JPS59594B2 - アルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電端子の接合方法 - Google Patents
アルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電端子の接合方法Info
- Publication number
- JPS59594B2 JPS59594B2 JP5563981A JP5563981A JPS59594B2 JP S59594 B2 JPS59594 B2 JP S59594B2 JP 5563981 A JP5563981 A JP 5563981A JP 5563981 A JP5563981 A JP 5563981A JP S59594 B2 JPS59594 B2 JP S59594B2
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- Japan
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- conductive terminal
- steel
- carbon anode
- cast iron
- fired carbon
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と金属製
導電端子との接合方法に関する。
導電端子との接合方法に関する。
金属アルミニウムの製造は、その酸化物であるアルミナ
を溶解したフッ化物溶融塩の電気分解によつて行われ、
これに適用される電解炉は該溶融塩中に昇降自在に懸垂
浸漬された炭素陽極と、炉底に析出保留された金属アル
ミニワム溶湯からなる陰極と、さらに該溶融塩をはさん
で両極間に形成される極間隙とから構成されている。
を溶解したフッ化物溶融塩の電気分解によつて行われ、
これに適用される電解炉は該溶融塩中に昇降自在に懸垂
浸漬された炭素陽極と、炉底に析出保留された金属アル
ミニワム溶湯からなる陰極と、さらに該溶融塩をはさん
で両極間に形成される極間隙とから構成されている。
そして炭素陽極としては生電極を補充し炉上において自
己焼成されるゼーダーベルグ式も使用されてはいるが、
近年において採用さ−、をる電解炉の多くは、その低電
力消費と電解工場内環境の高清浄度、電解炉の大容量化
と操業の機械化、および自動化等に有利であることから
、既焼成炭素陽極式が多くなつている。ところで既焼成
炭素陽極は、電極工場において予め骨材炭素粒粉とピッ
チバインダーとを混練加圧してグリーンブロックに成形
し、これを高温に焼成して得られる焼成炭素ブロックに
、通電のための金属製導電端子を埋設結合して製造され
る。
己焼成されるゼーダーベルグ式も使用されてはいるが、
近年において採用さ−、をる電解炉の多くは、その低電
力消費と電解工場内環境の高清浄度、電解炉の大容量化
と操業の機械化、および自動化等に有利であることから
、既焼成炭素陽極式が多くなつている。ところで既焼成
炭素陽極は、電極工場において予め骨材炭素粒粉とピッ
チバインダーとを混練加圧してグリーンブロックに成形
し、これを高温に焼成して得られる焼成炭素ブロックに
、通電のための金属製導電端子を埋設結合して製造され
る。
金属製端子は鋼製柱状で、焼成炭素ブロックの上面に予
め形成してある孔部にこれを装設し、該端子と孔壁との
間の間隙に溶融鋳鉄を注入し、いわゆる鋳込みによつて
結合されている。かゝる炭素ブロックを電解炉において
前記したように懸垂使用するが、電解反応によつて陽極
炭素が消耗するので、上記鋼製導電端子および鋳込み用
鋳鉄の下端が溶融塩中に露頭する前にこの消耗陽極炭素
を新陽極炭素と交換する。消耗陽極炭素は油圧またはニ
ユーマチツク等の機素により作動する装置によつて、残
留炭素を取り除いた後同種の装置により、鋼製端子と鋳
鉄とを分離する。こゝで分離される炭素及び鋳鉄は再使
用に廻される。ところが鋼製端子と鋳鉄の分離は甚だ困
難を伴うものである。
め形成してある孔部にこれを装設し、該端子と孔壁との
間の間隙に溶融鋳鉄を注入し、いわゆる鋳込みによつて
結合されている。かゝる炭素ブロックを電解炉において
前記したように懸垂使用するが、電解反応によつて陽極
炭素が消耗するので、上記鋼製導電端子および鋳込み用
鋳鉄の下端が溶融塩中に露頭する前にこの消耗陽極炭素
を新陽極炭素と交換する。消耗陽極炭素は油圧またはニ
ユーマチツク等の機素により作動する装置によつて、残
留炭素を取り除いた後同種の装置により、鋼製端子と鋳
鉄とを分離する。こゝで分離される炭素及び鋳鉄は再使
用に廻される。ところが鋼製端子と鋳鉄の分離は甚だ困
難を伴うものである。
