TS0303-炭素阳极掉渣事故.pdf

TS0303-炭素阳极掉渣事故 案例简要说明:依据国家职业标准和炭素加工技术专业教学要求，归纳提 炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习 目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案 例。本案例体现了炭素材料成型工艺、炭素材料性能等知识点和岗位技能， 与炭素加工专业炭素材料性能课程炭素材料物理性能单元的教学目标相对 应。 案例名称 炭素阳极掉渣事故 本案例适合中职、高职、职业本科等院校冶金技术专业，在冶金用炭素材 适用说明 料、炭素工艺学或相似的综合性课程教学中使用，更适合在炭素成型工、炭 素材料性能检测等相关培训中使用。 某电解铝厂，产能 120kt/a，采用中部下料型的预焙阳极电解槽，其中预备 阳极炭块由该公司炭素分厂生产提供。铝电解生产中，每生产一吨铝，净耗 案例背景 炭素阳极 420～650 kg，炭阳极日平均消耗 1~2cm，定期更换预焙阳极以保持 阳极连续正常工作。 案例所涉及 炭素阳极的消耗及原因 的知识点 案例所涉及 炭素阳极原料的处理及成型工艺、炭阳极的空气反应性和二氧化碳反应性 的技能点 案例工作任 分析事故产生的原因、控制阳极掉渣的措施 务的分解 （1）掌握炭阳极掉渣的成因； （2）能够进行事故判定和相关的预防措施； 教学目标 （3）全面复习所学知识，并将知识转化为能力； （4）掌握炭素材料二氧化碳反应性和空气反应性实验操作，并能正确分析 结果。 案例建议的 6~8 学时 教学时间 案例的操作 现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、作业。 演示 案例教学可实现现场案例与所学理论知识的有机结合，将书本知识转化为现 案例点评 实工作能力，培养了学生的分析问题、解决问题的能力。学生通过本案例学 习，能够掌握分析处理生产事故的能力。 TS0303-炭素阳极掉渣事故 1.背景介绍 某电解铝厂，产能 120kt/a，采用中部下料型的预焙阳极电解槽，其中预 备阳极炭块由该公司炭素分厂生产提供。铝电解生产中，每生产一吨铝，净 耗炭素阳极 420～650 kg ，炭阳极日平均消耗 1~2cm，定期更换预焙阳极以保 持阳极连续正常工作。 2.主要内容 2.1 事故经过 2013 年 4 月 20 日，某铝电解槽生产时，出现大面积炭阳极氧化掉渣事 故，导致铝电解槽运行紊乱，电流效率由 93%急剧降低至 85% 以下，槽电压 升高等电解槽事故。当日事故发生后，该厂立即进行人工捞炭渣碎块作业， 于次日凌晨作业完毕，电解槽恢复正常生产。 2.2 事故原因分析 观察掉渣类形和残极形貌，打捞出的炭渣多为碎块和粉末状细渣。检查 待使用的预备阳极，部分炭块还出现内部裂纹或缺陷，如下图所示： 图 1 炭块外部裂纹情况 该炭素厂生产铝用阳极炭素材料的原料有石油焦、沥青焦、预焙阳极的 残极及少量添加剂，粘结剂为煤沥青。原料焦经过煅烧、破碎、分级，按一 定的配方与煤沥青混捏，冷却后即成为糊；混捏后的糊料经成型、焙烧，成 为阳极炭块。对该批次阳极炭块进行检测，其质量指标见表 1。 表 1 阳极炭块的质量指标