CN102995059A - 一种低综合成本、环境友好型铝用组装阴极 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低综合成本、环境友好型铝用组装阴极，其主要应用于有色金属冶金铝冶炼领域。目前该领域所使用的铝电解槽阴极组装块，国内主流采用扁钢侧立放在阴极块钢棒槽内，使用糊料扎固。这样会使炭块用量增加，扎固用糊料也是产生工业危险废物的材料之一。本发明通过调整钢棒槽和钢棒的结构、采用磷铁浇铸等措施有效降低炭素材料用量，减小危险废物产生；磷铁浇铸可重复利用，且避免传统糊料扎固产生危险废物；采用高导电率钢棒代用品、实现了降低炭素材料投资成本、减小危险废弃物产生数量、增加可重复使用浇铸造生铁数量、实现了低综合成本和环境友好。
Description
技术领域
本发明属有色金属冶金铝冶炼领域，涉及了一种低综合成本、环境友好型铝用组装阴极。
背景技术
国内近20多年铝电解槽阴极炭块组装主要采用炭素糊料将阴极扁钢和炭块进行组装。且钢棒规格多在80-110mm厚，高度在180-250mm，且钢棒通常以高度方向侧立放置在钢棒槽内，如此造成阴极炭块钢棒槽深度较高，在阴极炭块有效高度不变的情况下，炭素材料消耗量增加。此外，采用扎固的糊料和阴极及炭素材料在铝电解槽运行寿命结束后，炭素材料均成为危险废弃物，造成环境问题。
如何采取措施降低阴极组装炭素材料使用即是降低企业投资成本问题，也是一个环境问题。本专利将多项技术有机结合，较大程度上降低了投资成本，减小了危险废物的产生。
发明内容
本发明目的：提供一种低综合成本、环境友好型铝用组装阴极，可降低碳素材料用量，减少材料消耗及减少危险废物的产生，达到降低投资成本，保护环境的目的。
本发明的技术方案：
1、一种低成本、环境友好型铝用组装阴极是指在保证阴极炭块有效寿命高度的前提下，采用降低产生危险废物的炭素材料用量，减小材料消耗和减小危险废物的产生，以实现降低综合运行成本。主要是阴极炭块采用矮钢棒槽，钢棒槽深度在60-200mm，典型值在100-180mm。
2、采用降低产生危险废物的炭素材料用量，减小材料消耗和减小危险废物的产生，以实现降低综合运行成本。主要是阴极炭块采用加宽钢棒槽，钢棒槽宽度占阴极炭块宽度比在35％-80％，典型值在45％-65％(包括单钢棒槽阴极和双钢钢棒槽阴极)。
3、采用降低产生危险废物的炭素材料用量，减小材料消耗和减小危险废物的产生，以实现降低综合运行成本。主要是采用磷铁浇铸钢棒和阴极炭块。
4、通过改变钢棒槽结构(对应钢棒规格改变)和采用磷铁浇铸等措施可实现低成本、环境友好型铝用组装阴极。另外，通过其它高导电率扁钢代用材料也可实现提高钢棒电流密度，减小钢棒高度等目的，实现降低炭素材料用量。主要是：采用高导电率扁钢代用材料减小扁钢高度(截面积)，降低钢棒槽深度。
5、减小扁钢高度(截面积)，是指在采用传统扁钢(Q195、Q215等)设计的基础上，采用高导电率扁钢代用材料可降低传统扁钢高度(截面积)，主要是：在100-950℃温度范围内，参照(普通扁钢和高导电率扁钢代用材料)电导率比最大的值，对高导电率材料高度(截面积)进行确定。
6、通常磷铁浇铸阴极炭块有多种钢棒槽开槽方式，钢棒也可有多种形式，但总的变化是降低钢棒槽深度，加大钢棒槽宽度的均在本发明范围内。
本发明的优点：
本发明在保证阴极炭块有效寿命高度的前提下，通过降低钢棒槽深度、加大钢棒槽宽度，以磷铁浇铸钢棒和阴极炭块，并采用高导电率扁钢代用材料，降低了炭素材料用量，减小了材料消耗和减小危险废物的产生，以实现降低综合运行成本。
附图说明
图1是本发明的结构简图
1-阴极炭块；2-钢棒槽；3-钢棒槽宽度；4-钢棒槽深度
图2是本发明的实例4简图
具体实施方式
实施例1：某全石墨化阴极宽度660mm，原设计采用糊料进行扎固，阴极炭块高度530mm，双钢棒槽宽度为130mm，钢棒槽深度280mm；后改为磷铁浇铸造，钢棒槽宽度改为180mm，钢棒槽深度改为190mm，阴极炭块总高度由原530mm改为460mm，阴极炭块表面到钢棒槽底面距离由原来250mm改为270mm。由此，阴极炭素材料用量减小，降低了成本。可能产生的经电解生产后的含氟危险废弃物数量减小。
实施例2：在实施例1的基础上，某660mm宽全石墨化阴极，采用高导电率钢棒，高导电率钢棒在100-950℃温度范围内，和传统Q215B扁钢导电率最低强20％以上，故采用钢棒规格由原150mm(宽)*175mm(高)改变为150mm(宽)*140mm(高)规格。相应钢棒槽规格由180mm(宽)*190mm(高)改为180mm(宽)*155mm(高)，在保证阴极炭块表面到钢棒槽底面距离270mm不变情况下，炭块总高度变为425mm，故阴极炭素材料用量减小，降低了成本。可能产生的经电解生产后的含氟危险废弃物数量减小。
实施例3：某620mm宽度50％石墨质阴极炭块，其有效寿命高度在250mm，阴极钢棒采用高导电率阴极钢棒，钢棒高度110mm，宽度140mm，炭块上开双燕尾槽(钢棒槽)，燕尾槽(钢棒槽)规格为170mm(宽)*125mm(高)采用磷生铁进行浇铸。
实施例4：某700mm宽度、400mm高度全石墨化阴极炭块，开双椭圆钢棒槽，高度120mm，宽度210mm，采用高导电率铸铁浇铸。详见图2。
Claims (2)
1.一种低综合成本、环境友好型铝用组装阴极，其特征在于：采用磷铁浇铸钢棒和阴极炭块，并采用高导电率扁钢代用材料减小扁钢的高度，进而降低钢棒槽深度(4)；阴极炭块(1)采用矮钢棒槽，钢棒槽深度(4)在60-200mm，典型值在100-180mm；阴极炭块(1)采用加宽钢棒槽，钢棒槽宽度(3)占阴极炭块宽度比在35％-80％，典型值在45％-65％，包括单钢棒槽阴极和双钢钢棒槽阴极。
2.权利要求1中所述的一种低综合成本、环境友好型铝用组装阴极，其特征在于：在100-950℃温度范围内，参照普通扁钢和高导电率扁钢代用材料电导率比最大的值，对高导电率材料的高度，进行确定。
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| CN2012105244709A CN102995059A (zh) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 一种低综合成本、环境友好型铝用组装阴极 |
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2012
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