すなわち、電解炉において使用中に、鋳鉄部分が過度に
高温に到達したり、溶融塩に露頭したような場合は、鋳
鉄と鋼製端子の結合はきわめて強固でこれを分離するこ
とが不可能な状態となる。そしてかゝる状態となつた鋼
製端子は殆んど再生不可能となる。上記したような鋳鉄
と鋼製端子の固着を防止する手段として従来一般に鋼製
端子部の接合面に予め黒鉛粉末をコーティングする方法
が採用せられている。
高温に到達したり、溶融塩に露頭したような場合は、鋳
鉄と鋼製端子の結合はきわめて強固でこれを分離するこ
とが不可能な状態となる。そしてかゝる状態となつた鋼
製端子は殆んど再生不可能となる。上記したような鋳鉄
と鋼製端子の固着を防止する手段として従来一般に鋼製
端子部の接合面に予め黒鉛粉末をコーティングする方法
が採用せられている。
その具体的方法としては、
イ）鋼製端子面に微粉黒鉛の水性懸濁液を塗布（浸漬ま
たは吹付け、刷毛塗り等）し、ドライヤーで強制乾燥し
コーテイングする。
たは吹付け、刷毛塗り等）し、ドライヤーで強制乾燥し
コーテイングする。
ロ）鋼製端子面に黒鉛粉末をブラシでこすりつける。
ノ＼）鋼製端子面を黒鉛粉末の流動層中に装入してコー
テイングする。
テイングする。
などが主として実施されている。
しかしイ）の湿式法はコロイダル黒鉛が高価であり、さ
らに乾燥が不充分であると鋳鉄溶湯の爆発を起すた以厳
格な乾燥が不可欠であり、エネルギー消費量の大きい大
型のドライヤーを必要とするなどの難点がある。口），
ノうの乾式法ぱコーテイング量が少く、このため効果が
不充分である。このような現状から鋼製端子と鋳鉄の固
着防止法の改善が強く望まれていた。本発明者等は上記
の改善を技術的課題として、種々研究の結果きわめて実
用効果の高い、かつ実施し易いコーテイング方法を開発
するに至つた。
らに乾燥が不充分であると鋳鉄溶湯の爆発を起すた以厳
格な乾燥が不可欠であり、エネルギー消費量の大きい大
型のドライヤーを必要とするなどの難点がある。口），
ノうの乾式法ぱコーテイング量が少く、このため効果が
不充分である。このような現状から鋼製端子と鋳鉄の固
着防止法の改善が強く望まれていた。本発明者等は上記
の改善を技術的課題として、種々研究の結果きわめて実
用効果の高い、かつ実施し易いコーテイング方法を開発
するに至つた。
すなわち、本発明の方法は、既焼成炭素陽極と鋼製導電
端子とを鋳鉄鋳込み接合する場合、予め該鋼製導電端子
の外面上に黒鉛粉と液体油からなる塗膜を形成せしめ、
ついで鋳鉄鋳込みを行う接合方法である。本発明におい
て黒鉛粉としては、人造黒鉛、炭二化珪素製造炉の分解
黒鉛、天然黒鉛等の粉粒のほか製鉄高炉から派生するキ
ツシユ黒鉛も適用しうる。
端子とを鋳鉄鋳込み接合する場合、予め該鋼製導電端子
の外面上に黒鉛粉と液体油からなる塗膜を形成せしめ、
ついで鋳鉄鋳込みを行う接合方法である。本発明におい
て黒鉛粉としては、人造黒鉛、炭二化珪素製造炉の分解
黒鉛、天然黒鉛等の粉粒のほか製鉄高炉から派生するキ
ツシユ黒鉛も適用しうる。
これらの黒鉛はいずれもＴｙｌｅｒ標準篩１００メツシ
ユ以下に粉砕し、好ましくは２７０メツシユ篩下が５０
重量％以上を占める粉末である。まＪた本発明において
液体油としては室温において液体である各種の鉱物およ
び植物油が使用可能であるが、実用上鉱物油が適当で、
灯油（ＪＩＳｌ号およびＪＩＳ２号）、軽油（ＪｌＳｌ
号〜３号）、Ａ重油（ＪＩＳｌ号および２号）、Ｂ重油
等がい，づれも殆んど効果に差異なく使用できるが、流
動点が＋４〜＋１４℃に達し、動粘度（５『Ｃ）が５０
ｃＳｔ以上を有するＣ重油は特別の加温設備なしには実
用し難い。上記した鉱物油は単用または混用してもよい
が、含水率の高い油は鋳込時に溶４融鋳鉄と反応して爆
発し作業に危険をもたらすので、この点の注意が必要で
あるが、出所の明らかな液体油であればこの懸念は不要
である。黒鉛粉と液体油からなる塗膜の形成方法として
は、下記２法がある。
ユ以下に粉砕し、好ましくは２７０メツシユ篩下が５０
重量％以上を占める粉末である。まＪた本発明において
液体油としては室温において液体である各種の鉱物およ
び植物油が使用可能であるが、実用上鉱物油が適当で、
灯油（ＪＩＳｌ号およびＪＩＳ２号）、軽油（ＪｌＳｌ
号〜３号）、Ａ重油（ＪＩＳｌ号および２号）、Ｂ重油
等がい，づれも殆んど効果に差異なく使用できるが、流
動点が＋４〜＋１４℃に達し、動粘度（５『Ｃ）が５０
ｃＳｔ以上を有するＣ重油は特別の加温設備なしには実
用し難い。上記した鉱物油は単用または混用してもよい
が、含水率の高い油は鋳込時に溶４融鋳鉄と反応して爆
発し作業に危険をもたらすので、この点の注意が必要で
あるが、出所の明らかな液体油であればこの懸念は不要
