專(zhuān)利名稱：一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置，涉及鋁電解槽用陰極炭塊抗磨蝕性能分析的試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)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(zhì)陰極炭塊、高石墨質(zhì)陰極炭塊和半石墨質(zhì)陰極炭塊四種。不同種類(lèi)的陰極炭塊理化性能差異較大。半石墨質(zhì)陰極炭塊機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)電和抗鈉腐蝕能力差；石墨化陰極炭塊導(dǎo)電和抗鈉腐蝕能力強(qiáng)，但是機(jī)械強(qiáng)度較低。在鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中，陰極炭塊與熔融鋁液和電解質(zhì)接觸，不僅受到流動(dòng)高溫液體的沖刷，還要經(jīng)受鋁、鈉和電解質(zhì)的化學(xué)侵蝕、滲透及由此引起的一系列化學(xué)反應(yīng)。陰極炭塊的磨蝕分為機(jī)械磨蝕和化學(xué)磨蝕，受電流密度、電解質(zhì)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(duì)電解槽的電流效率、電耗以及槽壽命影響很大。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均未給出評(píng)判陰極炭塊抗磨蝕能力的方法，其研究還處于空白狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種改變電解溫度、 試樣轉(zhuǎn)速、電解質(zhì)成分、陰極炭塊電流密度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，對(duì)影響陰極炭塊抗磨蝕的電解工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)的陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。1. 一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置的結(jié)構(gòu)包括加熱爐，該加熱爐為一電加熱爐；爐體從中部豎直對(duì)開(kāi)，由左右兩扇加熱組件構(gòu)成；托架，該托架為一穿過(guò)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(chǔ)上的桿狀托架。鐵坩堝，該鐵坩堝位于加熱爐爐膛內(nèi)，底端固定在托架頂端。石墨坩堝，該石墨坩堝置于鐵坩堝內(nèi)，石墨坩堝由坩堝體和坩堝蓋組成，坩堝蓋中部開(kāi)圓孔，試樣固定桿從孔中穿過(guò)。試樣固定桿，該固定桿為一導(dǎo)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。直流電源，該直流電源為可調(diào)式，與試樣固定桿聯(lián)接。保護(hù)氣體通入管一該通入管插入加熱爐爐膛內(nèi)。本實(shí)用新型的一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)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(guò)試樣的電流密度為O-lOA/cm2任意可調(diào)。本實(shí)用新型的一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)通過(guò)試樣固定桿帶動(dòng)試樣旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速范圍0 400周/分鐘任意可調(diào)。本實(shí)用新型的一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置，可以改變電解溫度、試樣轉(zhuǎn)速、電解質(zhì)成分、陰極炭塊電流密度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，研究影響陰極炭塊抗磨蝕的電解工藝條件，根據(jù)試樣的電解磨蝕狀況，評(píng)判不同陰極炭塊抗磨蝕能力。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置，其該裝置的結(jié)構(gòu)包括加熱爐1，該加熱爐為一電加熱爐；爐體從中部豎直對(duì)開(kāi)，由左右兩扇加熱組件構(gòu)成；托架2，該托架為一穿過(guò)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(chǔ)上的桿狀托架。鐵坩堝3，該鐵坩堝位于加熱爐爐膛內(nèi)，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(nèi)。試樣固定桿5，該固定桿為一導(dǎo)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。直流電源7，該直流電源為可調(diào)式，與試樣固定桿聯(lián)接。保護(hù)氣體通入管8，該通入管插入加熱爐爐膛內(nèi)。操作時(shí)，將被測(cè)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(zhì)的石墨坩堝中，電解質(zhì)是工業(yè)電解質(zhì)，或者是試劑調(diào)配的電解質(zhì)。石墨坩堝放入鐵坩堝中，連接桿上端和調(diào)速電機(jī)相連。保護(hù)氣體通入爐膛內(nèi)，加熱爐升溫到電解溫度(900-1000°C)。在電解質(zhì)完全融化后，直流供電系統(tǒng)向被測(cè)試樣輸入直流電。電解一段時(shí)間后，斷開(kāi)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(zhì)中分離出。根據(jù)試樣的電解磨蝕狀況，評(píng)判不同陰極炭塊抗磨蝕能力?？梢愿淖冸娊鉁囟取⒃嚇愚D(zhuǎn)速、電解質(zhì)成分、陰極炭塊電流密度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，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。
權(quán)利要求1.一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置的結(jié)構(gòu)包括加熱爐，該加熱爐為一電加熱爐；爐體從中部豎直對(duì)開(kāi)，由左右兩扇加熱組件構(gòu)成； 托架，該托架為一穿過(guò)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(chǔ)上的桿狀托架；鐵坩堝，該鐵坩堝位于加熱爐爐膛內(nèi)，底端固定在托架頂端；石墨坩堝，該石墨坩堝置于鐵坩堝內(nèi)，石墨坩堝由坩堝體和坩堝蓋組成，坩堝蓋中部開(kāi)圓孔，試樣固定桿從孔中穿過(guò)；試樣固定桿，該固定桿為一導(dǎo)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)；直流電源，該直流電源為可調(diào)式，與試樣固定桿聯(lián)接； 保護(hù)氣體通入管一該通入管插入加熱爐爐膛內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)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(guò)試樣的電流密度為O-lOA/cm2任意可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陰極炭塊磨蝕分析裝置，其特征在于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)通過(guò)試樣固定桿帶動(dòng)試樣旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速范圍0 400周/分鐘任意可調(diào)。
專(zhuān)利摘要一種陰極炭塊磨蝕試驗(yàn)裝置，涉及鋁電解槽用陰極炭塊抗磨蝕性能分析的試驗(yàn)裝置。其特征在于該裝置的結(jié)構(gòu)包括加熱爐，穿過(guò)加熱爐的托架，位于加熱爐爐膛內(nèi)的鐵坩堝，置于鐵坩堝內(nèi)的石墨坩堝，居中垂直插入加熱爐爐膛的石墨坩堝上部的試樣固定桿，與試樣固定桿聯(lián)接的可調(diào)式直流電源，插入加熱爐爐膛內(nèi)的保護(hù)氣體通入管。該裝置可以改變電解溫度、試樣轉(zhuǎn)速、電解質(zhì)成分、陰極炭塊電流密度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，研究影響陰極炭塊抗磨蝕的電解工藝條件。根據(jù)試樣的電解磨蝕狀況，評(píng)判不同陰極炭塊抗磨蝕能力。
文檔編號(hào)G01N3/56GK201955277SQ20102065940
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者劉風(fēng)琴, 康全林, 楊宏杰, 白文博, 羅英濤 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司