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一種降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法

文檔序號(hào):5292040閱讀:370來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電解鋁技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨
損的方法。
背景技術(shù)
目前工業(yè)上的純鋁都是采用熔鹽電解法生產(chǎn)的,鋁電解生產(chǎn)需要消耗較高的電 能,其直流電耗可以用如下公式來(lái)表示 『(鵬//-局=2980"^
CE 式中V,為電解槽的平均電壓,CE為電解槽的電流效率。 從上式可以看出,為了降低鋁電解生產(chǎn)的電能消耗可以通過(guò)降低電解槽電壓的方 法來(lái)實(shí)現(xiàn),在現(xiàn)行的工業(yè)電解槽上,如果保持電流效率不變,電解槽的槽電壓每降低0. 1伏 可以實(shí)現(xiàn)直流電能消耗降低300kWh/t Al以上。 降低槽電壓可以通過(guò)改進(jìn)電解槽的陰極結(jié)構(gòu),提高陰極鋁液面的穩(wěn)定性來(lái)實(shí)現(xiàn), 為此,有研究人員發(fā)明了一種其陰極表面具有多種型式凸起的陰極結(jié)構(gòu)的鋁電解槽,使得 電解槽的陰極鋁液面的穩(wěn)定性大大提高,從而降低了電解槽的有效極距和槽電壓,取得了 鋁電解直流電耗大大降低的效果。但凸起的上表面仍存在著較大的鋁液流速和波動(dòng),這種 流動(dòng)和波動(dòng)造成了凸起陰極表面的磨蝕,因此有必要更加降低陰極鋁液面的流速和波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前鋁電解工藝中存在的鋁液流速快、液面波動(dòng)和鋁液磨蝕陰極嚴(yán)重的問 題,本發(fā)明提供一種一種降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法,達(dá)到提高電解槽陰 極鋁液的穩(wěn)定性、減少凸起的陰極消耗、提高電解槽壽命的目的。 本發(fā)明在電解槽的每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置有耐火材料 墻板,墻板由碳氮化硅或鎂鋁尖晶石制成,或由鎂質(zhì)高密度耐火材料、鎂鋁質(zhì)高密度耐火材 料或鎂鈣質(zhì)高密度耐火材料制成。這些墻板沿與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向相平行的方向設(shè)置, 設(shè)置在兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊的上部,這些墻板的上表面與陰極碳?jí)K表面上的凸 起一樣高或高于陰極碳?jí)K凸起的上表面。這些兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的耐火材料墻板具有進(jìn)一 步阻斷鋁液流速減少鋁液波動(dòng),提高電解槽鋁液面穩(wěn)定性,減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕的 功能。 本發(fā)明特別針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,其新型陰極結(jié)構(gòu)電 解槽由發(fā)明專利申請(qǐng)200710010523. 4提出。 上述相鄰兩個(gè)陰極碳?jí)K碳素?fù)v固糊上部設(shè)置的耐火材料墻板的寬度為6 10cm, 高度為10 18cm。耐火材料墻板側(cè)面的陰極碳?jí)K的上表面形狀是平的,或具有凸起的結(jié)構(gòu) (如圖5所示),該凸起的寬度為3 8cm,高度為2 15cm,長(zhǎng)度與墻板長(zhǎng)度一致,凸起的 橫截面為矩形。在電解槽正常生產(chǎn)的過(guò)程中該凸起可以防止陰極碳?jí)K上的沉淀物進(jìn)入耐火材料墻板邊部侵蝕墻板。耐火材料墻板的橫截面為矩形也可以是梯形。在每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極 碳?jí)K之間、與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度方向相一致的方向上,設(shè)置上述耐火材料墻板數(shù)為2 8個(gè),分 設(shè)在電解槽進(jìn)電端和出電端兩排陽(yáng)極底面的下方,當(dāng)耐火材料墻板數(shù)為2個(gè)時(shí),兩個(gè)耐火 材料墻板之間的距離為10 25cm。