[实用新型]一种阴极炭块磨蚀试验装置

说明书

技术领域

一种阴极炭块磨蚀试验装置，涉及铝电解槽用阴极炭块抗磨蚀性能分析的试验装置。

背景技术

根据炭块的石墨化程度和石墨含量可以将阴极炭块分为石墨化阴极炭块、全石墨质阴极炭块、高石墨质阴极炭块和半石墨质阴极炭块四种。不同种类的阴极炭块理化性能差异较大。半石墨质阴极炭块机械强度高，导电和抗钠腐蚀能力差；石墨化阴极炭块导电和抗钠腐蚀能力强，但是机械强度较低。

在铝电解生产过程中，阴极炭块与熔融铝液和电解质接触，不仅受到流动高温液体的冲刷，还要经受铝、钠和电解质的化学侵蚀、渗透及由此引起的一系列化学反应。阴极炭块的磨蚀分为机械磨蚀和化学磨蚀，受电流密度、电解质成分和氧化铝浓度等因素影响，不同阴极材料磨蚀状况各有差异。阴极炭块抗磨蚀能力的好坏对电解槽的电流效率、电耗以及槽寿命影响很大。国家标准和行业标准均未给出评判阴极炭块抗磨蚀能力的方法，其研究还处于空白状态。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种改变电解温度、试样转速、电解质成分、阴极炭块电流密度等实验参数，对影响阴极炭块抗磨蚀的电解工艺条件进行试验的阴极炭块磨蚀试验装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现的。

1.一种阴极炭块磨蚀试验装置，其特征在于该装置的结构包括：

加热炉，该加热炉为一电加热炉；炉体从中部竖直对开，由左右两扇加热组件构成；

托架，该托架为一穿过加热炉炉膛底部，顶端居中位于加热炉炉膛下部、底端固定在基础上的杆状托架。

铁坩埚，该铁坩埚位于加热炉炉膛内，底端固定在托架顶端。

石墨坩埚，该石墨坩埚置于铁坩埚内，石墨坩埚由坩埚体和坩埚盖组成，坩埚盖中部开圆孔，试样固定杆从孔中穿过。

试样固定杆，该固定杆为一导电杆，居中垂直插入加热炉炉膛的石墨坩埚上部，上端位于加热炉上方，由电机转动机构带动而旋转。

直流电源，该直流电源为可调式，与试样固定杆联接。

保护气体通入管—该通入管插入加热炉炉膛内。

本实用新型的一种阴极炭块磨蚀试验装置，其特征在于其直流电源试样固定在试样固定杆下端，直流电源的电流通过试样的电流密度为0-10A/cm²任意可调。

本实用新型的一种阴极炭块磨蚀试验装置，其特征在于电机转动机构带动而旋转通过试样固定杆带动试样旋转，转速范围0～400周/分钟任意可调。

本实用新型的一种阴极炭块磨蚀试验装置，可以改变电解温度、试样转速、电解质成分、阴极炭块电流密度等实验参数，研究影响阴极炭块抗磨蚀的电解工艺条件，根据试样的电解磨蚀状况，评判不同阴极炭块抗磨蚀能力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

一种阴极炭块磨蚀试验装置，其该装置的结构包括：

加热炉1，该加热炉为一电加热炉； 炉体从中部竖直对开，由左右两扇加热组件构成；

托架2，该托架为一穿过加热炉炉膛底部，顶端居中位于加热炉炉膛下部、底端固定在基础上的杆状托架。

铁坩埚3，该铁坩埚位于加热炉炉膛内，底端固定在托架顶端。

石墨坩埚4，该石墨坩埚置于铁坩埚内。

试样固定杆5，该固定杆为一导电杆，居中垂直插入加热炉炉膛的石墨坩埚上部，上端位于加热炉上方，由电机转动机构6带动而旋转。

直流电源7，该直流电源为可调式，与试样固定杆联接。

保护气体通入管8，该通入管插入加热炉炉膛内。

操作时，将被测阴极炭块试样10与试样固定杆下端固定，试样埋入装有电解质的石墨坩埚中，电解质是工业电解质，或者是试剂调配的电解质。石墨坩埚放入铁坩埚中，连接杆上端和调速电机相连。保护气体通入炉膛内，加热炉升温到电解温度（900-1000℃）。在电解质完全融化后，直流供电系统向被测试样输入直流电。电解一段时间后，断开直流电，加热炉断电冷却至室温。取出石墨坩埚并破坏，试样从电解质中分离出。根据试样的电解磨蚀状况，评判不同阴极炭块抗磨蚀能力。可以改变电解温度、试样转速、电解质成分、阴极炭块电流密度等实验参数，研究影响阴极炭块抗磨蚀的电解工艺条件。附图中9为热电偶。