耐火材料抗熔融冰晶石电解液侵蚀检测方法的研究

论文摘要

近几年来,我国电解铝行业发展非常迅速,铝电解槽用耐火材料的需求量大增。对于铝电解槽用耐火材料而言,阴极内衬用耐火材料抗熔融冰晶石电解液侵蚀性能是铝电解槽正常运行和使用寿命的重要影响因素,因此如何评价阴极内衬用耐火材料的抗冰晶石电解液的性能至关重要。目前,这方面国内缺乏统一的检测方法标准,制订一个耐火材料抗熔融冰晶石电解液侵蚀的试验方法标准,科学评价铝电解槽用耐火材料的抗熔融冰晶石侵蚀现象十分迫切。本研究提出用静态坩埚法检测耐火材料抗熔融冰晶石电解液侵蚀性能。根据实际使用情况,以硅酸铝质砖和干式防渗料作为试验样品,研究了材料的抗冰晶石电解液侵蚀性能,同时就检测方法的试验温度、保温时间、试样制备、电解质比率、试验气氛,结果表示方法作了统一的规定。试验结果表明该方法简单实用,结果明确,重复性好,是用来定量的评价和比较耐火材料抗熔融冰晶石电解液侵蚀性能的一种科学方法。本研究还开发了计算机测量软件,专门用于测量侵蚀试验结果,使用起来简单方便,数据准确可靠,具有广泛的适用性。对不同电解质比率和不同试验气氛下的耐火材料抗冰晶石电解液侵蚀性能和侵蚀机理进行了研究,深入探讨了影响耐火材料抗冰晶石侵蚀性能的因素。试验结果表明:1、随着电解质比率的增大,氟化钠的含量增加,它的侵蚀性很强,因此对硅酸铝系耐火材料试样的侵蚀增加;2、还原气氛下的试样的抗熔融冰晶石电解液侵蚀试验结果明显好于氧化气氛下的结果,而且还原气氛下基本不发生渗透,原因是在还原气氛下生成霞石多,粘度大,阻止了电解液的进一步渗透,抗冰晶石电解液侵蚀性能好;3、本研究采用了硅酸铝质耐火砖和干式防渗料各三种,通过试验,在电解质比率一定的条件下,对于这两种材质,其抗冰晶石的侵蚀性能随着Al2O3含量的下降而提高;在铝含量接近的情况下,硅酸铝质耐火砖的抗冰晶石性能随着耐火材料内部的气孔尺寸的减小而提高。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 铝电解的基本原理
• 1.2 铝电解的原料和熔剂
• 1.3 铝电解槽用耐火材料
• 1.4 铝电解槽的主要破损原因
• 1.5 国内外试验方法研究现状
• 1.6 课题研究的目标
• 第二章 试验方案
• 2.1 试验材料及样品制备
• 2.2 试验条件
• 2.2.1 试验温度
• 2.2.2 保温时间
• 2.2.3 升温速度
• 2.2.4 电解质比率
• 2.2.5 试验气氛
• 2.3 结果表示方法
• 2.4 试验装置和试验步骤
• 2.4.1 试验装置
• 2.4.2 试验步骤
• 2.5 性能测试和结构分析
• 第三章 试验结果分析与讨论
• 3.1 不同保温时间对抗熔融冰晶石电解液侵蚀性能影响
• 3.1.1 试验结果
• 3.1.2 分析与讨论
• 3.1.3 小结
• 3.2 不同电解质比率下对抗熔融冰晶石电解液侵蚀性能影响
• 3.2.1 硅酸铝质砖在不同电解质比率下的抗熔融冰晶石侵蚀试验
• 3.2.1.1 试验结果
• 3.2.1.2 分析与讨论
• 3.2.1.3 小结
• 3.2.2 干式防渗料在不同电解质比率下的抗熔融冰晶石侵蚀试验
• 3.2.2.1 试验结果
• 3.2.2.2 分析和讨论
• 3.2.2.3 小结
• 3.3 不同试验气氛下抗熔融冰晶石电解液侵蚀试验
• 3.3.1 试验结果
• 3.3.2 分析与讨论
• 3.3.3 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