當(dāng)耐火材料墻板數(shù)為3 8個(gè)時(shí),除陽(yáng)極中縫下邊兩個(gè) 耐火材料墻板的距離為10 20cm外,其它墻板之間的距離為5 20cm,每個(gè)耐火材料墻板 的長(zhǎng)度相同,電解槽陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度減去間斷的總長(zhǎng)度得到的數(shù)值除以墻板數(shù)獲得的數(shù)值 即為每個(gè)墻板的長(zhǎng)度。 陰極碳?jí)K上表面的凸起平行于陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向且位于陰極碳?jí)K上表面的中 央,其寬度為13 20cm,高度為10 18cm,在長(zhǎng)度方向上有間斷,間斷的數(shù)量為1 5個(gè)。 當(dāng)長(zhǎng)度方向上的這種凸起只有一個(gè)間斷時(shí),間斷的位置正好位于電解槽兩排陽(yáng)極中間的大 縫的位置上,其間斷的距離為10 20cm,當(dāng)陰極碳?jí)K表面上的凸起的間斷為3 5個(gè)時(shí),中 間的間斷的位置也正好位于電解槽兩排陽(yáng)極之間的中縫的位置上,其長(zhǎng)度為10 20cm,其 它兩個(gè)間斷位于中間間斷的兩邊,其長(zhǎng)度為10 15cm。當(dāng)間斷數(shù)為4 5個(gè)時(shí),除兩排陽(yáng) 極中縫下邊的間斷的長(zhǎng)度為10 20cm外,其它間斷的長(zhǎng)度為5 20cm,每個(gè)凸起的長(zhǎng)度相 同,電解槽陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度減去間斷的總長(zhǎng)度得到的數(shù)值除以凸起數(shù)獲得的數(shù)值即為每個(gè) 凸起的長(zhǎng)度。 電解槽陰極碳?jí)K上表面凸起橫截面的形狀可以是梯形也可以上部為矩形,下部為 梯形,也可以均為矩形。但無(wú)論是梯形還是矩形,其凸起部分與碳?jí)K基體的結(jié)合處皆為圓 角。 以上陰極碳?jí)K凸起的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸是與專利申請(qǐng)200710010523. 4相一致。
在每個(gè)陰極碳?jí)K的上表面的中間間斷處可以有一個(gè)與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向相垂 直的凸起,垂直的凸起與陰極碳?jí)K為一個(gè)整體。與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向垂直的凸起與平行 的凸起之間的距離為5 10cm。對(duì)于一個(gè)整體電解槽而言,位于出鋁口端的陰極碳?jí)K其中 間不設(shè)置與陰極碳?jí)K縱向方向相垂直的凸起。垂直的凸起的橫截面為矩形,或梯形,但無(wú)論 是矩形還是梯形,其與碳?jí)K基體的連接部都要加工成圓角。垂直凸起的長(zhǎng)度與每個(gè)陰極碳 塊的寬度相同。 在本發(fā)明中,表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的坯料是由骨料與粘結(jié)劑瀝青混捏后 經(jīng)振動(dòng)成型或擠壓成型制成的,骨料為煅后無(wú)煙煤,或煅后無(wú)煙煤和人造石墨的混合物。當(dāng) 陰極碳?jí)K坯料的骨料為煅后無(wú)煙煤和人造石墨的混捏物時(shí),人造石墨的含量一般為0 50% (質(zhì)量比),且人造石墨以細(xì)粉加入,粒度小于0.075mm。新型陰極結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的 坯料也可以是硬質(zhì)人造石墨。新型陰極碳?jí)K的坯料還可以按人造石墨占骨料的重量百分含 量的不同做成梯度型的。即在坯料的配料的過(guò)程中,坯料的下部,使用含有較高的人造石墨 重量百分含量的骨料,人造石墨的含量為60 100%,其余為電煅無(wú)煙煤,占整個(gè)骨料配料 的0 40% (質(zhì)量含量);而在坯料上部10 20cm的范圍內(nèi),骨料中的人造石墨要盡可能 地少或全部為電煅無(wú)煙煤,人造石墨的質(zhì)量含量0 30% ,其余為電煅無(wú)煙煤;而在兩者之 間的為過(guò)渡層,人造石墨和煅后無(wú)煙煤的比例介于上下兩層的配料比之間。
