【摘要】：整體筑爐技術能夠減少在電解過程中陰極襯里裂縫的產生,避免了漏爐的風險,可有效延長鋁電解槽壽命。目前整體筑爐技術在黃磷爐中已經得到了很成熟的應用,受其啟發(fā),擬在鋁電解槽筑爐過程中使用整體筑爐工藝砌筑爐襯。目前添加耐高溫性較好的Si C材料的陰極槽側部冷搗糊,在電解鋁過程中有橫向渦流的產生、消耗電能過多的問題。且Si C燒結時不發(fā)生物相轉化和體積變化,致密度較低,會降低內襯耐火材料的使用壽命。因此本課題擬自主研究開發(fā)一種新型陰極槽整體筑爐用側部冷搗糊料,對提高鋁電解槽生產效率,有著重要意義。研究結果表明:(1)紅柱石在1300℃時開始發(fā)生莫來石化,莫來石化程度隨焙燒溫度的升高而加深,能夠提升試樣電阻率并降低試樣氣孔率及收縮率。(2)紅柱石的添加能夠有效降低試樣氣孔率,提高其體積密度及真密度。且紅柱石高溫燒結后能夠產生體積膨脹,彌補冷搗糊中碳質材料的收縮,減少裂縫的產生,且莫來石相的形成能有效提高試樣電阻率。但隨著紅柱石含量的增高,力學性能整體呈降低趨勢。(3)進一步考察冷搗糊性能,通過在加入紅柱石的基礎上加入一定比例的α-Al_2O_3,來進一步改善性能,經檢測,α-Al_2O_3的加入能夠減少紅柱石一次莫來石化生成的Si O_2玻璃相,促進紅柱石的二次莫來石化。進一步降低試樣氣孔率,提高試樣電阻率及膨脹性。且隨著α-Al_2O_3含量的升高,試樣力學性能得到了明顯改善。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TF821
【圖文】：

圖 2.1 冷搗糊生產工藝流程圖.2 成型冷搗糊混捏完成后，需制備不同規(guī)格的試樣用于檢測樣品的不同性能，壓力作用下，冷搗糊中的顆粒之間相互推擠、位移，使氣孔移動到表面排間形成緊密排列，獲得必要的強度和密實度。另外，在加壓的過程中，不平整的部分會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間結合更加牢固。其中規(guī)格為 Φ35×35 mm 的圓柱型試樣用北京眾技發(fā)展有限公司生產 ZHY-401 壓樣機用機械壓力的方法制備，壓樣時需機的清潔（酒精）和脫模處理（擦上石蠟油），稱取 58 g 原料，倒入模 20 MPa 的壓力下保壓 5 min，最后脫模而得。圓柱試樣主要用來檢測阻率、耐壓強度。另外使用天津市西青區(qū)興恒儀器加工廠生產的手動 XN 壓樣機壓制規(guī)格為 8×12×82 mm 的長方體試樣，壓樣時稱取 14 g 原料壓到 20 MPa，保壓 5 min。制得的長方體試樣用來檢測材料的抗折強度率。

并使試樣沿長度方向的軸線與支撐座成 90°，保證壓頭施加的方向的軸線成 90°，轉動旋鈕，使穩(wěn)定均勻地施加壓力，直至裂時的載荷 F。影響材料抗折強度的因素主要有各原料的配比過程等。通常結構緊密、硬度大的材料具有較高的抗折強度。斷裂方式對材料的抗折強度也有很大的影響。

【參考文獻】

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1 曹培峰;羅英濤;劉禎;張赤;;冷搗糊的膨脹/收縮率對礦熱爐爐襯壽命的影響[J];鐵合金;2017年10期

2 朱駿;薛濟來;陳通;李想;;孔隙結構對鋁用碳陰極材料電阻率的影響[J];有色金屬(冶煉部分);2015年05期

3 趙霞;朱軍;崔旭東;;焙燒工藝對鋁電解槽壽命的影響[J];輕金屬;2015年03期

4 姚楨;劉衛(wèi);向宇姝;劉靜;祁凱;;酚醛樹脂黏結劑對鋁用冷搗糊膨脹/收縮過程和微觀結構的影響[J];炭素技術;2015年01期

5 曹培峰;;自焙炭磚在礦熱爐中焙燒過程的探討[J];鐵合金;2015年01期

6 姚楨;劉衛(wèi);劉靜;;粘結劑含量對鋁電解用炭間糊性能的影響[J];有色金屬(冶煉部分);2014年07期

7 祁凱;唐道文;姚楨;劉靜;吳葉凌;梁壽喜;;顆粒級配對鋁用冷搗糊材料性能的影響[J];有色金屬(冶煉部分);2014年05期

8 張曉斌;劉維國;史萬利;盛剛;楊旭;;整體爐襯砌筑技術研究與實踐[J];鐵合金;2013年06期

9 田林;胥福順;于站良;謝剛;李榮興;;環(huán)保型鋁用冷搗糊的研制[J];中南大學學報(自然科學版);2013年11期

10 韋素;;330kA大型預焙鋁電解槽原鋁質量的影響因素及提高途徑[J];現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊);2013年06期

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1 李爽;紅柱石莫來石化與組成和粒度的關系研究[D];鄭州大學;2014年

2 李磊;電解鋁槽用免燒成SiC耐火材料的研究[D];東北大學;2013年

3 狄正賢;紅柱石制備莫來石泡沫陶瓷[D];蘭州理工大學;2012年

4 方寧;鋁用陰極冷搗糊的研究[D];昆明理工大學;2011年

5 徐國輝;含鋁添加劑對紅柱石莫來石化的影響[D];西安建筑科技大學;2009年

6 石振武;陜西眉縣紅柱石的燒結性及莫來石化機理的研究[D];西安建筑科技大學;2006年

本文編號：2727042