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铝电解槽用捣固糊的研究概述 摘要： 捣固糊主要用于填充阴极缝隙，它的破损是造成铝电解槽早期破损、缩短槽寿命的重要原因之一。本文介绍了捣固糊及其在电解槽焙烧过程中的膨胀收缩等性能，阐述了捣固糊破损的特征并分析了其破损机理。 关键词： 铝电解槽； 捣固糊； 膨胀收缩性能； 早期破损； 破损机理 Ron Evolution of Ramming Paste in Aluminum Electrolysis Cell Abstract: Ramming paste is mainly used to fill the gap between two cathodes. Its breakage usually causes the forepart dilapidation of aluminium electrolysis cell. This makes the service life of prebaked cell shortened. This paper introduces the dilatation and shrinkage properties of ramming pastes when they are baked in electrolysis cells. Some characteristics of ramming paste breakage are described in the paper. Finally, the mechanism of breakage is analyzed. Key Words: aluminium electrolysis cell； ramming paste； dilatation and shrinkage properties； forepart dilapidation； breakage mechanism 1 前 言 铝电解生产的主要设备是电解槽。铝电解槽寿命的长短，不仅关系到大修的费用、铝的产量和质量，更关系到整个企业的经济效益，通过延长电解槽的寿命而降低电解铝成本是一种最有效的途径。影响铝电解槽寿命的因素很多，虽然铝电解过程本身不消耗阴极，但在腐蚀和各种应力的作用下，积年累月，电解槽的内衬也将遭到严重破坏，迫使停产。 在铝电解生产中，电解槽作为在高温、高磁场、强腐蚀性电解质状态下运行的设备，它的破损几乎都是先由阴极的破损引起的。寿命并不取决于阴极炭块的腐蚀程度，而取决于其薄弱环节的抗侵蚀能力]。从现场情况和统计数据看，电解槽的早期破损主要是人造伸腿被严重侵蚀和炭间糊出现缺陷，形成铝液渗透通道。由于电解质对槽底部的渗透速率及渗透量一定程度上取决于捣固糊与炭块间缝隙，因此，捣固糊与炭块间缝隙大小电解槽寿命的长短能量效率的高低]。铝电解槽焙烧启动期间，阴极捣固糊提供一个缓冲层来吸收阴极炭块的热膨胀[]，然而，两者间的收缩和膨胀不同步，阴极捣固糊的收缩率高，导致炭块与捣固糊烧结体间存在缝隙烧结体孔隙率高、强度低，易形成电解液和铝液渗入通道。因此，阴极捣固糊及其在电解条件下的性能对电解槽早期破损有重要的影响。 目前，铝电解行业阴极材料，如普通阴极炭块、半石墨质炭块、高石墨质炭块、全石墨质炭块、半石墨化炭块、石墨化炭块等，均预先经过高温焙烧，材料强度较高，而捣固糊在应用前没有经过高温处理，成为阴极内衬较为薄弱的部位，特别是其在焙烧启动期间或电解过程中与阴极碳块的匹配性问题，直接影响着电解槽的寿命。因此，了解捣固糊在铝电解槽中及破损机理，对延长槽寿命、增加铝产量、降低成本具有重要的意义。本文主要针对捣固糊在电解槽焙烧启动时的变化以及破损机理进行了介绍，为进一步提高捣固糊质量和开发新型捣固糊提供参考。 2 捣固糊性能及分类 捣固糊的主要作用在于砌筑电解槽阴极炭块，填充炭块间的缝隙，连接底部炭块和侧部炭块以及粘接阴极钢棒，又称为阴极糊、扎糊或底糊（如图1）]。用于填充炭块之间孔隙的捣固糊，可以阻止铝液和电解质熔体渗入阴极内部；用于周边的捣固糊在电解槽焙烧启动期间，可以提供一个缓冲层以吸收炭块的热膨胀。 2.1 捣固糊的分类 根据不同的分类标准，捣固糊可以分为不同的种类。按其施工温度，可分为热捣糊、温捣糊和冷捣糊。根据所使用的骨料不同，可分为普通捣固糊和半石墨捣固糊，而。按其组成骨料的颗粒及填充缝隙的大小，可分为细缝糊和粗缝糊。细缝糊用以粘结小于2 mm的炭缝，其骨料主要为小于100目的焦粉；粗缝糊用填充较大的缝隙及捣打炭垫。按使用部位，捣固糊又可分为周边糊(周围糊)、炭间糊和钢棒糊。表1列出了我国捣固糊理化性能指标。 图1 大型预焙铝电解槽内衬阴极材料结构图 1-底部炭块；2-侧部炭块；3-炭间糊；4-周边糊；5-钢棒糊；6-炭胶泥；7-炭垫