汤 伟,李德赞,余龙进,倪德江,赵志彬

(1.广西华磊新材料有限公司,广西 百色 531400;2.沈阳铝镁设计研究院有限公司,辽宁 沈阳 110001)

铝电解槽阴极炭块组是电解槽结构设计的主体部分之一,作为电解生产中电平衡、热平衡部分最重要的一环,要求其具有良好的导电性能和传热特性。阴极炭块还是有效延缓电解质向下渗透的第一道防线[1],因此又要求其在高温下具备抗冰晶石熔体侵蚀、钠渗透的特性。

对于阴极炭块材料的选择,国内电解企业和国外电解企业走出了截然不同的技术路线。国外一些大型铝厂(如美铝、迪拜、海德鲁等)很早就开始石墨化阴极炭块的应用研究。鉴于石墨化炭块自身良好的导电、导热性能,抗钠渗透和抗热膨胀性能,西方铝厂普遍采用了高电流密度、高电流效率的电解技术路线[2]。国内电解铝厂则长期习惯于使用具备价格优势的石墨质炭块,最先进的电解技术只在能耗方面维持世界先进水平,在生产率(电流密度和电流效率)还有一定差距。

近年来国内一些电解设计科研院所和生产企业逐渐认识到石墨化阴极炭块的优势,陆续开始工业探索。陶绍虎[3]以某电解企业为依托,对其500 kA电解系列的石墨质阴极和石墨化阴极两种槽型的工艺参数进行分析。统计发现石墨化电解槽阴极压降长期保持在240～260 mV之间,而石墨质电解槽的阴极压降则飙升到～340 mV。一年的平均数据统计显示石墨化电解槽的电流效率高1.49%。营口忠旺铝业[4]也做了类似的工业尝试。……