鋁電解陽極防氧化涂層材料應(yīng)用的試驗

李 強，楊賢福

（重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401423）

1 試驗?zāi)康募澳繕?biāo)

1.1 試驗?zāi)康?/h3>

使用BY-4型納米陶瓷基高溫防氧化涂層材料采用噴涂方式噴涂在預(yù)焙陽極表面，驗證涂層材料對碳素陽極的防氧化效果。

1.2 試驗?zāi)繕?biāo)

（1）在650mm開槽預(yù)焙陽極36天使用周期的基礎(chǔ)上，不影響原鋁質(zhì)量，不增加生產(chǎn)成本的前提下，使用防氧化涂層噴涂陽極延長陽極使用周期1天[1]。

（2）降低陽極毛耗，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，達到降本增效，環(huán)保節(jié)能的要求。

2 試驗方法

2.1 試驗方法

在電解車間選定1041#、1042#、1043#、1044#4臺槽使用BY-4型納米陶瓷基高溫防氧化涂層材料涂覆陽極，為試驗槽；1045#、1046#、1047#、1048#槽為對比試驗槽。通過測量殘極高度并結(jié)合陽極實際使用周期驗證涂層材料的抗氧化效果。

2.2 納米陶瓷基高溫防氧化涂層材料的用量

噴涂用量：8.5塊/桶～10.5塊/桶（30kg），平均用量9塊/桶（最佳用量10塊/桶）。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 殘極對比

表1 殘極長寬高對比表

表2 殘極其他數(shù)據(jù)對比表(第3周期)

3.1.1 殘極長寬高對比情況

（1）第1個周期：該周期內(nèi)試驗槽與對比槽周期均為36天，殘極尺寸如下[2]：

長度：試驗極1616mm，對比極1599mm，試驗極較對比極長17mm。

寬度：試驗極630mm，對比極590mm，試驗極較對比極寬40mm。

高度：試驗極“實際消耗”479.7mm，對比極493.2mm，試驗極較對比極少消耗13.5mm。

（2）第2個周期：該周期內(nèi)統(tǒng)計的是試驗槽周期為37天的殘極數(shù)據(jù)，對比槽為36天的殘極數(shù)據(jù)，殘極尺寸如下（小數(shù)點進行了四舍五入）：

長度：試驗極1584mm，對比極1580mm，試驗極較對比極長5mm。

寬度：試驗極566mm，對比極576mm，試驗極較對比極低9mm。

高度：試驗極“實際消耗”491mm，對比極492mm，試驗極較對比極少消耗1mm。

（3）第3個周期：該周期實驗槽為37天，對比槽為36天。但涂層陽極用完，所以只記錄了11天，數(shù)據(jù)如下（小數(shù)點進行了四舍五入）：

長度：試驗極1592mm，對比極1584mm，試驗極較對比極長8mm。

寬度：試驗極567mm，對比極561mm，試驗極較對比寬低6mm。

高度：試驗極“實際消耗”498mm，對比極499mm，試驗極較對比極少消耗1mm。

從以上殘極尺寸數(shù)據(jù)看，涂層材料對陽極的防氧化性效果明顯，涂層極延長1天周期后，高度較對比極高1mm，且長度和寬度較對比極也有明顯優(yōu)勢。由此說明，涂層陽極可在不損失殘極尺寸情況下在原換極周期的基礎(chǔ)上再延長1天[3-5]。

3.1.2 殘極外形對比情況

從第2個周期試驗槽延長1天后的殘極情況看，試驗槽殘極角部規(guī)整率為88%，對比槽為72%，試驗槽較對比槽高16%；另外，氧化率和嚴(yán)重氧化率方面，試驗槽較對比槽均低9%。試驗槽和對比槽殘極高度的離散度基本相當(dāng)，均不大。由此可見，涂層陽極延長1天周期后的殘極較對比極殘極仍更加規(guī)整[6]。

3.2 原鋁質(zhì)量

鐵含量。

（1）自試驗開始到延周期前，對比槽與試驗槽每次鐵含量差值變化，7月6日開始試驗槽延周期，故取7月5日之前（試驗槽未延周期）的對比槽與試驗槽鐵含量差值變化，鐵含量，對比槽-試驗槽（B-A）的數(shù)值呈上升趨勢。由此說明：盡管試驗槽和對比槽的鐵含量均呈上升趨勢（見①），但對比槽上升得幅度更大，在第1個周期尾聲和第2個周期內(nèi)（未延周期），涂層極由于其良好的抗氧化性，使得殘極增厚增大，故原鋁鐵含量相對偏低（刨除相同的系統(tǒng)影響后）。

（2）試驗槽延周期后，對比槽與試驗槽每次鐵含量差值變化，試驗槽延長1天周期后，對比槽與試驗槽鐵含量差值（B-A）先呈下降趨勢，再呈上升趨勢，總體變化不大。

（3）鐵含量不同階段的變化對比：

初始鐵含量情況：以5月20日前的平均值為初始值，即，該時間段涂層對原鋁鐵含量理論上無影響。此階段的對比槽B為0.127，試驗槽A為0.124，對比槽比試驗槽大0.003。

延周期前鐵含量情況：取5月1日～7月5日數(shù)據(jù)，對比槽B為0.135，試驗槽A為0.124，對比槽比試驗槽大0.012，較初始鐵含量①增加了0.009。說明刨除系統(tǒng)影響，使用涂層的試驗槽鐵含量相對下降。

延周期后鐵含量情況：取7月6日～8月21日數(shù)據(jù)，對比槽B為0.145，比延周期前上升0.010；試驗槽A為0.128，比延周期前上升0.006，對比槽上升幅度較試驗槽大0.004。說明刨除系統(tǒng)影響，使用涂層的試驗槽鐵含量相對下降。

4 試驗結(jié)論

（1）涂層陽極在一個完整的電解周期內(nèi)能較好的覆蓋于碳素陽極外側(cè)，從而緩解炭塊的氧化掉渣，延長陽極使用周期，使得殘極形貌方正規(guī)整。

（2）根據(jù)周期不變和周期延長1天的完整周期數(shù)據(jù)，分別驗證了碳素陽極涂層材料保護項目可增加殘極1天消耗量高度的事實，能在原周期基礎(chǔ)上有效延長1天使用周期[7]。

（3）使用抗氧化涂層延長1天周期后，原鋁鐵含量將略有降低，而硅含量略有上升（56ppm），對原鋁品位總體上無影響。