專利名稱：鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯及廢陰極在制備其側(cè)部內(nèi)襯中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯，以及廢陰極在制備其側(cè)部內(nèi)襯中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
如圖1至圖4所示，目前現(xiàn)有的鋁電解預(yù)焙槽槽側(cè)部內(nèi)襯的砌筑主要有以下幾種方式①側(cè)部普通炭塊7結(jié)合人工扎制人造伸腿6；②側(cè)部前后復(fù)合塊，即前面為炭氮化硅磚8，后面為普通炭塊7再結(jié)合人工扎制人造伸腿6；③側(cè)部上下復(fù)合塊，即上面為炭氮化硅磚8，下面為普通炭塊7再與人工扎制人造伸腿6相結(jié)合；④側(cè)部炭氮化硅磚8結(jié)合人工扎制人造伸腿6。隨著鋁電解技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，為提高單位面積的產(chǎn)能，電解槽的加工面有變窄和槽型增大的發(fā)展趨勢。由于加工面變窄，加工面電解質(zhì)的流速也相應(yīng)加快，導(dǎo)致電解質(zhì)對電解槽側(cè)部的沖刷加劇；另外，隨著電解槽槽型的增大，要求電解槽側(cè)部散熱的能力增強(qiáng)。因此加強(qiáng)電解槽的側(cè)部散熱，提高側(cè)部材料的抗沖刷性是保證窄爐面鋁電解槽正常生產(chǎn)的有效手段。
圖1所示槽側(cè)部內(nèi)襯的砌筑方式，由于側(cè)部采用的是普通炭塊，其散熱性能和抗沖蝕性能不能滿足大型槽的要求，目前在大型槽上已基本淘汰。圖2所示槽內(nèi)襯側(cè)部砌筑方式中，炭氮化硅磚具有抗沖刷性、導(dǎo)熱性好的特點(diǎn)。由于采用全炭氮化硅磚成本較高，采取與普通炭塊結(jié)合后，在利用炭氮化硅磚抗沖刷性、導(dǎo)熱性好的特點(diǎn)的同時(shí)，又能降低成本。但在實(shí)際使用中，由于粘結(jié)劑質(zhì)量等問題造成炭氮化硅磚的脫落進(jìn)而影響電解生產(chǎn)，使得采用圖2方式的各廠家正逐步用圖3和圖4兩種砌筑方式替代第二種砌筑方式。
但不論鋁電解槽槽側(cè)部內(nèi)襯砌筑采用何種方式，均需人工扎制側(cè)部人造伸腿6。國內(nèi)目前扎制側(cè)部人造伸腿普遍使用的是熱搗糊技術(shù)，其在扎制過程中受人員的技術(shù)素質(zhì)、精神狀態(tài)、糊的質(zhì)量、糊的加熱溫度和環(huán)境溫度等諸多因素的影響，扎制質(zhì)量因人而異，質(zhì)量難于保證。人工扎制的側(cè)部人造伸腿未焙燒前強(qiáng)度低，要靠電解槽焙燒過程中的高溫使側(cè)部人造伸腿燒結(jié)來提高強(qiáng)度，并與整個(gè)槽底陰極內(nèi)襯燒結(jié)成一個(gè)整體。目前國內(nèi)電解槽的焙燒方式主要為焦粒焙燒，而焦粒焙燒的發(fā)熱區(qū)域在槽底部，難于保證側(cè)部人造伸腿在焙燒過程中的燒結(jié)質(zhì)量。目前國內(nèi)幾乎所有電解鋁廠在電解槽焙燒啟動(dòng)過程中均出現(xiàn)過人造伸腿由于未燒結(jié)好而出現(xiàn)分層浮塊的現(xiàn)象，使側(cè)部人造伸腿在啟動(dòng)時(shí)就出現(xiàn)了缺陷，直接影響后續(xù)生產(chǎn)中爐幫的形成質(zhì)量。這些側(cè)部有缺陷的槽在生產(chǎn)中很容易造成電解槽的側(cè)部漏槽，給生產(chǎn)廠家?guī)磔^大的經(jīng)濟(jì)損失。側(cè)部漏槽是目前國內(nèi)電解槽早期破損的主要原因，側(cè)部人造伸腿質(zhì)量的不穩(wěn)定是目前電解槽面臨的瓶頸問題。此外由于人造伸腿的扎固糊料在加熱和搗固過程中會(huì)出現(xiàn)瀝青煙、煤焦油等揮發(fā)成分，對施工人員造成身體的損傷。
目前國內(nèi)大部分電解鋁廠大修槽的廢陰極一般采用露天堆放的形式，一方面對環(huán)境造成污染，另一方面占用了大量的土地資源。少數(shù)廠家對廢陰極的處理，也僅限于回收其中的有用物質(zhì)，沒有解決占用土地資源和污染的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種質(zhì)量穩(wěn)定、不分層、強(qiáng)度高、抗沖蝕性強(qiáng)、無污染的鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯。
本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供鋁電解槽中廢陰極的一種用途發(fā)明。
本發(fā)明鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯為異型預(yù)制塊。
所述異型預(yù)制塊通過扎固糊與鋁電解槽內(nèi)陰極炭塊相連。
廢陰極炭塊在制備鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯中的應(yīng)用。
由于采用了異型預(yù)制塊，預(yù)制塊制作的各工序可實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的技術(shù)控制，解決了人造伸腿人工扎制質(zhì)量不能保證的問題；預(yù)制塊是在焙燒爐中經(jīng)高溫焙燒而成，解決了人工扎制的側(cè)部人造伸腿燒結(jié)質(zhì)量不好而出現(xiàn)的起層浮塊問題；焙燒好的預(yù)制塊具有和電解槽內(nèi)陰極底塊相同的強(qiáng)度，其耐沖蝕性比傳統(tǒng)的用人工扎制的側(cè)部人造伸腿強(qiáng)，因此使用預(yù)制塊后，能使造成電解槽早期破損的主要原因得到解決，延長了電解槽的使用壽命。預(yù)制塊的使用還減輕了筑爐工人的筑爐工作量，保護(hù)了筑爐工人的身心健康。
