铝用阴极冷捣糊的研究

论文摘要

铝用阴极冷捣糊的施工温度为25～50℃,相比于热捣糊的施工温度100℃左右,冷捣糊的施工温度较低,不需加热,在室温下就能直接使用。冷捣糊具有与热捣糊相媲美的性能,但明显改善了工人施工条件,并减少了对环境的污染。冷捣糊的工业化生产技术一直由美国、法国、日本、挪威等发达国家控制,长期以来对我国施行严密的技术封锁,因此我国急需自主研究和开发冷捣糊并使之产业化。本文以电煅煤为骨料、中温沥青为粘结剂、蒽油为稀释剂、金属硅粉和硫为粘结剂添加剂,另添加石墨和TiB2制备铝用阴极冷捣糊。研究了颗粒组成,蒽油加入量对粘结剂炭化率的影响；粘结剂不同配比对试样灰分、挥发份、体积密度、抗压强度、电阻率、真密度、收缩率、抗钠侵蚀的影响；试样在焙烧过程中物相变化；添加剂对试样的性能影响；以及石墨和TiB2加入量对试样的影响。研究结果表明：(1)颗粒级配对冷捣糊的物理性能有较大的影响,对焙烧后的试样性能研究表明,当粒度分布系数n为0.45时,性能较好。(2)当粘结剂中蒽油加入量为30%时,冷捣糊体积密度较大,电阻率最小,灰分、挥发份、真密度、收缩率都比较优秀。随着葸油加入量增加,煤沥青的析焦率降低。(3)由于金属硅粉、硫能提高煤沥青的析焦率,因此随着加入量的增加,捣打料的体积密度、抗压强度都有不同程度的提高；研究表明,当金属硅粉、铝粉加入量分别为3%、2.5%时,试样的强度、体积密度、电阻率、收缩率较好。(4)石墨的加入有利于试样电阻率降低,但不利于试样的抗压强度。添加剂TiB2具有良好的抗钠渗透性能,它的加入能减小炭块阴极的钠膨胀。(5)通过对试样进行差重分析,分析了试样在焙烧过程中物相变化,研究了粘结剂作用机理,有利于对产品性能分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 阴极糊
• 1.2 阴极糊的原料
• 1.2.1 骨料
• 1.2.2 粘结剂
• 1.2.3 添加剂的作用
• 1.3 煤沥青的热解缩聚行为及其对焙烧工艺的指导意义
• 1.3.1 焙烧过程中煤沥青的热解缩聚行为
• 1.3.2 煤沥青的热解缩聚特征对焙烧曲线制定的指导意义
• 1.4 阴极糊生产实践及要求
• 1.4.1 阴极糊的捣固作业
• 1.4.2 阴极糊的作用及要求
• 1.5 冷捣糊
• 1.5.1 铝用阴极冷捣糊的生产工艺
• 1.5.2 铝用阴极冷捣糊的研制和开发
• 1.6 本课题提出研究内容和创新点
• 第二章 实验原料和实验方法
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器设备
• 2.3 试样制备及检测
• 2.3.1 试样制备
• 2.3.2 试样物理性能检测
• 2.3.3 TG-DSC
• 2.3.4 扫描电镜（SEM）和能谱分析
• 第三章 不同颗粒级配对冷捣糊性能影响
• 3.1 前言
• 3.2 实验原理
• 3.3 实验方案
• 3.4 结果分析
• 3.4.1 n值对冷捣糊体积密度的影响
• 3.4.2 n值对冷捣糊显气孔率的影响
• 3.4.3 n值对冷捣糊抗压强度的影响
• 3.4.4 n值对冷捣糊电阻率的影响
• 3.5 结论
• 第四章 粘结剂配比对冷捣糊性能的影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验方案
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 蒽油加入量对粘结剂炭化率的影响
• 4.3.2 灰分和挥发份
• 4.3.3 体积密度和显气孔率
• 4.3.4 抗压强度
• 4.3.5 电阻率
• 4.3.6 真密度
• 4.3.7 收缩率
• 4.3.8 抗钠侵蚀性能
• 4.4 结论
• 第五章 添加剂对冷捣糊性能影响
• 5.1 金属硅粉加入量对冷捣糊性能的影响
• 5.1.1 前言
• 5.1.2 实验方案
• 5.1.3 实验结果和分析
• 5.2 硫加入量对冷捣糊性能的影响
• 5.2.1 前言
• 5.2.2 实验方案
• 5.2.3 实验结果和分析
• 5.3 小结
• 2对冷捣糊性能影响'>第六章 石墨和TiB₂对冷捣糊性能影响
• 6.1 石墨对冷捣糊性能影响
• 6.1.1 前言
• 6.1.2 实验方案
• 6.1.3 实验结果和讨论
• 6.2 TiB2对冷捣糊性能影响
• 6.2.1 前言
• 6.2.2 实验方案
• 6.2.3 实验结果和分析
• 6.3 小结
• 第七章 冷捣糊焙烧过程物理化学变化
• 7.1 前言
• 7.2 实验方案
• 7.3 实验结果和分析
• 7.3.1 冷捣糊焙烧过程变化
• 7.3.2 只用煤沥青为粘结剂的捣固糊焙烧变化
• 7.4 小结
• 第八章 结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参考文献