CN110041104A - 一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料及使用方法 - Google Patents

一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料及使用方法。按重量份计，包括有粘连剂5‑25份、石墨粉70‑100份和高强度碳纤维2‑8份；通过将粘连剂、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；将密封糊料涂抹在炭碗内壁和底部，对的涂抹在炭碗内壁和底部上的密封糊料喷火烧结；或密封糊料涂抹在预焙阳极炭块生料的炭碗内壁和底部，随炭块生料焙烧烧结。本发明具有修复了炭碗内所有的裂纹、裂缝，增强了炭碗壁炭碗底部的抗撕裂性，使连续预焙阳极炭块炭碗在电解槽上工作时不泄漏铝水，且导电良好的特点。

Description

一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料及使用方法
技术领域
本发明涉及一种铝电解槽预焙阳极炭块炭碗结构领域，特别是一种使预焙连续阳极炭块炭碗在电解槽上工作时不泄漏铝水的方法。
背景技术
现代电解铝工业，均采用预焙阳极生产电解铝。通常的预焙阳极炭块是间断使用的，一块阳极炭块的使用周期是25--30d。预焙阳极炭块在使用过程中逐步消耗，当剩余高度为15--18cm时，必须从电解槽上取出，更换新的阳极炭块。预焙阳极一般为长方体，具有稳定的几何形状，以石焦油、沥青焦为骨料，以煤沥青为粘结剂，根据电解槽电流的大小和工艺的不同而有不同的尺寸，其电流密度一般在0 .68-0 .9A/cm2范围内。
现有的预焙阳极电解铝生产中，阳极钢爪与阳极炭块全部采用磷生铁浇铸式连接，在预焙阳极炭块导电方向的上表面设有2-4个直径为160-180mm，深为80-110mm的圆槽，俗称炭碗，在阳极组装时，炭碗用来安放阳极爪头，用磷生铁将阳极爪头浇铸在炭碗中，阳极钢爪头和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，这样阳极导电杆和阳极炭块连为一体，组成阳极炭块组，磷生铁浇铸式预焙阳极炭块组是现代预焙电解槽目前使用的唯一阳极生产方式。这种阳极生产方式在更换阳极时不可有序拆解，只能破坏性解体阳极残极和磷生铁浇铸的阳极钢爪，造成大量的阳极残极产生。
在电解铝生产过程中，炭阳极与氧化铝电解分解出来的氧气在高温下不断反应，释放二氧化碳气体而不断消耗，需要定时更换，更换下来的炭块行业中称之为阳极残极。预焙铝电解生产必定产生大量阳极残极，无残极产生是上世纪60～70年代，预焙铝电解工艺成熟以来一直没有实现的行业梦想。现有电解工艺采用块状和粉状的覆盖料为电解槽上部保温，块状和粉状的物料无法彻底隔绝空气，高温下炭块上表面和四周表面被严重烧损，也造成了炭块的大量浪费。
现有的预焙阳极炭块为一次性生产、消耗材料产品，现有炭块工艺决定其内应力较大常有开裂、掉块、掉粒现象。开裂为横纹时，电流无法通过，就视为不合格产品，只能直接报废，收回作为原料使用。炭块燃烧过程中也会应为内应力的变化，经常造成槽内掉块和裂纹产生。在配合本发明人发明的铝水浇铸--机械式复合钢爪及相应结构的炭块（专利号201710088066.4）使用时，必定会造成漏铝水，造成泄漏了铝水的炭碗、钢爪不导电，电解质浸入横向裂纹后也会造成断电。
本发明申请人还申请了一系列连续预焙阳极炭块的结构与制作方法的专利并申请了一系列便于阳极换极的铝水浇铸--机械复合式阳极钢爪，参考专利号201710088066.4，可以将阳极钢爪从被烧损的阳极炭块上有序拆解，再在旧炭块上对接新炭块继续工作，以实现阳极的连续使用。铝水浇铸的连接方式不允许炭碗底部以及四周有裂纹、裂缝存在，会造成炭碗中铝水泄漏，阳极钢爪不导电，破坏电解生产。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料及使用方法。本发明具有修复了炭碗内所有的裂纹、裂缝，增强了炭碗壁炭碗底部的抗撕裂性，使连续预焙阳极炭块炭碗在电解槽上工作时不泄漏铝水，且导电良好的特点。
本发明的技术方案：一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，按重量份计，包括有粘连剂5-25份、石墨粉70-100份和高强度碳纤维2-8份。
前述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料中，按重量份计，包括有粘连剂8-22份、石墨粉75-95份和高强度碳纤维3-6份。
前述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料中，按重量份计，包括有粘连剂10-20份、石墨粉80-90份和高强度碳纤维3-5份。
前述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料中，所述粘连剂为水玻璃。
前述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料中，所述粘连剂为焦油和沥青的混合物。
前述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料中，所述焦油与沥青的重量比为10-25:3-5。
所述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，包括以下步骤：
a、将粘连剂、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在炭碗内壁和底部；
c、对步骤b的涂抹在炭碗内壁和底部上的密封糊料喷火烧结；
d、将步骤a的密封糊料涂抹在预焙阳极炭块生料的炭碗内壁和底部，随炭块生料焙烧烧结。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过一种以水玻璃、石墨粉、高强度碳纤维为原料调配的密封糊料，或以焦油、沥青、石墨粉、高强度碳纤维为原料调配的密封糊料。涂抹在炭块炭碗内壁和底部，修补、密封炭块炭碗内壁和底部的裂纹、裂缝，并渗入炭块的孔隙中，在炭碗中喷入火焰使密封糊料固化、烧结。或将密封糊料涂抹在预焙阳极炭块生料的炭碗内壁和底部，随炭块生料焙烧烧结。固化、烧结了的密封糊料彻底的修复了炭碗内所有的裂纹、裂缝，因为还含有高强度的碳纤维，增强了炭碗壁炭碗底部的抗撕裂性，确保本发明的目的，使连续预焙阳极炭块炭碗在电解槽上工作时不泄漏铝水的实现。
