降低陽極鐵 碳壓降的生產實踐

2022-05-19 16:37:34 字數 3288 閱讀 1886

在電解鋁廠的生產中,陽極被譽為「電解的心臟」,而作為陽極組裝質量的主要指標,鐵—碳壓降的高低,在一定程度上決定著噸鋁電耗的高低。特別在大型預焙鋁電解槽的生產實踐中,電流強度普遍較大,每處壓降(既使很小)長時間累計下來就是很大的數字。如何降低鐵—碳壓降,可以說是直接關係到鋁電解生產成本的大問題之一。

我車間採用各種具體措施降低鐵—碳壓降,收效甚好。

一般來講,促使陽極鐵—碳壓降公升高的原因主要有以下幾個方面:

1、鋼爪砂洗除鏽不到位,高度不夠,不潔淨,有鐵鏽、雜質等附著在上面,形成隔離層,影響導電,從而使壓降公升高。

2、磷生鐵中粉塵和碳粒處理不達標,在澆注過程中產生雜質氣泡夾雜,增大磷生鐵的電阻,使壓降公升高。鐵水中的氣體和非金屬夾雜物含量不僅影響強度和致密度,而且還與磷鐵形成氣孔、裂紋等缺陷有關,還直接降低導電性能。

3、澆注前對碳碗的吸灰、清理不乾淨,會影響鐵水的流動,或者混入鐵水,造成鐵水與碳碗接觸不緊密,鐵水本身夾雜。吸灰不乾淨,也可導致澆注後磷鐵環與碳碗之間有明顯的縫隙,導桿可以輕微的晃動。在澆注過程中,鋼爪上粘結的氧化鋁粉或面殼塊會落入碳碗,影響澆注質量。

4、爪頭上抹的鉛粉、石墨塗料不到位,不均勻,不能起到良好導電作用,反而使壓降公升高。鉛粉、石墨中的水分揮發不出去,會使鐵水在澆注中起泡或翻騰,嚴重時還會發生放炮現象,影響澆注質量。

5、澆注中因碳塊潮濕,不得不進行二次澆注(先在碳碗中注入少量鐵水,對碳塊進行預熱,然後再進行澆注,從**到車間的殘磷鐵碗上,可以很清楚的看到二者有一道明顯界限),澆注鐵水流速不均勻或流速過快,都會使鐵水收縮不合理,形成磷鐵環斷裂縫,即炸裂縫(有的有兩處以上斷裂紋)。二次澆注會使鐵水上下翻騰,夾雜氣泡,兩次澆注磷鐵間出現斷層,增大電阻,在電解生產中產生熱量,嚴重的會造成陽極碳塊整個脫落。

6、鋼爪、陽極碳塊本身質量有問題,雜質過多。鋼爪中有氣孔、夾渣,會影響鋼爪的導電性能。碳陽極中的成分主要是炭,其他雜質含量應盡量少,特別是鐵、矽、礬、鈦、鎳、硫等氧化物,不僅影響碳陽極的理化指標,而且會在電解過程中進入鋁液而影響鋁的純度或影響電流效率,對生產不利。

碳塊灰份大,氣孔率高,使電阻率增大,結果表現在鐵—碳壓降上就是壓降公升高。沖天爐一般採用焦碳和殘陽極塊,如果含硫高,灰份大,就會影響鐵水質量。

7、鐵水澆注溫度。溫度一直是磷鐵澆注的重點。按照一般作業要求,鐵水的出爐溫度至少比澆注溫度高50℃,鐵水出爐溫度至少不低於1350℃(作業要求最低為1300℃)。

鐵水溫度過高會出現收縮比大(鐵水收縮分三個步驟:液態鐵水收縮、液固態收縮、固態收縮)和炸裂縫,導桿易出現鬆動;溫度過低,鐵水流動性變差,滲碳能力降低,導電性能不好,造成澆注困難,鐵水不能使用,必須倒掉,浪費人力、物力。

8、脫硫、除渣效果不好,影響壓降。鑄鐵熔煉過程中,必須將有害的元素成分(硫以及其它干擾鑄鐵正常結晶和組織控制的微量元素等),控制在限量以下。磷生鐵各原料成分配比、加料次序不適當,會影響脫硫、除渣效果。

在沖天爐熔煉過程中要勤脫硫、除渣。沖天爐熔煉中鐵液中硫的**,一是爐料中固有的硫,二是從焦碳中吸收的硫。酸性沖天爐不具有脫硫能力,鹼性沖天爐能在一定程度上起到脫硫的作用,而我們使用的是直筒冷風酸性沖天爐,因此只能採用爐外脫硫。

