JPH034630B2 - - Google Patents
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- JPH034630B2 JPH034630B2 JP56185912A JP18591281A JPH034630B2 JP H034630 B2 JPH034630 B2 JP H034630B2 JP 56185912 A JP56185912 A JP 56185912A JP 18591281 A JP18591281 A JP 18591281A JP H034630 B2 JPH034630 B2 JP H034630B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
本発明はアルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツ
クに関するものであり、詳細には石炭ピツチコー
ス及び／又は石油コークスを主体とする炭素質骨
材（石炭ピツチコース及び石油コークスの両者又
は一方を主体とする炭素質骨材）に特定粒径の〓
焼無煙炭の特定量を骨材成分として配合すること
により取得される諸特性、特に耐摩耗性に優れた
アルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツクに関する
ものである。 アルミニウム電解炉は炉底にあらかじめ焼成さ
れた炭素質ブロツクを並べて構築することにより
陰極が構成される。アルミニウムは周知のように
電解炉内で約940〜960℃の氷晶石を主体とする溶
融電解浴中にアルミナを溶解し、これに直流電流
を通して電解することにより取得される。 従つて陰極炭素ブロツクは炉底にあつて通電、
高温、溶融塩および溶融アルミニウムとの接触な
ど苛酷な条件下におかれており経時劣化して行
く。劣化には通電破壊あるいは熱衝撃のように急
激に進行するもののほかに電解溶の浸透による劣
化や更に電磁力による溶融アルミニウムの旋回運
動（流動）による陰極炭素ブロツク表面の摩耗等
があるとされている。 このような陰極炭素ブロツクの劣化原因を考慮
し、例えば石油コークスあるいは石炭ピツチコー
スを主体とする炭素質骨材と炭素質粘結剤との混
練物を加圧成形してなる成形物を700〜1300℃の
温度で一次の熱処理後、2000℃以上の温度で更に
熱処理して取得されるアルミニウム電解炉用陰極
炭素ブロツク（特公昭49−41006号公報、特開昭
52−119615号公報）が提案されている。しかしな
がら、これらとても耐摩耗性という点においては
十分満足しうる物性が得られているとはいえな
い。 かかる事情下において本発明者らはアルミニウ
ム電解炉用の陰極炭素ブロツクとしての優れた諸
特性、就中耐摩耗性の秀でた陰極炭素ブロツクを
得るべく鋭検検討を行なつた結果本発明を完成す
るに至つた。 すなわち、本発明に係るアルミニウム電解炉用
陰極炭素ブロツクは、石炭ピツチコクース及び石
油コークスの両者又は一方を主体として、〓焼無
煙炭５〜30重量％を配合し、その〓焼無煙炭を粒
径約２mm以下のもののみとした炭素質骨材を、炭
素質粘結材と混練成形し、その成形品を高温焼成
して成る構成としたのである。 以下本発明を更に詳細に説明する。 本発明の炭素ブロツクを構成する骨材は石炭ピ
ツチコークス及び／又は石油コークスを主体とし
て骨材の５〜30重量％量、好ましくは10〜25重量
％量を粒径約２mm以下の〓焼無煙炭ご配合して成
る。炭素質骨材中に占める〓焼無煙炭の量が上記
範囲を外れる場合には耐摩耗性改良の効果がな
く、又〓焼無煙炭の粒径を限定せず通常骨材コー
クスとして適用されている粒度配合で使用した場
合には得られる陰極炭素ブロツクの機械的強度の
低下が大きく好ましくない。 陰極炭素ブロツクを構成する骨材の粒度配合は
骨材を構成する主成分の石炭ピツチコークス及
び／又は石油コークスの種類にもよるが通常５mm
以上10〜30重量％、好ましくは15〜25重量％、５
〜２mm10〜30重量％、好ましくは15〜25重量％、
２mm以下40〜80重量％、好ましくは50〜70重量％
の範囲で適用される。 本発明の炭素ブロツクを製造するに使用する炭
素質骨材としては上記石炭ピツチコークス、石油
