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阳极磷生铁阳极炭块组装是将阳极导杆、钢爪和预焙阳极炭块组合为一体的工艺过程,铝导杆、钢爪头和预焙阳极炭块通过浇注磷生铁连接在一起。磷生铁浇注的质量直接影响到铝电解能耗,因 此,研究和优化磷生铁配方具有非常重要的意义。 磷生铁的成分,特别是铁水中的五大元素的含量对于铸造性能和铁—炭接触电阻关系密切。C:理化性能是膨胀,并呈石墨片状,要求3~4%,由于C起膨胀作用,可使铁水冷却后减少收缩,铁与碳碗之间接触面积增大,从而使上槽后的铁炭压降降低。
纵观国内外一些铝厂用过的或正在使用的磷生铁组成,虽然其配方不完全相同,但共同存在如下一些问题①高温流动性不好,工频炉熔炼温度偏高至1400~1450℃,有时高达1500℃以上,使铁水在浇铸时熔化钢爪,铁环压脱困难,工频炉炉衬易被溶蚀,缩短寿命;②磷生铁环与碳碗壁热胀冷缩匹配不理想,组装阳极块有松动现象,阳极铁-碳压降偏高,有的高达180~200mv以上;③磷生铁室温脆性较差,增加了铁环压脱机的负荷和维护工作量,备品备件消耗量大;④磷生铁熔炼过程中,碳被烧损,而增碳又比较困难,被迫报废一部分回炉铁,使生产成本增加。
管铝电解阳极组装用磷生铁存在如此多的问题,也许由于属交叉学科未被人们注意,国内外在这方面开展的研究工作不多。在国内,80年代郑州铝厂与中科院上海冶金研究所、上海计算机研究所等单位共同开展过“预焙阳极铁碳压降模式识别”课题的联合研究,但郑州铝厂预焙阳极磷生铁新配方的铁碳压降仍高达195.7mv,见阮显培“模式识别在铝电解预焙阳极铁碳压降调优中的应用”——《铝镁通讯》,1987,№3,10~20。