連續自焙陽極(soderberg anode)是指套用於自焙鋁電解槽上、可以連續使用而不必更換(但需定期補充)的陽極。自焙鋁電解槽的陽極結構部件是電流由母線導入槽內及陽極反應發生的部位。自焙陽極依靠電解過程中產生的熱量完成對陽極糊的焙燒，形成緻密一體的固體陽極。連續自焙陽極一般為整體式單陽極。
基本介紹
- 中文名：連續預焙陽極
- 外文名：soderberg anode
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：炭素
- 用於：自焙鋁電解槽
簡介,自焙陽極,自焙陽極的操作,自焙陽極的優點,套用,連續自焙陽極的焙燒,
簡介
連續自焙陽極(soderberganode)是指套用於自焙鋁電解槽上、可以連續使用而不必更換(但需定期補充)的陽極。自焙鋁電解槽的陽極結構部件是電流由母線導入槽內及陽極反應發生的部位。自焙陽極依靠電解過程中產生的熱量完成對陽極糊的焙燒，形成緻密—體的固體陽極。連續自焙陽極—般為整體式單陽極。
連續自焙陽極由炭素陽極本體、陽極附屬裝置兩個部分組成。陽極糊的熔體、半燒結體、燒結體構成 連續自焙陽極的炭素本體，陽極附屬裝置是連續自焙陽極的操作機構，起著盛裝炭素本體、升降陽極、傳導電流的作用，由陽極棒、陽極框架以及陽極升降機構等部 分組成。根據陽極棒插入的位置和方向不同，分為上插連續自焙陽極和側插連續自焙陽極兩種結構形式。
自焙陽極
自焙陽極是利用鋁電解槽自身熱量使陽極糊中的瀝青熱解，焦化後與骨料碳粒形成緻密的固體陽極。自焙陽極多為整體式單陽極，按導電鋼棒(陽極棒)插入方式分為側插(或旁插)棒白焙陽極和上插棒自焙陽極兩種。
(1)上插棒自焙陽極。導電鋼棒從陽極上部插入者稱上插自焙陽極。上插自焙陽極由陽極框套、陽極鋼棒、碳陽極本體及框套升降機構等組成。上插棒自焙陽極鋁電解槽的電流容量達80～160kA，陽極電流密度為0.6～0.75A/cm2。
(2)側插自焙陽極。導電棒(陽極棒)從側部插入者稱側插自焙陽極。側插自焙陽極由陽極框架、陽極棒、碳陽極本體及陽極升降機構組成。側插棒自焙陽極鋁電解槽的電流容量達到40～130kA，陽極電流密度為0.7～1.0A/cm2，電流容量在10萬A以下的中小型鋁電解槽大多用側插自焙陽極。由於從鋁電解槽的側部插入陽極棒，電流均勻分布受到陽極寬度的限制。此外，陽極底部中心部位溫度高，散熱不好，也限制了鋁電解槽容量的擴大。
自焙陽極的操作
自焙陽極的操作包括加陽極糊、拔陽極棒、釘陽極棒(上插自焙陽極為插入)、轉接陽極小母線、抬 陽極框架和調整陽極高度等。當自焙陽極操作不當和陽極糊質量差時，會引起陽極故障，直接影響鋁電解槽的電流分布並破壞原有的溫度制度，導致鋁電解電流效率 下降和鋁電解電能消耗增加等。常見的自焙陽極故障有流(漏)陽極糊、陽極斷層、陽極裂紋、陽極掉塊、陽極長包、陽極著火和氧化等。
自焙陽極的優點
與預焙陽極相比，自焙陽極的優點是可以連續工作而不用更換，利用電解槽熱量焙燒陽極，節省能 量；陽極製造不需要成形和焙燒設備，節省投資。缺點是瀝青煙直接在鋁電解槽上部散發，嚴重污染環境，給鋁電解產生的煙氣淨化和鋁電解自動化操作帶來困難； 另外，自焙陽極操作比預焙陽極複雜，陽極歐姆壓降也較高。20世紀80年代以後，新建大鋁廠已不採用此種槽型。
套用
連續自焙陽極套用於自焙鋁電解槽。與後來發展的預焙陽極相比，它具有以下優點：陽極糊生產流程 短，成本低，節省投資；生產規模可大可小；在電解槽上可以連續使用而沒有殘極出現。但在電解槽上使用存在缺點：對環境影響較大，勞動條件惡劣；陽極電壓降 增大，電耗高；不利於電解生產的機械化、自動化。所以1955年以後，新建的大型鋁廠大都採用預焙槽形式。但在一些國家和地區，自焙陽極電解槽繼續使用並 得到發展。側插自焙陽極電解槽系列最大電流強度達到130～140kA，而上插自焙陽極電解槽系列最大電流強度達150kA。
連續自焙陽極的焙燒
根據陽極糊燒結過程及程度，從上到下可以把陽極分成3個帶：
(1)預熱帶。溫度約100~400℃。其上部溫度262約100~140℃(對普通陽極糊) 或100～180℃(對於陽極糊)，陽極糊原始成分沒有改變，瀝青已軟化，處於熔化流動狀態；軟化帶電阻很大，基本上不能導電。陽極上層保持軟化帶是為了粘結新加入的陽極糊，使陽極成為一體，避免斷層，同時也能調節錐體高度。其下部，陽極糊黏結劑開始發生熱解反應，揮發分部分逸出，陽極糊流動性減弱，整體是黏稠狀態。未通電的陽極棒就插在溫度為350～400℃之間的區域內。也有把溫度低於350℃的區域稱軟化帶，溫度為350～400℃的區域稱半焦帶。
(2)燒結帶。溫度約為400～550℃。焦化反應劇烈進行，燒結體的密度、強度和導電性能逐步提高。
(3)導電帶。溫度約為550℃至電解溫度(約960℃)。焦化過程逐漸結束，形成機械強度高、導電性能好的燒結錐體。通電的陽極棒處於該帶中，這是真正的導電部位。有時把燒結帶和導電帶統稱為燒結帶，其形狀近似圓錐體，俗稱陽極錐體。
(4)陽極過熱。為保證陽極錐體均勻地上升，陽極必須保持一定的熱平衡狀態，若陽極吸收熱量過多，處於熱狀態，危害極大，會降低機械強度，產生的炭渣過多，容易發生掉塊、裂縫等情況，在與空氣接觸部位，氧化程度加深，會嚴重影響陽極導電面積，影響陽極正常工作，造成病槽。造成陽極過熱的原因有：電解質溫度過高；陽極電阻率過大；陽極電流密度過大；陽極棒與陽極接觸不好；陽極棒排布不合理。
