莫来石梯度变化对阴极槽整体筑炉用冷捣糊的性能影响

发布时间：2020-06-23 08:05

【摘要】：整体筑炉技术能够减少在电解过程中阴极衬里裂缝的产生,避免了漏炉的风险,可有效延长铝电解槽寿命。目前整体筑炉技术在黄磷炉中已经得到了很成熟的应用,受其启发,拟在铝电解槽筑炉过程中使用整体筑炉工艺砌筑炉衬。目前添加耐高温性较好的Si C材料的阴极槽侧部冷捣糊,在电解铝过程中有横向涡流的产生、消耗电能过多的问题。且Si C烧结时不发生物相转化和体积变化,致密度较低,会降低内衬耐火材料的使用寿命。因此本课题拟自主研究开发一种新型阴极槽整体筑炉用侧部冷捣糊料,对提高铝电解槽生产效率,有着重要意义。研究结果表明:(1)红柱石在1300℃时开始发生莫来石化,莫来石化程度随焙烧温度的升高而加深,能够提升试样电阻率并降低试样气孔率及收缩率。(2)红柱石的添加能够有效降低试样气孔率,提高其体积密度及真密度。且红柱石高温烧结后能够产生体积膨胀,弥补冷捣糊中碳质材料的收缩,减少裂缝的产生,且莫来石相的形成能有效提高试样电阻率。但随着红柱石含量的增高,力学性能整体呈降低趋势。(3)进一步考察冷捣糊性能,通过在加入红柱石的基础上加入一定比例的α-Al_2O_3,来进一步改善性能,经检测,α-Al_2O_3的加入能够减少红柱石一次莫来石化生成的Si O_2玻璃相,促进红柱石的二次莫来石化。进一步降低试样气孔率,提高试样电阻率及膨胀性。且随着α-Al_2O_3含量的升高,试样力学性能得到了明显改善。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF821
【图文】：

冷捣糊,生产工艺流程

图 2.1 冷捣糊生产工艺流程图.2 成型冷捣糊混捏完成后，需制备不同规格的试样用于检测样品的不同性能，压力作用下，冷捣糊中的颗粒之间相互推挤、位移，使气孔移动到表面排间形成紧密排列，获得必要的强度和密实度。另外，在加压的过程中，不平整的部分会由于相互摩擦而去除，或表面的凹凸部分相互咬合在一料之间结合更加牢固。其中规格为 Φ35×35 mm 的圆柱型试样用北京众技发展有限公司生产 ZHY-401 压样机用机械压力的方法制备，压样时需机的清洁（酒精）和脱模处理（擦上石蜡油），称取 58 g 原料，倒入模 20 MPa 的压力下保压 5 min，最后脱模而得。圆柱试样主要用来检测阻率、耐压强度。另外使用天津市西青区兴恒仪器加工厂生产的手动 XN 压样机压制规格为 8×12×82 mm 的长方体试样，压样时称取 14 g 原料压到 20 MPa，保压 5 min。制得的长方体试样用来检测材料的抗折强度率。

示意图,抗折,示意图,抗折强度

并使试样沿长度方向的轴线与支撑座成 90°，保证压头施加的方向的轴线成 90°，转动旋钮，使稳定均匀地施加压力，直至裂时的载荷 F。影响材料抗折强度的因素主要有各原料的配比过程等。通常结构紧密、硬度大的材料具有较高的抗折强度。断裂方式对材料的抗折强度也有很大的影响。

【参考文献】