コークスおよび〓焼無煙炭を主体とするものであ
るが、例えば黒鉛等の他の骨材を30重量％以下、
より好ましくは20重量％以下量で配合使用するこ
とも可能である。 このように構成された〓焼無煙炭と石炭ピツチ
コース及び／又は石油コークスを主体とする骨材
は常法に従い炭素質粘結剤と配合、混〓した後加
圧形成する。加圧成形後成形体は焼成炉に挿入し
徐々に昇温、約700〜1300℃の温度で焼成した後
徐冷し、更に高温炉に挿入して2000℃以上の高温
にて焼成すればよい。 以上説明した本発明によれば〓焼無煙炭の粒径
とその添加量を特定化するという極めて簡単な手
段によりアルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツク
として要求される諸特性、とりわけ耐摩耗性に優
れた炭素ブロツクの提供が可能となつたものであ
り、その工業的価値は頗る大である。 以下本発明を実施例により更に詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
ない。 実施例 第１表に示す配合組成の炭素質骨材にバインダ
ーピツチを加え、さらにこれらを125℃の温度で
２時間混〓後押出圧力30Kg／cm2の力を加えて加圧
成形し、成形体を焼成炉に挿入し、徐々に昇温、
約1000℃の温度で焼成した。一次焼成品は次いで
電気炉に装入し最高温度2250℃で高温焼成を行な
つた。 このようにして得た炭素ブロツクの諸特性を測
定し、その結果を第２表に示す。第２表の結果か
ら２mm以下の粒径を有する〓焼無煙炭を本発明で
特定した範囲で配合使用した場合には、耐摩耗性
が、抗折力、耐沿性の劣化を招くことなく改良さ
れていることを理解できる。すなわち、各比較例
は、例５を除いて全てが相手材（SUJ−２）に対
し２倍近い摩耗度合であるのに対し、各実施例は
同程度又はそれ以下である。比較例５は摩耗度に
おいては満足いけるが抗折力で著しく劣る。 尚、摩耗度と耐浴性は以下に示す方法により測
定した。 〔摩耗度〕：大越式摩耗試験機により下記の相手
材と磨り合わせ、相手材の摩耗度合（摩耗量）
を１とした場合の摩耗度合を摩耗度とした。 相手材：SUJ−２（硬度HR＝60） 〔耐浴性（安定係数）〕：高さ120mm、内径70mmの
黒鉛るつぼ中に氷晶石（NaF／AlF3＝2.5）
400ｇ、アルミナ40ｇ、苛性カリ52ｇ、アルミ
ニウム50ｇを入れ、960〜970℃の温度で溶融
し、これに径35mm、長さ120mmに切出した試料
炭素ブロツクを長さの半分まで浸して黒鉛ルツ
ボ本体を陽極とし試料片を陰極として試料の浴
浸漬面積に対して電流密度0.7A／cm2の直流電
流を通し２時間電解を行なう。電解終了後試料
表面に付着したアルミニウムを除去して下部か
ら50mmの長さ部分を切取り、この部分の浸透電
解浴量を△ｐ（重量％）、試料の見掛比重をd1電
解浴の比重をd2、試料の気孔率をｐ（％）とす
れば安定係数Kbは次式により求められる。 Kb＝△ｐ×d1／d2×ｐ
クに関するものであり、詳細には石炭ピツチコー
ス及び／又は石油コークスを主体とする炭素質骨
材（石炭ピツチコース及び石油コークスの両者又
は一方を主体とする炭素質骨材）に特定粒径の〓
焼無煙炭の特定量を骨材成分として配合すること
により取得される諸特性、特に耐摩耗性に優れた
アルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツクに関する
ものである。 アルミニウム電解炉は炉底にあらかじめ焼成さ
れた炭素質ブロツクを並べて構築することにより
陰極が構成される。アルミニウムは周知のように
電解炉内で約940〜960℃の氷晶石を主体とする溶
融電解浴中にアルミナを溶解し、これに直流電流
を通して電解することにより取得される。 従つて陰極炭素ブロツクは炉底にあつて通電、
高温、溶融塩および溶融アルミニウムとの接触な
ど苛酷な条件下におかれており経時劣化して行
く。劣化には通電破壊あるいは熱衝撃のように急
激に進行するもののほかに電解溶の浸透による劣
化や更に電磁力による溶融アルミニウムの旋回運
動（流動）による陰極炭素ブロツク表面の摩耗等
があるとされている。 このような陰極炭素ブロツクの劣化原因を考慮