當(dāng)預(yù)制塊采用廢陰極炭塊制成，起到了變廢為寶，資源再生利用的作用，其使用成本降低，能有效節(jié)約成本，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念；對大修電解槽產(chǎn)生的廢陰極的利用，還節(jié)省了大量用于堆放電解槽廢料的土地資源，減輕了對環(huán)境的污染；另外廢陰極炭塊具有的高比電阻和高熱傳導(dǎo)特性有利于電解槽側(cè)部爐幫的早期形成。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)鋁電解槽槽側(cè)部內(nèi)襯的砌筑方式之一；圖2為現(xiàn)有技術(shù)鋁電解槽槽側(cè)部內(nèi)襯的砌筑方式之二；圖3為現(xiàn)有技術(shù)鋁電解槽槽側(cè)部內(nèi)襯的砌筑方式之三；圖4為現(xiàn)有技術(shù)鋁電解槽槽側(cè)部內(nèi)襯的砌筑方式之四；圖5為本發(fā)明電解槽用側(cè)部內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖6為本發(fā)明電解槽用側(cè)部內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
具體實(shí)施例方式
如圖5和圖6所示，在電解槽3的側(cè)部耐火磚4上擺放異型預(yù)制塊1，將炭氮化硅磚8與異型預(yù)制塊1結(jié)合或插入異型預(yù)制塊1預(yù)制的缺口內(nèi)與其結(jié)合，異型預(yù)制塊1與陰極炭塊5用扎固糊2連接成一個(gè)整體。預(yù)制塊1的形狀和長度可根據(jù)各類鋁電解槽的不同適當(dāng)調(diào)整。
實(shí)施例1預(yù)制塊材料配比(重量百分比)如下A.廢陰極炭塊 粒徑0～2mm 15％2～4mm 15％4～6mm 15％6～10mm 16％電煅煤粉子39％B.瀝青占上述A組分的重量百分比17％預(yù)制塊制備方法如下回收電解鋁廠大修槽的廢陰極，篩選出其中的陰極炭塊，把陰極炭塊破碎成所需的粒徑要求，以此作為骨料，與電煅煤粉子混合，以瀝青作粘結(jié)劑，在130～150℃下攪拌，經(jīng)混捏后，在成型機(jī)中振動(dòng)成型，在焙燒爐中經(jīng)1050～1100℃的高溫焙燒250小時(shí)左右而成。
上述預(yù)制塊的理化指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果灰分20.05％，耐壓強(qiáng)度43.64N/mm2，真密度2.23g/cm3，體積密度1.81g/cm3，電阻率42.8Ωmm2/m。
以下為使用預(yù)制塊后與使用人造伸腿的一些情況對比槽殼溫度比較(平均)
1天 2天 3天 4天 5天人造伸腿 430℃447℃440℃450℃447℃預(yù)制塊470℃505℃472℃475℃471℃爐幫厚度比較第15天 第30天 第45天人造伸腿4cm14cm14.5cm預(yù)制塊 4cm16cm17cm由于廢陰極炭塊存在一定程度的石墨化，增加了預(yù)制塊的導(dǎo)熱性，因此其側(cè)部散熱性比人造伸腿好，這有利于側(cè)部爐幫的形成，增加了對電解槽側(cè)部的保護(hù)。
以下為用廢陰極制作的預(yù)制塊與用電煅煤粉子制作的預(yù)制塊的理化指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果比較廢陰極炭塊制作的預(yù)制塊灰分20.05％，耐壓強(qiáng)度43.64N/mm2，真密度2.23g/cm3，體積密度1.81g/cm3，電阻率42.8Ωmm2/m。
電煅煤粉子制作的預(yù)制塊灰分4.5％，耐壓強(qiáng)度33.79N/mm2，真密度1.90g/cm3，體積密度1.57g/cm3，電阻率38.2Ωmm2/m。
由于廢陰極炭塊中的雜質(zhì)和灰分高，增加了預(yù)制塊的比電阻，符合電解槽側(cè)部不導(dǎo)電的要求，也有利于電解側(cè)部槽爐幫的生成。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯，其特征在于所述側(cè)部內(nèi)襯為異型預(yù)制塊(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯，其特征在于，所述異型預(yù)制塊(1)通過扎固糊(2)與鋁電解槽內(nèi)陰極炭塊(5)相連。
3.廢陰極炭塊在制備權(quán)利要求1和2所述鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解槽用側(cè)部內(nèi)襯以及廢陰極在制備其側(cè)部內(nèi)襯中的應(yīng)用。所述側(cè)部內(nèi)襯為異型預(yù)制塊(1)。所述異型預(yù)制塊(1)可由廢陰極炭塊制成。該異型預(yù)制塊質(zhì)量穩(wěn)定、不分層、強(qiáng)度高、抗沖蝕性強(qiáng)、無污染。當(dāng)使用廢陰極炭塊時(shí)，其高比電阻、高熱傳導(dǎo)性，有利于電解槽側(cè)部爐幫的形成，從而能延長鋁電解槽的使用壽命，且有利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)C25C3/08GK1928161SQ20061002158
公開日2007年3月14日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者王文 申請人:王文