在本發(fā)明中,為了減少陰極鋁液對(duì)電解槽陰極碳?jí)K表面上的凸起的沖刷磨蝕,陰 極碳?jí)K表面的凸起的上表面可以涂覆一定厚度的TiB2/C復(fù)合材料,其厚度為2 5cm, TiB2/ C復(fù)合材料中TiB2的質(zhì)量含量為30 80%,其余為人造石墨粉,二者的混合物以熱固性樹
4脂為粘結(jié)劑,按質(zhì)量百分比計(jì)粘接劑用量為TiB2和人造石墨粉總量的5 15%?;旌暇鶆?后涂敷在凸起的上表面,然后在100 20(TC的溫度下使其固化。電解槽焙燒啟動(dòng)過(guò)程中, 熱固性樹脂進(jìn)行高溫分解最后形成TiB2/C的復(fù)合材料。粘接劑選用常用的熱固性樹脂即可。 本發(fā)明在電解槽的兩個(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上設(shè)置耐火材料墻板,該 墻板是由抗磨蝕、抗腐蝕的鋁鎂尖晶石或碳氮化硅等材料制成的,其高度隨著鋁電解時(shí)間 的增長(zhǎng)降低速度較慢,這些耐火材料墻板具有進(jìn)一步減緩鋁液流速、減少鋁液波動(dòng)、提高電 解槽鋁液面穩(wěn)定性、減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕的功能,且對(duì)鋁電解過(guò)程和鋁的質(zhì)量沒有 影響。


圖1為在相鄰兩塊陰極碳?jí)K之間設(shè)置有耐火材料墻板的電解槽俯視圖。
圖2為圖1中A-A剖面示意圖;
圖3為圖1中B-B剖面示意圖;
圖4圖1中C-C剖面示意圖; 圖5為陰極碳?jí)K邊部帶有凸起的新型結(jié)構(gòu)電解槽的示意圖;
圖6為陰極碳?jí)K邊部帶有凸起的新型結(jié)構(gòu)電解槽的俯視圖;
圖7為橫截面為梯形的陰極凸起的形狀示意圖;
圖8為橫截面上部為矩形下部為梯形的陰極凸起的形狀示意圖;
圖9為橫截面上部為梯形下部為矩形的陰極凸起的形狀示意圖;
圖10為橫截面為矩形的陰極凸起的形狀示意圖。 圖中1.側(cè)部斜坡,2.陰極碳?jí)K,3.耐火材料墻板,4.陰極鋼棒,5.槽壁保溫材 料,6.側(cè)部鋼殼,7.澆注耐火材料,8.側(cè)部碳?jí)K,9.碳素?fù)v固糊,IO.槽底保溫材料,ll.底 部鋼殼,12.凸起。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示,新型陰極結(jié)構(gòu)的電解槽的外部有側(cè)部鋼殼6、底部鋼殼11,緊貼側(cè)部 鋼殼6的為槽壁保溫材料5,槽壁保溫材料5內(nèi)部為側(cè)部碳?jí)K8 (或碳氮化硅磚),陰極碳 塊2與側(cè)部碳?jí)K8(或碳氮化硅磚)通過(guò)側(cè)部斜坡l連接。電解槽的整體陰極由多塊陰極 碳?jí)K2組成,相鄰兩個(gè)陰極碳?jí)K2通過(guò)碳素?fù)v固糊9相連,電解槽陰極碳?jí)K通過(guò)陰極鋼棒4 與外部電源連接,在陰極碳?jí)K2底部有槽底保溫材料IO,槽底保溫材料10下部為底部鋼殼 11。與普通鋁電解槽不同的是新型陰極結(jié)構(gòu)的電解槽的陰極碳?jí)K表面帶有與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度 方向平行的凸起結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在相鄰兩塊陰極碳?jí)K之間設(shè)置由耐火材料墻板3,耐火材料 墻板3設(shè)置在陰極中縫的上部,鑲嵌在兩個(gè)陰極碳?jí)K之間,緊靠耐火材料墻板3的陰極碳?jí)K 2表面可以是平的,也可以做成如圖5形狀的凸起12,該耐火材料墻板3有進(jìn)一步降低鋁液 流速,保持鋁液穩(wěn)定的作用。