し、例えば石油コークスあるいは石炭ピツチコー
スを主体とする炭素質骨材と炭素質粘結剤との混
練物を加圧成形してなる成形物を700〜1300℃の
温度で一次の熱処理後、2000℃以上の温度で更に
熱処理して取得されるアルミニウム電解炉用陰極
炭素ブロツク（特公昭49−41006号公報、特開昭
52−119615号公報）が提案されている。しかしな
がら、これらとても耐摩耗性という点においては
十分満足しうる物性が得られているとはいえな
い。 かかる事情下において本発明者らはアルミニウ
ム電解炉用の陰極炭素ブロツクとしての優れた諸
特性、就中耐摩耗性の秀でた陰極炭素ブロツクを
得るべく鋭検検討を行なつた結果本発明を完成す
るに至つた。 すなわち、本発明に係るアルミニウム電解炉用
陰極炭素ブロツクは、石炭ピツチコクース及び石
油コークスの両者又は一方を主体として、〓焼無
煙炭５〜30重量％を配合し、その〓焼無煙炭を粒
径約２mm以下のもののみとした炭素質骨材を、炭
素質粘結材と混練成形し、その成形品を高温焼成
して成る構成としたのである。 以下本発明を更に詳細に説明する。 本発明の炭素ブロツクを構成する骨材は石炭ピ
ツチコークス及び／又は石油コークスを主体とし
て骨材の５〜30重量％量、好ましくは10〜25重量
％量を粒径約２mm以下の〓焼無煙炭ご配合して成
る。炭素質骨材中に占める〓焼無煙炭の量が上記
範囲を外れる場合には耐摩耗性改良の効果がな
く、又〓焼無煙炭の粒径を限定せず通常骨材コー
クスとして適用されている粒度配合で使用した場
合には得られる陰極炭素ブロツクの機械的強度の
低下が大きく好ましくない。 陰極炭素ブロツクを構成する骨材の粒度配合は
骨材を構成する主成分の石炭ピツチコークス及
び／又は石油コークスの種類にもよるが通常５mm
以上10〜30重量％、好ましくは15〜25重量％、５
〜２mm10〜30重量％、好ましくは15〜25重量％、
２mm以下40〜80重量％、好ましくは50〜70重量％
の範囲で適用される。 本発明の炭素ブロツクを製造するに使用する炭
素質骨材としては上記石炭ピツチコークス、石油
コークスおよび〓焼無煙炭を主体とするものであ
るが、例えば黒鉛等の他の骨材を30重量％以下、
より好ましくは20重量％以下量で配合使用するこ
とも可能である。 このように構成された〓焼無煙炭と石炭ピツチ
コース及び／又は石油コークスを主体とする骨材
は常法に従い炭素質粘結剤と配合、混〓した後加
圧形成する。加圧成形後成形体は焼成炉に挿入し
徐々に昇温、約700〜1300℃の温度で焼成した後
徐冷し、更に高温炉に挿入して2000℃以上の高温
にて焼成すればよい。 以上説明した本発明によれば〓焼無煙炭の粒径
とその添加量を特定化するという極めて簡単な手
段によりアルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツク
として要求される諸特性、とりわけ耐摩耗性に優
れた炭素ブロツクの提供が可能となつたものであ
り、その工業的価値は頗る大である。 以下本発明を実施例により更に詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
ない。 実施例 第１表に示す配合組成の炭素質骨材にバインダ
ーピツチを加え、さらにこれらを125℃の温度で
２時間混〓後押出圧力30Kg／cm2の力を加えて加圧
成形し、成形体を焼成炉に挿入し、徐々に昇温、
約1000℃の温度で焼成した。一次焼成品は次いで
電気炉に装入し最高温度2250℃で高温焼成を行な
つた。 このようにして得た炭素ブロツクの諸特性を測
定し、その結果を第２表に示す。第２表の結果か
ら２mm以下の粒径を有する〓焼無煙炭を本発明で
特定した範囲で配合使用した場合には、耐摩耗性
が、抗折力、耐沿性の劣化を招くことなく改良さ
れていることを理解できる。すなわち、各比較例
は、例５を除いて全てが相手材（SUJ−２）に対
し２倍近い摩耗度合であるのに対し、各実施例は
同程度又はそれ以下である。比較例５は摩耗度に
おいては満足いけるが抗折力で著しく劣る。 尚、摩耗度と耐浴性は以下に示す方法により測
定した。 〔摩耗度〕：大越式摩耗試験機により下記の相手
材と磨り合わせ、相手材の摩耗度合（摩耗量）