である。黒鉛粉と液体油からなる塗膜の形成方法として
は、下記２法がある。
イ）鋼製導電端子の外面上に液体油を塗布（スプレー吹
付け、ドブ漬け、刷毛塗りなどの方法による）し、つい
でこれに黒鉛粉を付着（鉛粉の噴射、粉体流動空間の通
過、粉体充填層中に上記導電端子を短時間埋め込む等の
方法による）させる。
付け、ドブ漬け、刷毛塗りなどの方法による）し、つい
でこれに黒鉛粉を付着（鉛粉の噴射、粉体流動空間の通
過、粉体充填層中に上記導電端子を短時間埋め込む等の
方法による）させる。
ロ）黒鉛粉と液体油の混合物を予め調製しておき、これ
を鋼製導電端子の外面上に塗布する。
を鋼製導電端子の外面上に塗布する。
（塗布方法は上記イ）と同様の手段を選択しうる６→液
体油に対する黒鉛粉の混合比は、油及び黒鉛の種類とそ
の粒度とによつて異り、実験によつて最適点を求めれば
よいが一般的には、液体油は可及的少い方がよく、例え
ば１００メツシユ全通、２７０メツシユ下５５重量％の
人造黒鉛粉と灯油の混合物では黒鉛濃度は７００９／１
０１１前後が好ましい。以下本発明を実施例にもとづい
て具体的に説明する。
体油に対する黒鉛粉の混合比は、油及び黒鉛の種類とそ
の粒度とによつて異り、実験によつて最適点を求めれば
よいが一般的には、液体油は可及的少い方がよく、例え
ば１００メツシユ全通、２７０メツシユ下５５重量％の
人造黒鉛粉と灯油の混合物では黒鉛濃度は７００９／１
０１１前後が好ましい。以下本発明を実施例にもとづい
て具体的に説明する。
実施例 １
第１回は既焼成炭素陽極の導電機構の例で、炭素陽極穿
設した穴に鋳鉄鋳込み接合される鋼製導電端子１、それ
らの頂部を溶接し懸垂するための鋼製水平梁部２、およ
び鋼製突起部３の上部にアルミニウム、鋼の接合片４を
介してアルミニウム製ハンガーロツド５からなる。
設した穴に鋳鉄鋳込み接合される鋼製導電端子１、それ
らの頂部を溶接し懸垂するための鋼製水平梁部２、およ
び鋼製突起部３の上部にアルミニウム、鋼の接合片４を
介してアルミニウム製ハンガーロツド５からなる。
電解電流は、電動昇降可能の水平梁体に支持された陽ブ
スバ一（図示してない）からハンガーロツド５、続いて
４，３，２，１を経て炭素陽極に導通される。電解消耗
によつて電解炉から取出された炭素陽極から上記の導電
機構を取り外し、鋼製導電端子１の下方に固着している
鋳鉄を除去し、スチールシヨツトブラスト機により１の
表面を研掃した。
スバ一（図示してない）からハンガーロツド５、続いて
４，３，２，１を経て炭素陽極に導通される。電解消耗
によつて電解炉から取出された炭素陽極から上記の導電
機構を取り外し、鋼製導電端子１の下方に固着している
鋳鉄を除去し、スチールシヨツトブラスト機により１の
表面を研掃した。
パワーアンドフリーコンベアー（図示してない）にハン
ガーロツド５の頂部を懸垂した上記導電機構を、オイル
スプレー室６に移動し、直径１３０ｍ７７！の鋼製導電
端子１の下方１００ｍｍの高さの外面にオイルスプレー
ノズル７より軽油を噴霧塗布し、続いて、第２図に示す
ごとく容器８内の人造黒鉛粉末（ＴＹＬＥＲ標準篩１０
０メツシユ下全通、２７０メツシユ下５２重量％）の充
填層９に鋼製導電端子１の油塗布部分をパワーアンドフ
リーコンベアーによる導電機構の昇降又は黒鉛充填層９
の容器の昇降により瞬時埋没させ１の表面に人造黒鉛粉
末を約１．５ｍｍの厚みに付着させて、黒鉛粉と液体油
からなる塗膜１ａを形成せしめた。上記のごとく処理し
た導電機構を第４図に示すごとく処理した導電機構を第
４図に示すごとく既焼成炭素プロツク１０上に移動し、
予めプロツク上に穿設されある穴部１１に鋼製導電端子
１を垂直に挿入し、導電端子１の周囲空隙に溶融鋳鉄１
２を注湯しこれを満たした。この場合油の急速な熱分解
、着火が認められたが、鋳められたが、鋳鉄溶湯の飛散
など全くなく、作業は全く安全に行われた。このように
して接合された鋼製導電端子１と炭素プロツク１０の接
触抵抗値は、従来のコロイダル黒鉛を使用した場合と全
く差異がなく、電解炉における使用経過に伴う抵抗値の
変化にも差異は認められず、この接合部の電気的接触状
態は満足すべきものであつた。
ガーロツド５の頂部を懸垂した上記導電機構を、オイル
スプレー室６に移動し、直径１３０ｍ７７！の鋼製導電
端子１の下方１００ｍｍの高さの外面にオイルスプレー
ノズル７より軽油を噴霧塗布し、続いて、第２図に示す
ごとく容器８内の人造黒鉛粉末（ＴＹＬＥＲ標準篩１０
０メツシユ下全通、２７０メツシユ下５２重量％）の充
填層９に鋼製導電端子１の油塗布部分をパワーアンドフ
リーコンベアーによる導電機構の昇降又は黒鉛充填層９
の容器の昇降により瞬時埋没させ１の表面に人造黒鉛粉
末を約１．５ｍｍの厚みに付着させて、黒鉛粉と液体油