實(shí)施例1 針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,在電解槽的每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳 塊之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置有耐火材料墻板,墻板由碳氮化硅制成。這些墻板沿與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向相平行的方向設(shè)置,設(shè)置在兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊的上部,這些墻板的上表面與陰極碳?jí)K表面上的凸起一樣高。這些兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的耐火材料墻板具有進(jìn)一步阻斷鋁液流速減少鋁液波動(dòng),提高電解槽鋁液面穩(wěn)定性,減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕的功能。 上述相鄰兩個(gè)陰極碳?jí)K碳素?fù)v固糊上部設(shè)置的耐火材料墻板的寬度為8cm,高度為14cm。耐火材料墻板側(cè)面的陰極碳?jí)K的上表面形狀是平的。耐火材料墻板的橫截面為矩形。在每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間、與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度方向相一致的方向上,設(shè)置上述耐火材料墻板數(shù)為5個(gè),分設(shè)在電解槽進(jìn)電端和出電端兩排陽(yáng)極底面的下方,除陽(yáng)極中縫下邊兩個(gè)耐火材料墻板的距離為15cm外,其它墻板之間的距離為12cm,每個(gè)耐火材料墻板的長(zhǎng)度相同,電解槽陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度減去間斷的總長(zhǎng)度得到的數(shù)值除以墻板數(shù)獲得的數(shù)值即為每個(gè)墻板的長(zhǎng)度。 為了減少陰極鋁液對(duì)電解槽陰極碳?jí)K表面上的凸起的沖刷磨蝕,陰極碳?jí)K表面的凸起的上表面可以涂覆一定厚度的TiB2/C復(fù)合材料,其厚度為3. 5cm, TiB2/C復(fù)合材料中TiB2的質(zhì)量含量為55%,其余為人造石墨粉,二者的混合物以熱固性樹脂為粘結(jié)劑,按質(zhì)量百分比計(jì)粘接劑用量為TiB2和人造石墨粉總量的10%。混合均勻后涂敷在凸起的上表面,然后在15(TC的溫度下使其固化。電解槽焙燒啟動(dòng)過(guò)程中,熱固性樹脂進(jìn)行高溫分解最后形成TiB"C的復(fù)合材料。
實(shí)施例2 針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,在電解槽的每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置有耐火材料墻板,墻板由鎂鋁尖晶石制成。這些墻板沿與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向相平行的方向設(shè)置,設(shè)置在兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊的上部,這些墻板的上表面高于陰極碳?jí)K凸起的上表面。這些兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的耐火材料墻板具有進(jìn)一步阻斷鋁液流速減少鋁液波動(dòng),提高電解槽鋁液面穩(wěn)定性,減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕的功能。 上述相鄰兩個(gè)陰極碳?jí)K碳素?fù)v固糊上部設(shè)置的耐火材料墻板的寬度為10cm,高度為18cm。耐火材料墻板側(cè)面的陰極碳?jí)K的上表面,具有凸起的結(jié)構(gòu)(如圖5所示),該凸起的寬度為5cm,高度為8cm,長(zhǎng)度與墻板長(zhǎng)度一致,凸起橫截面為矩形。在電解槽正常生產(chǎn)的過(guò)程中該凸起可以防止陰極碳?jí)K上的沉淀物進(jìn)入耐火材料墻板邊部侵蝕墻板。耐火材料墻板的橫截面為梯形。在每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間、與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度方向相一致的方向上,設(shè)置上述耐火材料墻板數(shù)為8個(gè),分設(shè)在電解槽進(jìn)電端和出電端兩排陽(yáng)極底面的下方,除陽(yáng)極中縫下邊兩個(gè)耐火材料墻板的距離為10cm外,其它墻板之間的距離為5cm,每個(gè)耐火材料墻板的長(zhǎng)度相同,電解槽陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度減去間斷的總長(zhǎng)度得到的數(shù)值除以墻板數(shù)獲得的數(shù)值即為每個(gè)墻板的長(zhǎng)度。 