【摘要】：針對制約硼化鈦惰性陰極于鋁電解槽上工業(yè)化推廣應用涂覆成本高、涂層易剝離以及加熱固化難的技術(shù)難題,作者通過分析對比傳統(tǒng)硼化鈦惰性陰極于鋁電解槽上的工業(yè)化應用研究情況并結(jié)合大型“靜流型”曲面陰極鋁電解槽的實際特點,選擇等離子噴涂應用試驗方案和TiB2-C膠涂覆應用試驗方案進行前期試驗研究。通過采用上海大豪納米材料有限公司生產(chǎn)的DH-2080等離子噴涂設備制備炭塊基體TiB2涂層,獲得的TiB2涂層平均孔隙率12.23%,平均結(jié)合強度7.63MPa,平均顯微硬度817.6HV,常溫下平均電阻率0.108Ω·cm,涂層具有良好的試驗工作性能,但在215#鋁電解槽上進行噴涂試驗時發(fā)現(xiàn),受電解車間環(huán)境、噴涂設備以及噴涂成本等因素的影響,目前還達不到工業(yè)化推廣應用的要求。應用TiB2(30%)、環(huán)氧樹脂(25%)、石墨粉(45%)、碳纖維(1%)及二乙烯三胺(1%)配制成的TiB2-C膠涂層經(jīng)加熱升溫固化及炭化制成的涂層,試樣表面平滑,涂層均勻,無氣泡與裂紋,開口孔隙率為13.21%,電解溫度下電阻率僅為0.4μ Ω·m,涂層與基體的粘結(jié)強度3.10MPa,涂層毒性較小,對工人身體傷害小,環(huán)保性能較好,具有良好的工作性能。在215#鋁電解槽涂覆進行了一年的工業(yè)化試驗,試驗槽電流效率提高了0.4%,爐底壓降降低了46mv,節(jié)約電能62787.6 kWh/年,產(chǎn)生直接增經(jīng)濟效益249406元/臺。在生產(chǎn)實踐過程中配套研發(fā)出了局部涂覆和全涂覆兩種涂覆方法以及電加熱式加熱固化裝置,獲得了完整的TiB2-C膠涂層,成功應用在年產(chǎn)15萬噸172臺300kA大型曲面陰極鋁電解槽上,建成了國際首條15萬噸/年300kA具有硼化鈦惰性陰極涂層的新型陰極結(jié)構(gòu)鋁電解“高效、安全、經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)�！笔痉渡a(chǎn)線。投產(chǎn)運行兩年多以來,創(chuàng)造了平均綜合鋁錠單位產(chǎn)品能耗12814Wh的國際領先指標,比國際先進值13200Wh低386Wh,比標桿參考值12847Wh低33Wh。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TF821

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