を１とした場合の摩耗度合を摩耗度とした。 相手材：SUJ−２（硬度HR＝60） 〔耐浴性（安定係数）〕：高さ120mm、内径70mmの
黒鉛るつぼ中に氷晶石（NaF／AlF3＝2.5）
400ｇ、アルミナ40ｇ、苛性カリ52ｇ、アルミ
ニウム50ｇを入れ、960〜970℃の温度で溶融
し、これに径35mm、長さ120mmに切出した試料
炭素ブロツクを長さの半分まで浸して黒鉛ルツ
ボ本体を陽極とし試料片を陰極として試料の浴
浸漬面積に対して電流密度0.7A／cm2の直流電
流を通し２時間電解を行なう。電解終了後試料
表面に付着したアルミニウムを除去して下部か
ら50mmの長さ部分を切取り、この部分の浸透電
解浴量を△ｐ（重量％）、試料の見掛比重をd1電
解浴の比重をd2、試料の気孔率をｐ（％）とす
れば安定係数Kbは次式により求められる。 Kb＝△ｐ×d1／d2×ｐ
【表】
Claims (1)
- １ 石炭ピツチコース及び石油コークスの両者又
は一方を主体として、〓焼無煙炭５〜30重量％を
配合し、その〓焼無煙炭を粒径約２mm以下のもの
のみとした炭素質骨材を、炭素質粘結材と混練成
形し、その成形品を高温焼成して成るアルミニウ
ム電解炉用陰極炭素ブロツク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185912A JPS5887287A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | アルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185912A JPS5887287A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | アルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887287A JPS5887287A (ja) | 1983-05-25 |
| JPH034630B2 true JPH034630B2 (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=16179048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56185912A Granted JPS5887287A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | アルミニウム電解炉用陰極炭素ブロツク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887287A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102766884A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-11-07 | 沈阳北冶冶金科技有限公司 | 上表面带有圆筒形凹槽的铝电解槽阴极炭块及其制作方法 |
| CN102758220A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-10-31 | 济南海川投资集团有限公司 | 铝电解用预焙阳极的配料方法 |
| CN105420758A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-03-23 | 宁夏宁平炭素有限责任公司 | 全煤质铝用阴极炭块的制备方法 |
| CN112453013A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-03-09 | 河南中孚炭素有限公司 | 一种铝电解槽废阴极无害化处理方法 |
-
1981
- 1981-11-18 JP JP56185912A patent/JPS5887287A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5887287A (ja) | 1983-05-25 |
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