為了減少陰極鋁液對(duì)電解槽陰極碳?jí)K表面上的凸起的沖刷磨蝕,陰極碳?jí)K表面的凸起的上表面涂覆一定厚度的TiB2/C復(fù)合材料,其厚度為5cm, TiB2/C復(fù)合材料中TiB2的質(zhì)量含量為80%,其余為人造石墨粉,二者的混合物以熱固性樹脂為粘結(jié)劑,按質(zhì)量百分比計(jì)粘接劑用量為TiB2和人造石墨粉總量的15%?;旌暇鶆蚝笸糠笤谕蛊鸬纳媳砻?,然后在20(TC的溫度下使其固化。電解槽焙燒啟動(dòng)過(guò)程中,熱固性樹脂進(jìn)行高溫分解最后形成TiB2/C的復(fù)合材料。
實(shí)施例3 針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,在電解槽的每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置有耐火材料墻板,墻板由鎂質(zhì)高密度耐火材料制成。這些墻板沿與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向相平行的方向設(shè)置,設(shè)置在兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊的上部,這些墻板的上表面與陰極碳?jí)K表面上的凸起一樣高。這些兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的耐火材料墻板具有進(jìn)一步阻斷鋁液流速減少鋁液波動(dòng),提高電解槽鋁液面穩(wěn)定性,減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕的功能。 上述相鄰兩個(gè)陰極碳?jí)K碳素?fù)v固糊上部設(shè)置的耐火材料墻板的寬度為6cm,高度為10cm。耐火材料墻板側(cè)面的陰極碳?jí)K的上表面,具有凸起的結(jié)構(gòu)(如圖5所示),該凸起的寬度為8cm,高度為15cm,長(zhǎng)度與墻板長(zhǎng)度一致,凸起橫截面為矩形。在電解槽正常生產(chǎn)的過(guò)程中該凸起可以防止陰極碳?jí)K上的沉淀物進(jìn)入耐火材料墻板邊部侵蝕墻板。耐火材料墻板的橫截面為矩形。在每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間、與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度方向相一致的方向上,設(shè)置上述耐火材料墻板數(shù)為2個(gè),分設(shè)在電解槽進(jìn)電端和出電端兩排陽(yáng)極底面的下方,兩個(gè)耐火材料墻板之間的距離為18cm。每個(gè)耐火材料墻板的長(zhǎng)度相同,電解槽陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度減去間斷的總長(zhǎng)度得到的數(shù)值除以墻板數(shù)獲得的數(shù)值即為每個(gè)墻板的長(zhǎng)度。
為了減少陰極鋁液對(duì)電解槽陰極碳?jí)K表面上的凸起的沖刷磨蝕,陰極碳?jí)K表面的凸起的上表面可以涂覆一定厚度的TiB2/C復(fù)合材料,其厚度為2cm, TiB2/C復(fù)合材料中TiB2的質(zhì)量含量為30%,其余為人造石墨粉,二者的混合物以熱固性樹脂為粘結(jié)劑,按質(zhì)量百分比計(jì)粘接劑用量為TiB2和人造石墨粉總量的5%?;旌暇鶆蚝笸糠笤谕蛊鸬纳媳砻?,然后在IO(TC的溫度下使其固化。電解槽焙燒啟動(dòng)過(guò)程中,熱固性樹脂進(jìn)行高溫分解最后形成TiB2/C的復(fù)合材料。