からなる塗膜１ａを形成せしめた。上記のごとく処理し
た導電機構を第４図に示すごとく処理した導電機構を第
４図に示すごとく既焼成炭素プロツク１０上に移動し、
予めプロツク上に穿設されある穴部１１に鋼製導電端子
１を垂直に挿入し、導電端子１の周囲空隙に溶融鋳鉄１
２を注湯しこれを満たした。この場合油の急速な熱分解
、着火が認められたが、鋳められたが、鋳鉄溶湯の飛散
など全くなく、作業は全く安全に行われた。このように
して接合された鋼製導電端子１と炭素プロツク１０の接
触抵抗値は、従来のコロイダル黒鉛を使用した場合と全
く差異がなく、電解炉における使用経過に伴う抵抗値の
変化にも差異は認められず、この接合部の電気的接触状
態は満足すべきものであつた。
消耗交換后の鋼製導電端子からの鋳鉄の除去率は９７．
５％に達し、無処理の場合の８５％、及び従来法（前記
（ロ）、（ハ））の８９０！）に比し、特に改善されて
いることが認められた。
５％に達し、無処理の場合の８５％、及び従来法（前記
（ロ）、（ハ））の８９０！）に比し、特に改善されて
いることが認められた。
実施例 ２
実施例１と同様に表面研掃した鋼製導電端子１を、第３
図に示すように槽１３内の天然黒鉛粉末（ＴＹＬＥＲ標
準篩１００メツシユ全通、２７０メツシユ下５４．５重
量％）と黄灯油との混合物１５（黒鉛粉７５０９／ｌ油
、プロペラ撹拌機１４で対流撹拌）中に浸漬して導電端
子１の外面に該混合物からなる塗膜１ｂを形成せしめた
。
図に示すように槽１３内の天然黒鉛粉末（ＴＹＬＥＲ標
準篩１００メツシユ全通、２７０メツシユ下５４．５重
量％）と黄灯油との混合物１５（黒鉛粉７５０９／ｌ油
、プロペラ撹拌機１４で対流撹拌）中に浸漬して導電端
子１の外面に該混合物からなる塗膜１ｂを形成せしめた
。
ついで実施例１と同様に既焼成炭素プロツク１０の穴部
１１ＶＣ上記導電端子１を鋳鉄鋳込み接合を行つた。溶
湯の飛散など皆無で作業は連続的に静隠に行われた。か
くして接合された鋼製導電端子１と炭素プロック１０の
接触抵抗値は実施例１の場合と事実上差異がなく、また
陽極炭素消耗交換後の鋼製端子からの鋳鉄除去率は９５
．５％であつて、従来法に比し格段の改善が認められた
。
１１ＶＣ上記導電端子１を鋳鉄鋳込み接合を行つた。溶
湯の飛散など皆無で作業は連続的に静隠に行われた。か
くして接合された鋼製導電端子１と炭素プロック１０の
接触抵抗値は実施例１の場合と事実上差異がなく、また
陽極炭素消耗交換後の鋼製端子からの鋳鉄除去率は９５
．５％であつて、従来法に比し格段の改善が認められた
。
第１図及び第２図は本発明の一実施態様を説明する図で
、第１図は金属製導電機構の構成およびその下方の鋼製
導電端子に液体油を噴霧塗布する模式図、第２図は、液
体油塗布後、黒鉛粉末を鋼製導電端子に付着せしめる工
程の模式図である。 第３図は本発明の別の実施態様を説明する図で、黒鉛と
液体油の撹拌混合物中に鋼製導電端子を浸漬し、その表
面に塗膜を形成せしめる工程の模式図であり第４図は、
これら実施例により塗膜を形成せしめた鋼製導電端子を
既焼成炭素陽極プロツクに鋳鉄鋳込み接合を行う説明図
である。１・・・・・・鋼製導電端子、１ａ・・・・・
・液体油塗布後黒鉛粉末を付着させて形成させた塗膜、
１ｂ・・・・・・液体油と黒鉛粉末の混合物を塗布して
形成させた塗膜、７・・・・・・オイルスプレー、９・
・・・・・黒鉛粉、１０・・・・・・既焼成炭素陽極プ
ロツク、１２・・・・・・鋳鉄。
、第１図は金属製導電機構の構成およびその下方の鋼製
導電端子に液体油を噴霧塗布する模式図、第２図は、液
体油塗布後、黒鉛粉末を鋼製導電端子に付着せしめる工
程の模式図である。 第３図は本発明の別の実施態様を説明する図で、黒鉛と
液体油の撹拌混合物中に鋼製導電端子を浸漬し、その表
面に塗膜を形成せしめる工程の模式図であり第４図は、
これら実施例により塗膜を形成せしめた鋼製導電端子を
既焼成炭素陽極プロツクに鋳鉄鋳込み接合を行う説明図
である。１・・・・・・鋼製導電端子、１ａ・・・・・
・液体油塗布後黒鉛粉末を付着させて形成させた塗膜、
１ｂ・・・・・・液体油と黒鉛粉末の混合物を塗布して
形成させた塗膜、７・・・・・・オイルスプレー、９・
・・・・・黒鉛粉、１０・・・・・・既焼成炭素陽極プ
ロツク、１２・・・・・・鋳鉄。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 既焼成炭素陽極と鋼製導電端子とを鋳鉄鋳込み接合
する場合、予め該鋼製導電端子の外面上に黒鉛粉と液体
油からなる塗膜を形成せしめ、ついで鋳鉄鋳込みを行う
アルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電端子の接合
