新型铝电解槽用氧化物侧壁材料研究
发布时间：2021-06-22 07:15
现行Hall-Héroult铝电解槽侧壁广泛采用Si3N4结合SiC材料砌筑。由于Si3N4结合SiC材料热导率高，电解过程侧壁表面能形成保护性的炉帮，因而侧壁使用寿命较长。但同时通过侧壁耗散的热量巨大，约占整个电解过程能耗的35%，因此铝电解工业能源效率仅为40-45%。为实现铝工业节能降耗的目标，可在侧壁外砌筑绝热材料，避免炉帮形成，有望实现节能30-40%。电解槽内无炉帮形成，在不改变槽尺寸条件下，电解铝产能也将增加。此外，如果配合惰性阳极炼铝新技术使用，还能有效降低铝工业对环境的污染。但在无炉帮保护情况下，侧壁材料从上到下将分别与强氧化性气体、强腐蚀性电解质及强还原性铝液直接接触，Si3N4结合SiC材料在气体和电解质交界部位将被严重侵蚀，无法满足无炉帮铝电解槽内侧壁的使用要求；因此，开发新型铝电解槽用侧壁材料对铝电解工业发展具有重要意义。本文旨在开发新型铝电解槽用氧化物侧壁材料，以期取代Si3N4结合SiC材料用于无炉帮侧壁的气体和电解质部位。首先采用Factsage热力学软件预测了典型氧化物高温下与电解质（Na3AlF6-AlF3-K3AlF6）的反应，并通过实验方法对反应...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
传统铝电解槽的结构示意图
图 1.2 氮化硅结合碳化硅制品生产工艺流程ological process for preparation of Si3N4bonded 材料结构及性能材料的物相组成以 SiC 为主，同时硅和
(a) α-Si3N4bonded (b) β-Si3N4bonded图 1.3 Si3N4结合 SiC 材料 SEM 图片Fig 1.3 SEM image of the Si3N4bonded SiC materials
【参考文献】：
期刊论文
[1]17（Cu-10Ni）-（NiFe2O4-10NiO）基金属陶瓷在铝电解过程中的相演变（英文）[J]. 刘建元,李志友,陶玉强,张斗,周科朝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(03)
[2]反应烧结温度对Si3N4-SiC材料性能的影响[J]. 李勇,薄钧,张建芳. 耐火材料. 2009(03)
[3]氧化烧结Si3N4/SiC复合材料的抗冰晶石侵蚀性能研究[J]. 苗立锋,郑乃章,熊春华,包镇红,朱志刚. 中国陶瓷. 2008(10)
[4]Si3N4结合SiC材料在铝电解槽中的损毁机理研究[J]. 葛山,尹玉成. 轻金属. 2008(05)
[5]铝电解用SiC-Si3N4绝缘侧壁材料耐腐蚀性能测试方法[J]. 曹晓舟,高炳亮,王兆文,张廷安. 东北大学学报(自然科学版). 2008(02)
[6]近30年世界铝电解工业的发展与启示[J]. 姜玉敬. 世界有色金属. 2007(11)
[7]Effect of metallic phase content on mechanical properties of （85Cu-15Ni）/（10NiO-NiFe2O4） cermet inert anode for aluminum electrolysis[J]. 张刚,李劼,赖延清,田忠良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(05)
[8]Effect of adding methods of metallic phase on microstructure and thermal shock resistance of Ni/（90NiFe2O4-10NiO） cermets[J]. 赖延清,张勇,田忠良,孙小刚,张刚,李劼. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(04)
[9]EFFECT OF STRUCTURAL PARAMETERS ON THE THERMAL STRESS OF A NiFe2O4-BASED CERMET INERT ANODE IN ALUMINUM ELECTROLYSIS[J]. J. Li,Z.G. Wang,Y.Q. Lai,Y.Y. Wu,and S.L. Ye School of Metallurgy Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2007(02)
[10]Corrosion of Zinc Ferrite Based Inert Anodes in AlF3-NaF-Al2O3 Melts Under Conditions of Anodic Polarization[J]. 于先进,张丽鹏,董云会,赵增典. Journal of Rare Earths. 2006(S1)
博士论文
[1]铝电解惰性金属阳极和金属—氧化铝阳极的研制与测试[D]. 石忠宁.东北大学 2004
本文编号：3242397
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
传统铝电解槽的结构示意图
图 1.2 氮化硅结合碳化硅制品生产工艺流程ological process for preparation of Si3N4bonded 材料结构及性能材料的物相组成以 SiC 为主，同时硅和
(a) α-Si3N4bonded (b) β-Si3N4bonded图 1.3 Si3N4结合 SiC 材料 SEM 图片Fig 1.3 SEM image of the Si3N4bonded SiC materials
【参考文献】：
期刊论文
[1]17（Cu-10Ni）-（NiFe2O4-10NiO）基金属陶瓷在铝电解过程中的相演变（英文）[J]. 刘建元,李志友,陶玉强,张斗,周科朝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(03)
[2]反应烧结温度对Si3N4-SiC材料性能的影响[J]. 李勇,薄钧,张建芳. 耐火材料. 2009(03)
[3]氧化烧结Si3N4/SiC复合材料的抗冰晶石侵蚀性能研究[J]. 苗立锋,郑乃章,熊春华,包镇红,朱志刚. 中国陶瓷. 2008(10)
[4]Si3N4结合SiC材料在铝电解槽中的损毁机理研究[J]. 葛山,尹玉成. 轻金属. 2008(05)
[5]铝电解用SiC-Si3N4绝缘侧壁材料耐腐蚀性能测试方法[J]. 曹晓舟,高炳亮,王兆文,张廷安. 东北大学学报(自然科学版). 2008(02)
[6]近30年世界铝电解工业的发展与启示[J]. 姜玉敬. 世界有色金属. 2007(11)
[7]Effect of metallic phase content on mechanical properties of （85Cu-15Ni）/（10NiO-NiFe2O4） cermet inert anode for aluminum electrolysis[J]. 张刚,李劼,赖延清,田忠良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(05)
[8]Effect of adding methods of metallic phase on microstructure and thermal shock resistance of Ni/（90NiFe2O4-10NiO） cermets[J]. 赖延清,张勇,田忠良,孙小刚,张刚,李劼. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(04)
[9]EFFECT OF STRUCTURAL PARAMETERS ON THE THERMAL STRESS OF A NiFe2O4-BASED CERMET INERT ANODE IN ALUMINUM ELECTROLYSIS[J]. J. Li,Z.G. Wang,Y.Q. Lai,Y.Y. Wu,and S.L. Ye School of Metallurgy Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2007(02)
[10]Corrosion of Zinc Ferrite Based Inert Anodes in AlF3-NaF-Al2O3 Melts Under Conditions of Anodic Polarization[J]. 于先进,张丽鹏,董云会,赵增典. Journal of Rare Earths. 2006(S1)
博士论文
[1]铝电解惰性金属阳极和金属—氧化铝阳极的研制与测试[D]. 石忠宁.东北大学 2004
本文编号：3242397
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3242397.html
