右。挥发分与煅烧石油焦的体积密度有直接关系。当挥发分低于12%时，煅后焦体积密度的变化直接影响预焙阳极的体积密度。挥发分增加1%，则体积密度越低0.01g/cm3。沥青的各项指标近年比较稳定，结焦值有所增加，这有利于提高预焙阳极生坯质量。1.2原料配方及其控制对预焙阳极生坯质量的影响目前国内预焙阳极生产面临石油焦来源杂，性能波动大等问题。作为预焙阳极生产厂家一方面要严格把进厂原料质量关，另一方面要积极适应优质阳极石油焦缺乏的现

4、状，根据原料S含量及挥发分含量合理地对不同等级的石油焦进行搭配使用，使有害成分的危害降低到最低程度，对提高阳极质量有积极意义。在受控状态下以合理的形式使用残极可以提高阳极质量。当残极用量小于10%时，焙烧阳极体积密度为1.45g/cm3～1.48g/cm3；用量大于25%时，则体积密度可达1.505g/cm3～1.52g/cm3。随着电解槽规模的扩大和相应的预焙阳极尺寸的增大，大颗粒配方应运而生。采用大颗粒配方既有利于提高预焙阳极抗热震性、抗氧化性和机械强度，有利于降低阳极生产成本。但最大颗粒应根据国内原料的性能和工艺路线的选择来综合确定。由于国产石油焦孔大

5、质疏，且体积密度随粒度增大而减小，故就体积密度而言不宜选用大的颗粒。在粒级配方方面：四粒级配方容量优于三粒级配方。2、预焙阳极生坯缺陷分释预焙阳极生坯生产经过有煅后焦、中碎、配料、混捏、成型等工序，最终制成合格的生阳极块，各工序如果控制衔接不当都将影响质量。预焙阳极生产过程中生坯出现不同类型的缺陷，其产生的原因不同，所采取的措施不尽相同，下面分别对预焙阳极生坯出现不同类型的缺陷进行探讨。2.1预焙阳极生坯裂纹缺陷分释预焙阳极生坯经振动成型、脱模后，裂纹出现的位置、粗细（宽窄）、深度各不相同，按出现的部位大致可分为碗裂、侧面裂纹和不规则裂纹，其中碗裂分为碗边缘

6、裂纹和碗间裂纹，侧面裂纹分为水平和垂直两种裂纹。预焙阳极生坯在5成型过程中，受到振动力、摩擦力以及其它力的作用，在生坯内部的某些部位残余一些相互作用的力，这些应力使生坯内部存在细微的松裂和外胀，生坯脱模后由于弹性后效作用而出现裂纹。根据经验，这种力的作用主要来源于两方面：一方面与成型机的模头是否转动灵活有关，如模头转动灵活，模头很容易从生坯的炭碗中脱出。若模头转动失灵，脱模时模头将对炭碗施加力的作用，从而造成碗边缘裂纹。另一方面与成型机重锤是否处于水平状态有关，当重锤水平偏差过大时，模头对炭碗的作用力不均匀，某处作用力超出糊料的粘结力时，产出碗边缘裂纹。一般

7、生坯长/宽较大，炭碗呈一条直线分布，碗间距较小，这种生坯承受内应力作用的能力较弱，生坯易出现碗间裂纹；相反，生坯较宽，炭碗呈对称分布，碗间距较大，生坯出现碗间裂纹的机率要小的多。2.2沥青质量对预焙阳极生坯质量的影响5当融化好的沥青长时间在较高温度下静置不用时，沥青发生一定程度的老化，沥青的软化点升高，在混捏温度不变的情况下，糊料塑性变差，沥青粘结力下降，生坯易形成裂纹。混捏温度应比沥青软化点高50℃～70℃，沥青软化点改变，混捏温度应及时作出调整。相同软化点的沥青，其甲苯不溶物含量也不尽相同，由于甲苯不溶物是沥青中起粘结作用的主要成分，因此甲苯不溶物含量高

8、的沥青，混捏温度也应适当提高.否则，混捏温度不满足糊