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损坏矽碳棒原因的总结和具体分析

矽碳棒是以高纯碳化硅为主要原料,经过高温再结晶处理后制成的非金属电热元件,具有耐高温、抗氧化寿命长、膨胀系数小、高温下不变形及单位表面积负荷大等优点。但是,矽碳棒在常温下质地很硬并具有很大的脆性,在运输、搬运、存放、安装和使用过程中,稍有应力施加就可能造成矽碳棒产生裂纹甚至断裂。在实际生产过程中,造成铝用混合炉用矽碳棒损坏的原因可能有以下几个方面:

运输、搬运、储存及安装过程中的损坏:通常,电解铝厂铝用混合炉用的矽碳棒主要是由矽碳棒生产厂家或经销商以一定的包装形式(通常为简易木板包装箱)通过火车或汽车长途运送至电解铝厂。在装缷、搬运过程中,稍有不慎就会发生碰撞或较大的震动,从而造成矽碳棒直接损坏而报废;另外,还可能在碰撞或震动发生时,使矽碳棒表面产生肉眼所看不见的微观裂纹,这种裂纹的产生会使矽碳棒的电阻增大,从而缩短其使用寿命。

安装不符合规范:如果矽碳棒在炉盖上安装时不规范,也会造成矽碳棒在使用过程中损坏。不规范安装表现为以下几方面:

1.炉盖浇注料预制块上安装矽碳棒的预留孔直径过小,在矽碳棒高温膨胀伸缩时会受到较大阻碍,导致其发生断裂。

2.矽碳棒在安装时没有进行电阻匹配测量,使得同一时间安装或更换的矽碳棒的电阻大小不一,也会导致各个矽碳棒在通电加热时所产生的单位表面负荷差异过大,从而导致单位表面负荷大的矽碳棒过早损坏。

3.矽碳棒安装接线时,矽碳棒两个端部的白钢接线卡子紧固的太紧,过大的紧固力作用使矽碳棒端部产生裂纹,造成矽碳棒有效导电面积减小,或者造成矽碳棒导电面积上的电流密度差异过大,使得矽碳棒通电运行时的温度差异过大而过早损坏。

4.具有一定规模或者安装同一型号混合炉的电解铝厂铸造车间,为确保重熔铝锭铸造生产的顺利进行,准备一定数量的矽碳棒备品很有必要。但是,如果矽碳棒的保存条件较差,如存放环境潮湿、不通风等,就会使得矽碳棒受潮,造成矽碳棒的电阻值增大,甚至在通电运行过程中发生崩裂而导致矽碳棒损坏。

5.新安装或更换的矽碳棒开始通电运行时,工作电压上升过快,即在较短的时间内达到较高的工作温度,也会因为电压(或温度)斜率过陡,使矽碳棒内产生较大的应力集中而导致矽碳棒产生裂纹或断裂。

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