[實用新型]一種陰極炭塊磨蝕試驗裝置

有效

• 申請號: 201020659404.9
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN201955277U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 楊宏杰;劉風琴;羅英濤;康全林;白文博
• 申請（專利權）人: 中國鋁業股份有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N17/02
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

一種陰極炭塊磨蝕試驗裝置，涉及鋁電解槽用陰極炭塊抗磨蝕性能分析的試驗裝置。

背景技術

根據炭塊的石墨化程度和石墨含量可以將陰極炭塊分為石墨化陰極炭塊、全石墨質陰極炭塊、高石墨質陰極炭塊和半石墨質陰極炭塊四種。不同種類的陰極炭塊理化性能差異較大。半石墨質陰極炭塊機械強度高，導電和抗鈉腐蝕能力差；石墨化陰極炭塊導電和抗鈉腐蝕能力強，但是機械強度較低。

在鋁電解生產過程中，陰極炭塊與熔融鋁液和電解質接觸，不僅受到流動高溫液體的沖刷，還要經受鋁、鈉和電解質的化學侵蝕、滲透及由此引起的一系列化學反應。陰極炭塊的磨蝕分為機械磨蝕和化學磨蝕，受電流密度、電解質成分和氧化鋁濃度等因素影響，不同陰極材料磨蝕狀況各有差異。陰極炭塊抗磨蝕能力的好壞對電解槽的電流效率、電耗以及槽壽命影響很大。國家標準和行業標準均未給出評判陰極炭塊抗磨蝕能力的方法，其研究還處于空白狀態。

發明內容

本實用新型的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種改變電解溫度、試樣轉速、電解質成分、陰極炭塊電流密度等實驗參數，對影響陰極炭塊抗磨蝕的電解工藝條件進行試驗的陰極炭塊磨蝕試驗裝置。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現的。

1.一種陰極炭塊磨蝕試驗裝置，其特征在于該裝置的結構包括：

加熱爐，該加熱爐為一電加熱爐；爐體從中部豎直對開，由左右兩扇加熱組件構成；

托架，該托架為一穿過加熱爐爐膛底部，頂端居中位于加熱爐爐膛下部、底端固定在基礎上的桿狀托架。

鐵坩堝，該鐵坩堝位于加熱爐爐膛內，底端固定在托架頂端。

石墨坩堝，該石墨坩堝置于鐵坩堝內，石墨坩堝由坩堝體和坩堝蓋組成，坩堝蓋中部開圓孔，試樣固定桿從孔中穿過。

試樣固定桿，該固定桿為一導電桿，居中垂直插入加熱爐爐膛的石墨坩堝上部，上端位于加熱爐上方，由電機轉動機構帶動而旋轉。

直流電源，該直流電源為可調式，與試樣固定桿聯接。

保護氣體通入管—該通入管插入加熱爐爐膛內。

本實用新型的一種陰極炭塊磨蝕試驗裝置，其特征在于其直流電源試樣固定在試樣固定桿下端，直流電源的電流通過試樣的電流密度為0-10A/cm²任意可調。

本實用新型的一種陰極炭塊磨蝕試驗裝置，其特征在于電機轉動機構帶動而旋轉通過試樣固定桿帶動試樣旋轉，轉速范圍0～400周/分鐘任意可調。

本實用新型的一種陰極炭塊磨蝕試驗裝置，可以改變電解溫度、試樣轉速、電解質成分、陰極炭塊電流密度等實驗參數，研究影響陰極炭塊抗磨蝕的電解工藝條件，根據試樣的電解磨蝕狀況，評判不同陰極炭塊抗磨蝕能力。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

具體實施方式

一種陰極炭塊磨蝕試驗裝置，其該裝置的結構包括：

加熱爐1，該加熱爐為一電加熱爐；?爐體從中部豎直對開，由左右兩扇加熱組件構成；

托架2，該托架為一穿過加熱爐爐膛底部，頂端居中位于加熱爐爐膛下部、底端固定在基礎上的桿狀托架。

鐵坩堝3，該鐵坩堝位于加熱爐爐膛內，底端固定在托架頂端。

石墨坩堝4，該石墨坩堝置于鐵坩堝內。

試樣固定桿5，該固定桿為一導電桿，居中垂直插入加熱爐爐膛的石墨坩堝上部，上端位于加熱爐上方，由電機轉動機構6帶動而旋轉。

直流電源7，該直流電源為可調式，與試樣固定桿聯接。

保護氣體通入管8，該通入管插入加熱爐爐膛內。

操作時，將被測陰極炭塊試樣10與試樣固定桿下端固定，試樣埋入裝有電解質的石墨坩堝中，電解質是工業電解質，或者是試劑調配的電解質。石墨坩堝放入鐵坩堝中，連接桿上端和調速電機相連。保護氣體通入爐膛內，加熱爐升溫到電解溫度（900-1000℃）。在電解質完全融化后，直流供電系統向被測試樣輸入直流電。電解一段時間后，斷開直流電，加熱爐斷電冷卻至室溫。取出石墨坩堝并破壞，試樣從電解質中分離出。根據試樣的電解磨蝕狀況，評判不同陰極炭塊抗磨蝕能力。可以改變電解溫度、試樣轉速、電解質成分、陰極炭塊電流密度等實驗參數，研究影響陰極炭塊抗磨蝕的電解工藝條件。附圖中9為熱電偶。