CN1928161A - 铝电解槽用侧部内衬及废阴极在制备其侧部内衬中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解槽用侧部内衬以及废阴极在制备其侧部内衬中的应用。所述侧部内衬为异型预制块(1)。所述异型预制块(1)可由废阴极炭块制成。该异型预制块质量稳定、不分层、强度高、抗冲蚀性强、无污染。当使用废阴极炭块时，其高比电阻、高热传导性，有利于电解槽侧部炉帮的形成，从而能延长铝电解槽的使用寿命，且有利于环境保护。

Description

铝电解槽用侧部内衬及废阴极在制备其侧部内衬中的应用

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽用侧部内衬，以及废阴极在制备其侧部内衬中的应用。

背景技术

如图1至图4所示，目前现有的铝电解预焙槽槽侧部内衬的砌筑主要有以下几种方式：①侧部普通炭块7结合人工扎制人造伸腿6；②侧部前后复合块，即前面为炭氮化硅砖8，后面为普通炭块7再结合人工扎制人造伸腿6；③侧部上下复合块，即上面为炭氮化硅砖8，下面为普通炭块7再与人工扎制人造伸腿6相结合；④侧部炭氮化硅砖8结合人工扎制人造伸腿6。随着铝电解技术的不断进步和发展，为提高单位面积的产能，电解槽的加工面有变窄和槽型增大的发展趋势。由于加工面变窄，加工面电解质的流速也相应加快，导致电解质对电解槽侧部的冲刷加剧；另外，随着电解槽槽型的增大，要求电解槽侧部散热的能力增强。因此加强电解槽的侧部散热，提高侧部材料的抗冲刷性是保证窄炉面铝电解槽正常生产的有效手段。

图1所示槽侧部内衬的砌筑方式，由于侧部采用的是普通炭块，其散热性能和抗冲蚀性能不能满足大型槽的要求，目前在大型槽上已基本淘汰。图2所示槽内衬侧部砌筑方式中，炭氮化硅砖具有抗冲刷性、导热性好的特点。由于采用全炭氮化硅砖成本较高，采取与普通炭块结合后，在利用炭氮化硅砖抗冲刷性、导热性好的特点的同时，又能降低成本。但在实际使用中，由于粘结剂质量等问题造成炭氮化硅砖的脱落进而影响电解生产，使得采用图2方式的各厂家正逐步用图3和图4两种砌筑方式替代第二种砌筑方式。

但不论铝电解槽槽侧部内衬砌筑采用何种方式，均需人工扎制侧部人造伸腿6。国内目前扎制侧部人造伸腿普遍使用的是热捣糊技术，其在扎制过程中受人员的技术素质、精神状态、糊的质量、糊的加热温度和环境温度等诸多因素的影响，扎制质量因人而异，质量难于保证。人工扎制的侧部人造伸腿未焙烧前强度低，要靠电解槽焙烧过程中的高温使侧部人造伸腿烧结来提高强度，并与整个槽底阴极内衬烧结成一个整体。目前国内电解槽的焙烧方式主要为焦粒焙烧，而焦粒焙烧的发热区域在槽底部，难于保证侧部人造伸腿在焙烧过程中的烧结质量。目前国内几乎所有电解铝厂在电解槽焙烧启动过程中均出现过人造伸腿由于未烧结好而出现分层浮块的现象，使侧部人造伸腿在启动时就出现了缺陷，直接影响后续生产中炉帮的形成质量。这些侧部有缺陷的槽在生产中很容易造成电解槽的侧部漏槽，给生产厂家带来较大的经济损失。侧部漏槽是目前国内电解槽早期破损的主要原因，侧部人造伸腿质量的不稳定是目前电解槽面临的瓶颈问题。此外由于人造伸腿的扎固糊料在加热和捣固过程中会出现沥青烟、煤焦油等挥发成分，对施工人员造成身体的损伤。

目前国内大部分电解铝厂大修槽的废阴极一般采用露天堆放的形式，一方面对环境造成污染，另一方面占用了大量的土地资源。少数厂家对废阴极的处理，也仅限于回收其中的有用物质，没有解决占用土地资源和污染的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种质量稳定、不分层、强度高、抗冲蚀性强、无污染的铝电解槽用侧部内衬。