2、密封糊料不仅可渗入炭块炭碗的裂纹、裂缝彻底修复密封裂纹、裂缝，还可渗入炭块的孔隙中，并在炭碗壁和底部形成了一个完整、致密的壳，在喷入炭碗的高温火焰的作用下固化、烧结，或将密封糊料涂抹在预焙阳极炭块生料的炭碗内壁和底部，随炭块生料焙烧烧结，使炭碗不仅不会在电解槽上工作时泄露铝水，且导电良好。
综上所述，本发明具有修复了炭碗内所有的裂纹、裂缝，增强了炭碗壁炭碗底部的抗撕裂性，使连续预焙阳极炭块炭碗在电解槽上工作时不泄漏铝水，且导电良好的的有益效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，包括有水玻璃5份、石墨粉70份和高强度碳纤维2份。
使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，包括以下步骤：
a、将水玻璃、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在炭碗内壁和底部；
c、对步骤b的涂抹在炭碗内壁和底部上的密封糊料喷火烧结。
实施例2。一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，包括有水玻璃15份、石墨粉85份和高强度碳纤维4份。
使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，包括以下步骤：
a、将水玻璃、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在预焙阳极炭块生料的炭碗内壁和底部，随炭块生料焙烧烧结。
实施例3。一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，包括有水玻璃25份、石墨粉100份和高强度碳纤维8份。
使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，包括以下步骤：
a、将水玻璃、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在炭碗内壁和底部；
c、对步骤b的涂抹在炭碗内壁和底部上的密封糊料喷火烧结。
实施例4。一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，包括有焦油和沥青的混合物5份、石墨粉70份和高强度碳纤维2份。
所述焦油与沥青的重量比为10:3。
使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，包括以下步骤：
a、将焦油和沥青的混合物、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在炭碗内壁和底部；
c、对步骤b的涂抹在炭碗内壁和底部上的密封糊料喷火烧结。
实施例5。一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，包括有焦油和沥青的混合物15份、石墨粉85份和高强度碳纤维4份。
所述焦油与沥青的重量比为20:4。
使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，包括以下步骤：
a、将焦油和沥青的混合物、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在预焙阳极炭块生料的炭碗内壁和底部，随炭块生料焙烧烧结。
实施例6。一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，包括有焦油和沥青的混合物25份、石墨粉100份和高强度碳纤维8份。
所述焦油与沥青的重量比为25:5。
使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，包括以下步骤：
a、将焦油和沥青的混合物、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在炭碗内壁和底部；
c、对步骤b的涂抹在炭碗内壁和底部上的密封糊料喷火烧结。

Claims (7)

1.一种使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，其特征在于：按重量份计，包括有粘连剂5-25份、石墨粉70-100份和高强度碳纤维2-8份。
2.根据权利要求1所述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，其特征在于：按重量份计，包括有粘连剂8-22份、石墨粉75-95份和高强度碳纤维3-6份。
3.根据权利要求2所述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，其特征在于：按重量份计，包括有粘连剂10-20份、石墨粉80-90份和高强度碳纤维3-5份。
4.根据权利要求3所述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，其特征在于：所述粘连剂为水玻璃。
5.根据权利要求3所述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，其特征在于：所述粘连剂为焦油和沥青的混合物。
6.根据权利要求5所述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料，其特征在于：所述焦油与沥青的重量比为10-25:3-5。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的使连续预焙阳极炭块炭碗不泄漏铝水糊料的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将粘连剂、石墨粉和高强度碳纤维混合均匀，得密封糊料；
b、将步骤a的密封糊料涂抹在炭碗内壁和底部；
c、对步骤b的涂抹在炭碗内壁和底部上的密封糊料喷火烧结；
d、将步骤a的密封糊料涂抹在预焙阳极炭块生料的炭碗内壁和底部，随炭块生料焙烧烧结。
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