實(shí)施例4 針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,在電解槽的每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置有耐火材料墻板,墻板由鎂鋁質(zhì)高密度耐火材料制成。這些墻板沿與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向相平行的方向設(shè)置,設(shè)置在兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊的上部,這些墻板的上表面高于陰極碳?jí)K凸起的上表面。這些兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的耐火材料墻板具有進(jìn)一步阻斷鋁液流速減少鋁液波動(dòng),提高電解槽鋁液面穩(wěn)定性,減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕的功能。 上述相鄰兩個(gè)陰極碳?jí)K碳素?fù)v固糊上部設(shè)置的耐火材料墻板的寬度為8cm,高度為16cm。耐火材料墻板側(cè)面的陰極碳?jí)K的上表面,具有凸起的結(jié)構(gòu)(如圖5所示),該凸起的寬度為6cm,高度為10cm,長(zhǎng)度與墻板長(zhǎng)度一致,凸起橫截面為矩形。在電解槽正常生產(chǎn)的過(guò)程中該凸起可以防止陰極碳?jí)K上的沉淀物進(jìn)入耐火材料墻板邊部侵蝕墻板。耐火材料墻板的橫截面為矩形。在每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間、與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度方向相一致的方向上,設(shè)置上述耐火材料墻板數(shù)為6個(gè),分設(shè)在電解槽進(jìn)電端和出電端兩排陽(yáng)極底面的下方,除陽(yáng)極中縫下邊兩個(gè)耐火材料墻板的距離為15cm外,其它墻板之間的距離為12cm,每個(gè)耐火材料墻板的長(zhǎng)度相同,電解槽陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度減去間斷的總長(zhǎng)度得到的數(shù)值除以墻板數(shù)獲得的數(shù)值即為每個(gè)墻板的長(zhǎng)度。 為了減少陰極鋁液對(duì)電解槽陰極碳?jí)K表面上的凸起的沖刷磨蝕,陰極碳?jí)K表面的凸起的上表面可以涂覆一定厚度的TiB2/C復(fù)合材料,其厚度為4cm, TiB2/C復(fù)合材料中TiB2
7的質(zhì)量含量為60%,其余為人造石墨粉,二者的混合物以熱固性樹脂為粘結(jié)劑,按質(zhì)量百分比計(jì)粘接劑用量為TiB2和人造石墨粉總量的12%?;旌暇鶆蚝笸糠笤谕蛊鸬纳媳砻?,然后在18(TC的溫度下使其固化。電解槽焙燒啟動(dòng)過(guò)程中,熱固性樹脂進(jìn)行高溫分解最后形成TiB2/C的復(fù)合材料。
實(shí)施例5 針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,在電解槽的每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置有耐火材料墻板,墻板由鎂鈣質(zhì)高密度耐火材料制成。這些墻板沿與陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度方向相平行的方向設(shè)置,設(shè)置在兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊的上部,這些墻板的上表面高于陰極碳?jí)K凸起的上表面。這些兩個(gè)陰極碳?jí)K之間的耐火材料墻板具有進(jìn)一步阻斷鋁液流速減少鋁液波動(dòng),提高電解槽鋁液面穩(wěn)定性,減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕的功能。 上述相鄰兩個(gè)陰極碳?jí)K碳素?fù)v固糊上部設(shè)置的耐火材料墻板的寬度為7cm,高度為12cm。耐火材料墻板側(cè)面、陰極碳?jí)K的上表面,具有凸起的結(jié)構(gòu)(如圖5所示),該凸起的寬度為4cm,高度為6cm,長(zhǎng)度與墻板長(zhǎng)度一致,凸起橫截面為矩形。在電解槽正常生產(chǎn)的過(guò)程中該凸起可以防止陰極碳?jí)K上的沉淀物進(jìn)入耐火材料墻板邊部侵蝕墻板。耐火材料墻板的橫截面為是梯形。在每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間、與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度方向相一致的方向上,設(shè)置上述耐火材料墻板數(shù)為3個(gè),分設(shè)在電解槽進(jìn)電端和出電端兩排陽(yáng)極底面的下方,除陽(yáng)極中縫下邊兩個(gè)耐火材料墻板的距離為20cm外,其它墻板之間的距離為20cm,每個(gè)耐火材料墻板的長(zhǎng)度相同,電解槽陰極碳?jí)K的長(zhǎng)度減去間斷的總長(zhǎng)度得到的數(shù)值除以墻板數(shù)獲得的數(shù)值即為每個(gè)墻板的長(zhǎng)度。 