一、升溫速度的可控性。平均升溫速度一般不應(yīng)超過(guò)20℃/小時(shí),最大升溫速度不應(yīng)超過(guò)50℃/小時(shí)。在焙燒溫度300-600℃范圍內(nèi),升溫速度應(yīng)控制在10℃/小時(shí)或更小。
二、焙燒過(guò)程中陰極表面的溫度分布。顯然,溫度分布愈均勻愈好。一般要求其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。焙燒結(jié)束時(shí)陰極表面沒(méi)有溫度超過(guò)1000℃的“熱點(diǎn)”。
三、焙燒過(guò)程中的垂直溫度梯度(從陰極炭塊表面直到保溫層中)。目前缺乏定量數(shù)據(jù)。一般要求焙燒結(jié)束時(shí)這一溫度梯度應(yīng)盡量接近電解槽正常生產(chǎn)時(shí)的溫度梯度。
四、焙燒結(jié)束時(shí)陰極表面的平均溫度。理想情況是這一溫度應(yīng)盡可能接近電解槽正常生產(chǎn)時(shí)電解質(zhì)的溫度(950-970℃),以避免灌電解質(zhì)時(shí)產(chǎn)生熱沖擊。
五、陽(yáng)極電流分布。這是用焦床法焙燒預(yù)焙槽時(shí)的一個(gè)重要考查指標(biāo)。一般要求陽(yáng)極電流分布的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于15%,最好小于10%。
六、陰極電流分布。這是用焦床法焙燒電解槽時(shí)的另一個(gè)重要考查指標(biāo)。其對(duì)預(yù)焙槽的要求與陽(yáng)極電流分布一樣,即其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于15%,最好小于10%。對(duì)自焙槽來(lái)說(shuō),陰極電流分布的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于20%。
從操作和經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講,當(dāng)然是以簡(jiǎn)便和成本低為好。其中簡(jiǎn)單易行仍是目前多數(shù)鋁廠在選擇焙燒方法時(shí)所考慮的最重要的因素之一。
焙燒的升溫曲線應(yīng)主要根據(jù)填縫糊的特性來(lái)制訂。這是因?yàn)樘羁p糊在焙燒過(guò)程中發(fā)生大的化學(xué)和物理變化(主要由粘結(jié)劑煤瀝青的炭化引起),而已經(jīng)過(guò)高溫處理的陰極炭塊和側(cè)塊只有較小的物理變化。影響填縫糊燒結(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵溫度區(qū)間為200-500℃,在這一溫度范圍內(nèi)的升溫速度必須緩慢。升溫速度過(guò)快,瀝青的分解和揮發(fā)速度也加快,分解和揮發(fā)量增加,填縫糊的裂紋增多增大,機(jī)械強(qiáng)度下降。這是導(dǎo)致電解槽壽命短和操作困難的主要原因之一。由于焙燒過(guò)程的升溫曲線通常是以陰極炭塊的表面溫度為準(zhǔn),而填縫糊的溫度滯后于陰極炭塊的溫度,故實(shí)際焙燒過(guò)程一般從300-350℃開(kāi)始才降低升溫速度。應(yīng)當(dāng)指出的是,一般來(lái)說(shuō)填縫糊的溫度滯后于炭塊的溫度是有利的。因?yàn)檫@意味著填縫糊能較長(zhǎng)時(shí)間地保持塑性,從而有利于消除焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力。
這有一點(diǎn)需要指出的是,陰極炭素材料雖屬脆性材料,但如緩慢施加應(yīng)力(負(fù)載),卻呈現(xiàn)出相當(dāng)大的韌性,這也是應(yīng)控制升溫速度的一個(gè)重要原因。