JPS5858291A - 陽極ペグの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陽極ベグと陽極炭素間における電圧降下が小さ
く、かつ鉄製ベグ表面との密着強度の秀でた溶融鋼メッ
キ層を有する自焼成式アルミニウム電解炉用の陽極ベグ
の加工方法に関するものである。

周知のごとく自焼成式アルミニウム電解炉における陽極
炭素は鉄製の恒久ケーシングで囲繞され、その全自重は
陽極導体に接続された紺直鉄製導電杆（本文中、陽極ベ
グと称した。）に懸架されており、電解の進行によって
生ずる陽極炭素下面の消耗度合に応じ陽極炭素を恒久ケ
ーシングの内壁に沿って滑動下降させ電解炉内における
陽極−陰極極間距離を所期の間隔に保ち、他方陽極炭素
の消耗量を間欠的に陽極上表面部に供給される炭素質の
陽極ブリケットで償い操業が連続されている。

陽極ベグは陽極の全自重を支えるのみならず操業電解電
流を陽極炭素へ供給する役割を担うているため、陽極炭
素と接触する陽極ベグの表接触する際の電圧降下の多少
を支配する主要因である。

しかして陽極表面に供給される陽極ブリケット中には水
分や酸素吟が包含され、更にはその原料であるコークス
、ピッチ中には硫黄分（通常０．３；−ｊ重Ｉｌｌが含
有されているため該ブリケットが陽極ケーシング内を逐
次下降、焼成される過程で鉄製陽極ベグとこれらの含有
物とが反応し、ベグ表面部にはマグネタイトを主体とす
る酸化鉄、あるいは硫化鉄のごとき導電性の悪い物質が
形成される。このため例え陽極ベグと陽極炭素との接触
が密にできたとしても両者の界面には前記のごとき電気
の不良導体層が形成され存在することとなり、この間で
の電圧降下（陽極導体とベグとの接虞から陽極炭素下面
間までの電圧降下は通常ダθθ〜ｊθθｍＶ　になる。

）は意想外に大きくなり、結果的に電力原単位を劣化す
るという不都合を有する。

かかる状況を踏えて本発明者らは先に陽極炭素との接触
部がプラズマスプレィ法、フレームスブシイ法等による
溶射法、無電解メッキ、電解メッキ、溶融メッキ、真空
蒸差等によるメッキ法等で銅を被覆してなる陽極ベグを
用いるアルミニウムの電解製造方法に関する特許出動を
行なった。（％動昭、Ｓ！−るり７７３号）この際、鉄
製陽極ベグの表面を銅被覆する方法として溶融銅メツキ
法は比較的操作が簡単でおいて本質的に鉄と溶融鋼との
なじみが曳く、熱膨張率の点では鉄に比較して銅のそれ
は大きいので鉄製陽極ベグの表面上に溶融状態で付着し
た銅は冷却固化し、ベグ本体を強固に締付けきわめて密
着性がよい鋼被覆陽極ベグが取得しうると期待したが、
実際には意に反して十分に満足しうる密着性を有する鋼
被覆が得られなかった０ そこで本発明者らは銅溶融メッキ法につき更に検討を続
け、自焼成式アルミニウム電解炉に使用するに適する銅
被覆陽極ベグがいかにして取得しうるか鋭意検討を行っ
た結果、本発明方法を完成するに至った。

までの表面部を弗化物および／又は塩化物からなる溶融
塩浴中に浸漬し、該溶融塩浴と接触せしめた後溶融鋼浴
中に浸漬して銅メッキを施すことを特徴とする自焼成式
アルミニウム電解炉用の陽極ベグの加工方法を提供する
にある。

以下本発明方法を更に詳細に説明する。

本発明方法を実施するに当り、鉄製陽極ベグは予め機械
的手段等により表面部を研削、研摩して表面の異物、炭
素材、酸化物等を除去する岬の前処理をはどこす。機械
的に銅被覆層との密着性を改善するため規則、不知側の
多少の凹凸をベグ表面部に形成しておくことも有効であ
る。

陽極ベグ表面をフラックス処理するための溶融塩浴とし
ては氷晶石、弗化アルミニウム、弗化ソーダ、弗化リチ
ウム、弗化カルシウム等の弗化物および／又は塩化ナト
リウム、塩化カリウム、塩化リチウム等の塩化物が使用
され、就中氷晶石、塩化アルミニウム等の水溶性塩の混
合物は溶融メッキ処理後ベグ表面に付着したフラックス
を容易に水洗除去できるので好適である。