本发明要解决的另一个技术问题是提供铝电解槽中废阴极的一种用途发明。

本发明铝电解槽用侧部内衬为异型预制块。

所述异型预制块通过扎固糊与铝电解槽内阴极炭块相连。

废阴极炭块在制备铝电解槽用侧部内衬中的应用。

由于采用了异型预制块，预制块制作的各工序可实现严格的技术控制，解决了人造伸腿人工扎制质量不能保证的问题；预制块是在焙烧炉中经高温焙烧而成，解决了人工扎制的侧部人造伸腿烧结质量不好而出现的起层浮块问题；焙烧好的预制块具有和电解槽内阴极底块相同的强度，其耐冲蚀性比传统的用人工扎制的侧部人造伸腿强，因此使用预制块后，能使造成电解槽早期破损的主要原因得到解决，延长了电解槽的使用寿命。预制块的使用还减轻了筑炉工人的筑炉工作量，保护了筑炉工人的身心健康。

当预制块采用废阴极炭块制成，起到了变废为宝，资源再生利用的作用，其使用成本降低，能有效节约成本，符合循环经济的理念；对大修电解槽产生的废阴极的利用，还节省了大量用于堆放电解槽废料的土地资源，减轻了对环境的污染；另外废阴极炭块具有的高比电阻和高热传导特性有利于电解槽侧部炉帮的早期形成。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为现有技术铝电解槽槽侧部内衬的砌筑方式之一；

图2为现有技术铝电解槽槽侧部内衬的砌筑方式之二；

图3为现有技术铝电解槽槽侧部内衬的砌筑方式之三；

图4为现有技术铝电解槽槽侧部内衬的砌筑方式之四；

图5为本发明电解槽用侧部内衬的结构示意图之一；

图6为本发明电解槽用侧部内衬的结构示意图之二。

具体实施方式

如图5和图6所示，在电解槽3的侧部耐火砖4上摆放异型预制块1，将炭氮化硅砖8与异型预制块1结合或插入异型预制块1预制的缺口内与其结合，异型预制块1与阴极炭块5用扎固糊2连接成一个整体。预制块1的形状和长度可根据各类铝电解槽的不同适当调整。

实施例1

预制块材料配比(重量百分比)如下：

A.废阴极炭块  粒径0～2mm  15％

                  2～4mm  15％

                  4～6mm  15％

                  6～10mm 16％

电煅煤粉子                39％

B.沥青占上述A组分的重量百分比    17％

预制块制备方法如下：回收电解铝厂大修槽的废阴极，筛选出其中的阴极炭块，把阴极炭块破碎成所需的粒径要求，以此作为骨料，与电煅煤粉子混合，以沥青作粘结剂，在130～150℃下搅拌，经混捏后，在成型机中振动成型，在焙烧炉中经1050～1100℃的高温焙烧250小时左右而成。

上述预制块的理化指标检验结果：

灰分20.05％，耐压强度43.64N/mm²，真密度2.23g/cm³，体积密度1.81g/cm³，电阻率42.8Ωmm²/m。

以下为使用预制块后与使用人造伸腿的一些情况对比：

槽壳温度比较(平均)

          1天      2天      3天      4天      5天

人造伸腿  430℃    447℃    440℃    450℃    447℃

预制块    470℃    505℃    472℃    475℃    471℃

炉帮厚度比较

                第15天         第30天          第45天

人造伸腿        4cm            14cm            14.5cm

预制块          4cm            16cm            17cm

由于废阴极炭块存在一定程度的石墨化，增加了预制块的导热性，因此其侧部散热性比人造伸腿好，这有利于侧部炉帮的形成，增加了对电解槽侧部的保护。

以下为用废阴极制作的预制块与用电煅煤粉子制作的预制块的理化指标检验结果比较：

废阴极炭块制作的预制块：灰分20.05％，耐压强度43.64N/mm²，真密度2.23g/cm³，体积密度1.81g/cm³，电阻率42.8Ωmm²/m。

电煅煤粉子制作的预制块：灰分4.5％，耐压强度33.79N/mm²，真密度1.90g/cm³，体积密度1.57g/cm³，电阻率38.2Ωmm²/m。

由于废阴极炭块中的杂质和灰分高，增加了预制块的比电阻，符合电解槽侧部不导电的要求，也有利于电解侧部槽炉帮的生成。

Claims (3)

1.一种铝电解槽用侧部内衬，其特征在于：所述侧部内衬为异型预制块(1)。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽用侧部内衬，其特征在于，所述异型预制块(1)通过扎固糊(2)与铝电解槽内阴极炭块(5)相连。

3.废阴极炭块在制备权利要求1和2所述铝电解槽用侧部内衬中的应用。

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