铝电解槽侧墙内衬的损毁主要原因有:从钢壳与砖衬间吸人空气引起材料的氧化;高温下冰晶石、NaF和铝液的侵蚀; 熔体流动造成的冲刷;温度波动及热膨胀引起热应力。
铝电解槽的侧墙过去一直沿用无定形炭块、石墨炭块等,这类材料最致命的缺点是抗氧化性能差,强度低。为了使侧墙不氧化,又具有较大的电阻, 侧墙正朝着部分或全部采用SiC质材料方向发展。氮化硅结合的碳化硅砖应用
最好。氮化硅结合的碳化硅砖,其具有优异的高温力学性能、导热性好,在内侧易形成冷凝渣;电阻率大,减少侧壁的电流损失;材料不易被氧化;不与铝液、冰晶石等熔体起反应;机械强度高,还可大大减少衬砖厚度,增加电解槽的容积,稳定操作。例如原来用炭砖时侧墙厚度约200~400mm,采用氮化硅结合的碳化硅砖后侧墙厚度只要75mm。
氮化硅结合碳化硅的理化性能指标 | |||
理化性能 | 规定值 | 实测值 | 大唐产品 |
SiC/% | ≥72 | 73 | 75 |
Si3N4/% | ≥21 | 23 | 21 |
Si/% | ≤1.0 | 0.3 | 0.3 |
Fe2O3% | ≤1.0 | 0.4 | 0.5 |
显气孔率% | ≤17 | 15 | 15 |
体积密度/g.cm-3 | ≥2.65 | 2.7 | 2.67 |
耐压强度/MPa | ≥150 | 220 | 165 |
抗折强度/MPa | ≥45 | 52 | 48 |
抗折强度/MPa(1400℃,0.5h) | ≥53 | 65 | 53(1350℃,0.5h) |
热导率 (1000℃,2h) | ≥17 | 18.5 | 16.9(1200℃,2h) |
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