爐渣鹼度在一定範圍內提高時,有利於降低鐵液含硫量;溫度提高時,鐵液在熔煉過程中增硫量減少;爐氣氧化性強時,渣中feo含量增高,不利於脫硫反應的進行。適當提高焦鐵比,減小送風強度,有利於脫硫。原料中含硫量高,硫使鐵化合成低熔點的硫化亞鐵,鐵水流動性變差,鐵水滲碳效能不好,減少導電性,增加電阻,造成鐵—碳壓降高。

我們一般採用爐外脫硫(用純鹼、電石脫硫劑等脫硫),硫在鐵水中主要以硫化鐵形式存在,純鹼在高溫鐵水中能發生分解反應,分解產物氧化鈉能與鐵水中的硫化鐵反應,生成穩定的不熔於鐵水的硫化鈉,硫化鈉比重比較小,因而浮到渣中被排除,從而起到脫硫作用。如果脫硫後除渣不好,雜質和硫化物就仍會留在鐵水中,增大電阻,影響導電性能。因此,脫硫劑在使用過程中,必須配合使用除渣劑(一般用珍珠岩碎料做除渣劑或使用專門的除渣劑),否則效果不好。

9、磷生鐵配比和磷生鐵中的五大元素影響。一般鑄鐵的成分範圍大致為:c2.

4-4.0%,si0.6-3.

0%,mn0.2-1.2%,p 0.

1-1.2%,s 0.08-0.

15%。我們要求的成分為:c2.

5-3.5%,si2.5-3.

5%,mn0.3-0.9%,p 0.

6-0.9%,s<0.2%。

沖天爐熔煉過程中各元素含量的變化為:si 損失15%、mn 損失20%、s 增加50%,p和si基本上沒有變化。磷生鐵配比要能補充生鐵中燒損的元素量,並調整磷鐵的成分和效能,使之達到使用要求——即在主要使用回爐鐵和新生鐵以外,還要按要求增加原料矽、錳、磷鐵的使用量。

在開爐的前兩批爐料中,一定要按要求新增瑩石(作為熔劑,鹼性物質,可以促進脫硫),否則會造成開爐不暢。五大元素也會影響澆注質量,從而使壓降公升高。 磷鐵中的硫含量增加,會導致鐵水的流動性下降,影響澆注並增大電阻。

磷鐵中的磷含量增加,鐵水的熔點降低,鐵水流動性提高,對澆注有利。隨著碳、矽含量增加,鐵水的流動性降低,石墨化程度增加。含硫較高的磷鐵中,隨錳含量的增加,鐵水的流動性下降。

磷鐵中的硫是強烈阻礙增碳的元素,具有強烈的白口化作用,是澆注中最有害的元素,它嚴重影響導電率和鐵水流動性,必須嚴格控制其含量。

10、運輸過程中,沒有對碳塊作好保護工作,致使壓降公升高。防止雨水、灰塵等侵入到磷鐵環與碳碗縫隙中,特別是碳塊受潮,上槽後在碳塊磷鐵環處會產生裂紋,增大電阻,造成壓降公升高。

11、測量時產生誤差也會使壓降公升高。一般測量使用銅棒進行接觸測量,銅棒與鋼爪、碳塊接觸不緊密,就會產生誤差。在電流波動較大時測量,也會出現測不准的現象。

找準原因後,就可以對症下藥,從各個方面,採用各種措施來降低鐵——碳壓降,達到了高溫、高產、優質、低耗的目的。我車間目前採用了以下具體方法來降低鐵——碳壓降:

1、加強除鏽工作管理。要求要除去鋼爪底以上15cm的鐵鏽,並且要對鋼爪上的雜質進行清除,鋼爪底部也要清理,要求處理後必須露出金屬光澤。

2、鋼爪上塗刷石墨粉塗料(鉛粉)。在塗刷石墨粉塗料前要先進行鋼爪清理,除去鋼爪上的雜物。石墨粉塗料的配比也要達標,按溶液比重1.25進行配料。

3、對碳碗的清理要做到碗內、碗邊無灰塵、雜物。

4、加強磷鐵的配比和開爐熔煉。要求爐前人員按照作業要求進行配料,小料必須過秤,各種物料要清潔,大小合乎標準,重量不得超差,各種元素含量一定要控制到範圍內。

5、嚴格控制鐵水溫度,不合格的不准澆注。對碳塊進行檢查,防止受潮,杜絕二次澆注。

6、從前爐放出的鐵水要新增脫硫劑和除渣劑,進行脫硫和除渣。

7、澆注過程中,鐵水流速要均勻,不准對爪頭澆,防止鐵水澆注中落入雜物。

經過車間全體職工的不懈努力,按照作業要求認真操作,對澆注工作中的各個環節嚴格要求,鐵——碳壓降比以往有了很大的降低,已由原來的每月超標

一、兩萬毫伏降到了幾千毫伏,效果非常明顯。按照這種情況,預計全年車間將可為公司節約資金數百萬元,效益可觀。

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