【冶金行业标准(YB)】 铝电解槽用阴极炭块的电解试验方法

中华人民共和国黑色治金行业标准铝电解槽用阴极炭块的
电解试验方法
Method for electrolyticat testing of cathode carbonbricks used in the aluminlum electrolytlcal cell本标准适用于炭块模拟铝电解的“工艺检验”，以判断炭块的耐破损性能。1定义下载标准就来标准下载网
YB/T5160—93
铝电解槽用阴极炭块的破损系数即试样电解时浸人的电解质体积与试样原孔隙体积的比值，以Kp表示。
2仪器设备和材料
2.1冰晶石：采用分子比为NaF
其分子比按下述方法测定：
2.1.1试剂与设备
2.5±0.07的特殊制备的冰晶石。每袋冰晶石都需测定分子比，2.1.1.11%酚敲指示剂：将1g酚献溶于100ml的60%中性乙醇中。2.1.1.20.1%溴酚蓝指示剂：将1g溴酚蓝溶于100ml的20℃乙醇溶液中。氟化钠：化学纯（经800～900℃烧）。2.1.1.3
定量滤纸。
石墨埚：内径40±1mm，璧厚10±1mm，高60±1mm。2.1.1.5
2.1.1.6镍丝：直径1.0~2.0mm，长300~400mm。2.1.1.7研钵：玻璃或瓷研钵。
2.1.1.8高温炉，可控温至1000℃。2.1.1.9工业天平：感量0.01g。2.1.2分子比的测定：称取50g冰晶石置于埚中，将埚放在高温炉中于950～970℃熔化，熔融物用NaF粉末滴定。每次加NaF后，都需用镍丝棒从蜗中沾取0.05～0.1g熔融物，在研钵中研细，放在白瓷板上，滴加水和溴酚蓝指示剂，观察颜色变化。如未变蓝色，则继续向该柑埚中加NaF，真到溴酚蓝指示剂变蓝为止。然后再继续往埚中加NaF，每次0.25g，每加一次都需取熔融物，以酚献为指示剂检验，直至熔融物试样在溶液中滴加酚酞呈浅红色时即为终点。记下全部NaF用量。2.1.3冰晶石分子比（K）按公式（1）计算：3a-2b
-冰晶石分子比，
式中：K-
——冰晶石质量，g，
滴定时所消耗NaF的量，g。
中华人民共和国治金工业部1993-12-08批准394
1994-01-01实施
3试样
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3.1尺寸：直径35±1mm，长度120±2mm的圆柱体。3.2数量：每批取10支试样，4～5支进行电解试验，其余6～5支作保存试样，保存期为半年。4试验步骤
4.1为测定试样体积密度，要测量试样直径、长度和质量。要求沿试样轴向测量三处，每处测三点（转120’），在每点的两互相垂直方向用千分尺测量试样直径，将测得的九点数据取平均值。在试样两端用卡尺测量其长度，然后计算试样体积密度。每批试样在电解前要测真密度、灰分、孔度。4.2试验所用电解质是由冰晶石、氧化铝、氢氧化钾混合而成。称取550g冰晶石（按2.1规定配制）和55g氧化铝（以Al2O：占所取冰晶石数量的10%计算），搅拌均匀。倒人石墨化埚内，再往此物中加72g氢氧化钾。
4.3将装有混合物的埚放在高温炉内铁盘上，用盖将炉盖好，加热至950～970℃使电解质熔化，为保证熔融物对试样有足够的浸润性，在电解质熔化时，将50g金属铝加人电解质内。4.4在试样放人电解质之前，先在熔融物上预热20～30min。在电解质达到所要求的温度后，将试样浸人电解质60mm，固定在架子上，并立即通直流电。在整个试验过程中，利用自耦变压器调整，使直流电保持25A，电解时间2h，每15min测温-次，调整炉温保持950～970℃。4.5外形观察
电解试验结束后，除去试样表面附着的电解质，电解后试样按三种情况记录：保持原形，部分破损，完全破损。在记录中标明试样破损程度和试样侧表面和端表面的裂纹，以及由于分层或起泡而引起脱落。
4.6在除去表面附着电解质的试样距离端部30mm处，取两处，每处按相互垂直方向测量直径二次，取四次测量的平均值，计算直径增大百分率。4.7在外形观察和测量后的试样60mm长的工作部分，放在车床上切断，除掉沾在其表面的电解质残渣，按批进行电解后的灰分测定。注：①必须注意保持正确的极性，试样为阴极，石墨娲为阳极。②注意检查试样的位置和状态，试样应位于埚中央，注意不得发生短路。5试验结果的计算
5.1试样直径增大率D：（%）按公式（2）计算：di-d
Di(%) =
式中：Di——直径增大率，%，
di-电解后试样直径，mm，
d-电解前试样直径，mm。
5.2试样破损系数Kp按公式（3）计算：Ap.dr
(1 - A2).ds8
式中：Kp—破损系数，
△p—电解后每克炭试样渗人的电解质的量；dk———炭块的体积密度，g/cm2，ds—电解质的密度，g/cm2，
（2）
一炭块试样孔隙度，%；
△A—电解后灰分增量，%。
试验报告
试验报告应包括以下内容：
样品批号、编号、规格及来源。a.
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电解前试样真密度、体积密度、孔隙度、灰分及机械强度。b.
电解后灰分、灰分增量、破损系数和直径增大率。附加说明：
本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。本标准由吉林炭素厂负责起草。本标准主要起草人孙贤舒。
2.2氧化铝：分析纯。
2.3氢氧化钾，分析纯。
2.4金属铝。
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2.5光学高温计：量程700～1500℃，分度为10℃／格。2.6工业天平：感量0.01g。
2.7高温炉：可升温控制到1000℃。2.8石墨埚：内径70～80mm，高100～120mm，壁厚不小于15mm。2.9铁盘：内径110~120mm，厚10mm，铁盘侧焊接5×20mm扁钢，其端部带有导电接头，作阳极。
铁棒：直径10mm，用时与钢圈连接，钢圈上有两个孔以便箍紧试样，铁棒上端固定在台架2.10
上，作阴极。
整流器：电流量程0～40A。
游标卡尺：测量范围0200mm，精度±0.02mm。2.12
千分尺：测量范围25~50mm，精度±0.01mm。2.13
试验用的电解装置如图所示：
电解装置图
1一阴极炭块试样，2—石墨埚，3—铁盘；4一硅炭棒；5—电解质，6一炉体保温层，7—炉壳395
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