方法。 ２ 塗膜が、予め鋼製導電端子の外面上に液体油を塗布
し、これに黒鉛粉を付着せしめてなる特許請求の範囲第
１項記載のアルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電
端子の接合方法。 ３ 塗膜が、予め黒鉛粉と液体油の混合物を鋼製導電端
子の外面上に塗布してなる特許請求の範囲第１項記載の
アルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電端子の接合
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5563981A JPS59594B2 (ja) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | アルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電端子の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5563981A JPS59594B2 (ja) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | アルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電端子の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57171680A JPS57171680A (en) | 1982-10-22 |
| JPS59594B2 true JPS59594B2 (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=13004366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5563981A Expired JPS59594B2 (ja) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | アルミニウム電解炉の既焼成炭素陽極と導電端子の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59594B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61147398U (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-11 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013086721A1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Vestas Wind Systems A/S | A method of repairing defects in cast iron workpieces, and a method of connecting cast iron workpieces |
| CN104514009A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 林州市林丰铝电有限责任公司 | 一种降低铁碳压降的阳极无缝灌浆方法 |
| CN104923449B (zh) * | 2014-03-17 | 2018-03-20 | 沈阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种具有自动加液功能的蘸石墨机 |
| CN110170634A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-27 | 贵州铝城铝业原材料研究发展有限公司 | 一种铝电解预焙阳极炭块和钢爪的浇铸连接方法 |
| CN114178506B (zh) * | 2021-12-03 | 2023-06-09 | 内蒙古大唐国际呼和浩特铝电有限责任公司 | 一种提高成品阳极浇铸合格率的方法 |
-
1981
- 1981-04-15 JP JP5563981A patent/JPS59594B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61147398U (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57171680A (en) | 1982-10-22 |
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