鉄製陽極ベグをフラックス処理する具体的方法としては
特に制約はなく、個別にフラックス保持容器と溶融鋼保
持容器とを設け、まずフラックス保持容器中でベグの所
望の部位を該容器中の溶融塩浴に浸漬して処理し、引続
き溶融錫保持容器中に移し目的の部位に溶融銅メツキ層
部よシ陽極ベグを降下させ、順次スラックス処理、溶融
メッキ処理を連続して実施するのが作業性の点で、又フ
ラックス層が溶融鋼の酸化を防止する効果を有する点で
推奨される方法であるＯ 溶融塩浴によるフラックス処理の時間は使用する塩の種
類、その組み合せ、処理対象の陽極ベグ表面の状況等に
よシ変わるが通常ｊ分板１／θ〜乙θ分程度が適当であ
る。

他方溶融鋼浴への浸漬時間は目的とする溶融メッキ層の
厚さ等によシ変わり通常７分以上、ｊ−一〇分程度で十
分であり、メッキ操作をくりかえし被秒層を厚くするこ
ともできる。銅被種層の厚さは一般には７０μｍ　−３
ｍ程度が適当である。

又、銅被覆層を形成せしめる鉄製陽極ペグの部位は、ベ
グ先端部よりの陽極炭素への電流通過量が多い点から少
なくともベグ先端部よりｊ帰までの部位、通常は効果の
点でベグ先端部より５０α以下、好ましくは９０ｍ以下
の範囲が適当である。

以上の方法によ部表面に銅を被覆した鉄製陽極ペグは通
常の方法に従って操業中の電解炉の陽極ベグとして使用
に供される。該被覆効果は再三の陽極ベグの挿脱に耐え
るが、被覆効果の減少、すなわち銅被覆層が摩耗により
消耗（ベグ周辺部の陽極炭素への付着）すれば再度該ベ
グ表面を研摩等前処理を施した後本発明方法に従って再
変調の溶融メッキ処理を実施すればよい０ 以上詳述した手段をもって実施する本発明方法によれば
鉄製陽極ペグ表面並びに銅被・面には導電性のわるい酸
化物等が実質的に付着せずかつ硫化物の生成も一部硫化
銅として生成付ルするが硫化鉄のごとき電気の不良導体
ではないため、陽極ペグ、陽極炭素間における電圧降下
は小さくなり、電力原単位の向上に寄与するところ大で
あり本発明方法の工業的価値は頗る大である。

以下実施例により本発明方法を更に詳細に説明するが本
発明はこの実施例に限定されるものではない。

実施例 稼動中の／θθ臥縦型自焼成式アルミニウム電解炉にお
いて、鉄製陽極ペグの先端部より約シθ閏の範囲をまず
機械的な研削研摩手段により、付着する炭素材、酸化物
等の異物を除去した後■塩化ナトリウム３０重量−と氷
晶石７０重量％の混合フラックス溶融塩浴槽に該当部を
７５分間浸漬し、次いで溶融銅檜中に３分間浸漬して後
引上げ、水中で急冷した後付着フラックスを除去し、約
／ｗｍの銅被覆層を有する陽極ペグを取得した。又■フ
ラックス処理することなしに直接溶融鋼種に約７０分間
浸漬保持して以下同様に処理して約／ｗｍの銅被覆層を
有する陽極ペグを得た。

このようにして得られた銅被覆を有する陽極ベグにより
逐次使用中の銅被覆のない鉄製陽極ペグを置換してゆき
、すべてのペグが上記■及び■で得たベグに入替りた日
から該当の電解炉／炉当りランダムに５本の陽極ペグを
選び、該当するベグの陽極導体Ｋｌ！！架される接点部
と陽極炭素の溶融電解浴接触位置の上方！；ｃｍの位置
でかつ該当する陽極ペグに最近接する部位との間におけ
る電圧降下を軽時的に５θ日間測定を行なった。

更に比較のため近隣の陽極炭素の状態、電解炉の操業条
件が近似するごとく制御された電解炉につき従来の何等
銅被嶺層を有さない鉄製陽極ペグを用い、同一期間同様
の電圧降下の測定をくりかえした。

その結果３該当部の電圧降下の平均は従来の陽極ベグを
用いた場合の数値を／θθとした場合、上記■で得た本
発明の陽極ペグを用いた場合的にθに父上記■で得たフ
ラックス処理なしで銅被覆した陽極ペグを用いた場合は
約りθにそれぞれ低下していることが確認された。

更にすべての陽極ベグが銅被侵の陽極ベグに入替りた後
３カ月後から／θ日間生成アルではＯ０θ２チの銅含有
量の上昇が観察された４この結果、本発明方法により取
得した銅被覆の陽極ベグは単なる溶融鋼メッキの陽極ベ
グ品にくらべ、鉄表面との密着性がすぐれることが明ら
かにされた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陽極ベグの陽極炭素と接触する部位であってその先端部
   より少くともＳｍまでの表面部を弗化物および／又は塩
   化物からなる溶融塩浴中に浸漬し、該溶融塩浴と接触せ
   しめた後、溶融銅浴中に浸漬して銅メッキを施すことを
   ！ｒｉ徴とする自焼成式アルミニウム電解炉用の陽極ベ
   グの加工方法。