铝电解用惰性可润湿性TiB复合阴极涂层的研制与工业应用

摘要

为了克服中国预焙铝电解槽槽寿命过短的严重弊端,并且发展新型铝电解槽用惰性可润湿性阴极材料,该文在广泛的文献调查和前人工作基础上,对TiB<,2>复合阴极涂层材料和技术进行了深入的研究.(1)对TiB<,2>粉末原料的性质和TiB<,2>阴极涂层的性能进行了较为全面的研究.(2)探讨了TiB<,2>阴极涂层的增强机理.(3)在实验室内,检测了优化后的TiB<,2>阴极涂层材料的性能,(4)提出了常温固化TiB<,2>阴极涂层的概念;研制了常温固化TiB<,2>复合阴极涂层材料,并检测了其性能;分别在160kA和75kA预焙槽上,应用了常温固化TiB<,2>复合阴极涂层技术,并对常温固化涂层槽进行了考核.与对比槽相比较,常温固化涂层槽正常生产后,阴极表面干净、光洁,无沉淀或结壳,炉膛规整,阴极、阳极电流分布均匀,炉底压降降低(平均降低11.5mV),电流效率提高(平均提高1.48％);涂层在电解槽内存在的时间可达到44个月以上;常温固化涂层同样可以起到改善电解槽工作状态、节能降耗、延长槽寿命的作用.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及学位论文使用授权说明

1.前言

1.1.铝电解技术发展概况

1.2.我国电解铝工业的现状

1.3.课题研究的目的和意义

2.文献综述

2.1.铝电解用惰性可润湿性阴极的研究进展

2.1.1.对铝电解用惰性可润湿性阴极的要求

2.1.2.铝电解用TiB2惰性可润湿性阴极材料的研究与应用

2.2.碳胶TiB2阴极涂层在现行铝电解槽上的应用

2.2.1.碳胶TiB2阴极涂层在现行铝电解槽上应用的背景和主要原因

2.2.2.碳胶TiB2阴极涂层及其在现行槽上的应用概述

2.3.本课题实验研究内容与试验方案

3.TiB2阴极涂层的制备及其基本性能研究

3.1.引言

3.2.实验

3.2.1.原料TiB2粉末物理、化学性能的检测

3.2.2.TiB2涂层的制备

3.2.3.TiB2涂层性能检测

3.3.结果与讨论

3.3.1.原料TiB2粉末的分析

3.3.2.TiB2阴极涂层固化、炭化升温制度的制定

3.3.3.TiB2阴极涂层的导电性

3.3.4.TiB2阴极涂层的抗钠渗透性

3.3.5.阴极材料抗钠渗透性的数值化表征初探

3.3.6.TiB2阴极涂层与熔融金属铝液的润湿性

3.4.小结

4.TiB2阴极涂层增强机理的研究及涂层配方的优化

4.1.引言

4.2.实验

4.2.1.碳纤维表面氧化处理

4.2.2.呋喃树脂粘均分子量的测定

4.2.3.TiB2涂层糊料的制备

4.2.4.性能的检测

4.3.结果与讨论

4.3.1.碳纤维含量对TiB2涂层抗拉强度的影响

4.3.2.碳纤维表面处理对TiB2涂层阴极性能的影响

4.3.3.呋喃树脂粘均分子量对TiB2涂层阴极性能的影响

4.3.4优化后的TiB2涂层阴极配方

4.4.小结

5.TiB2阴极涂层的性能检测和涂层电解槽的指标考核

5.1.引言

5.2.实验

5.2.1.工业过程模拟与性能检测

5.2.2.TiB2阴极涂层的工业应用试验与涂层槽的性能指标考核

5.3.结果与讨论

5.3.1.实验室所检测的TiB2阴极涂层的性能

5.3.2.TiB2阴极涂层性能的工业考核

5.4.小结

6.常温固化TiB2阴极涂层的研制与工业应用

6.1.引言

6.2.实验

6.2.1.常温固化TiB2阴极涂层的实验室研究

6.2.2.常温固化TiB2阴极涂层的工业应用

6.3.结果与讨论

6.3.1.常温固化TiB2阴极涂层的实验室研究结果与讨论

6.3.2.常温同化TiB2阴极涂层的工业应用考核

6.4.小结

7.结论与展望

7.1.结论

7.1.1.TiB2阴极涂层的制备及其基本性能

7.1.2.TiB2阴极涂层增强机理的研究及涂层配方的优化

7.1.3.TiB2阴极涂层的性能检测和指标考核

7.1.4.常温固化TiB2阴极涂层的研制及工业应用

7.2.本研究的主要创新点

7.3.展望与建议

参考文献

致谢

攻读博士学位期间的主要研究成果