為了減少陰極鋁液對(duì)電解槽陰極碳?jí)K表面上的凸起的沖刷磨蝕,陰極碳?jí)K表面的凸起的上表面可以涂覆一定厚度的TiB2/C復(fù)合材料,其厚度為3cm, TiB2/C復(fù)合材料中TiB2的質(zhì)量含量為40%,其余為人造石墨粉,二者的混合物以熱固性樹脂為粘結(jié)劑,按質(zhì)量百分比計(jì)粘接劑用量為TiB2和人造石墨粉總量的6%?;旌暇鶆蚝笸糠笤谕蛊鸬纳媳砻?,然后在17(TC的溫度下使其固化。電解槽焙燒啟動(dòng)過(guò)程中,熱固性樹脂進(jìn)行高溫分解最后形成TiB2/C的復(fù)合材料。
權(quán)利要求
一種降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法,其特征在于針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,在電解槽的兩個(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置耐火材料墻板,耐火材料墻板的上表面與陰極碳?jí)K表面上的凸起一樣高或高于陰極碳?jí)K凸起的上表面;耐火材料墻板側(cè)面的陰極碳?jí)K的上表面形狀是平的或具有凸起的結(jié)構(gòu),凸起的寬度為3~8cm,高度為2~15cm,長(zhǎng)度與耐火材料墻板長(zhǎng)度一致,凸起的橫截面為矩形。
2. 按照權(quán)利要求1所述的降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法,其特征在于在每?jī)蓚€(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間、與陰極碳?jí)K長(zhǎng)度方向相一致的方向上,設(shè)置上述耐火材料墻板數(shù)為2 8個(gè),分設(shè)在電解槽進(jìn)電端和出電端兩排陽(yáng)極底面的下方,當(dāng)耐火材料墻板數(shù)為2個(gè)時(shí),兩個(gè)耐火材料墻板之間的距離為10 25cm,當(dāng)耐火材料墻板數(shù)為3 8個(gè)時(shí),除陽(yáng)極中縫下邊兩個(gè)耐火材料墻板的距離為10 20cm外,其它墻板之間的距離為5 20cm,每個(gè)耐火材料墻板的長(zhǎng)度相同,耐火材料墻板的寬度為6 10cm,高度為10 18cm。
3. 按照權(quán)利要求1所述的降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法,其特征在于在陰極碳?jí)K表面的凸起的上表面涂覆TiB乂C復(fù)合材料,涂覆厚度為2 5cm,TiB^C復(fù)合材料中TiB2的質(zhì)量含量為30 80% ,其余為人造石墨粉,二者的混合物以熱固性樹脂為粘結(jié)劑,按質(zhì)量百分比計(jì)粘接劑用量為TiB2和人造石墨粉總量的5 15% ,將TiBy人造石墨粉和粘接劑混合均勻后涂敷在凸起的上表面,然后在100 20(TC的溫度下使其固化。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法,其特征在于耐火材料墻板由碳氮化硅或鎂鋁尖晶石制成,或由鎂質(zhì)高密度耐火材料、鎂鋁質(zhì)高密度耐火材料或鎂鈣質(zhì)高密度耐火材料制成。
全文摘要
一種降低電解槽中鋁液流速、減緩陰極磨損的方法,屬于電解鋁技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)具有表面帶有凸起結(jié)構(gòu)的陰極碳?jí)K的電解槽,在電解槽的兩個(gè)相鄰陰極碳?jí)K之間的碳素?fù)v固糊上部設(shè)置耐火材料墻板,耐火材料墻板的上表面與陰極碳?jí)K表面上的凸起一樣高或高于陰極碳?jí)K凸起的上表面;耐火材料墻板側(cè)面的陰極碳?jí)K的上表面形狀是平的或具有凸起的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明方法能減緩鋁液流速、減少鋁液波動(dòng)、提高電解槽鋁液面穩(wěn)定性、減少陰極碳?jí)K表面凸起磨蝕,且對(duì)鋁電解過(guò)程和鋁的質(zhì)量沒有影響。
文檔編號(hào)C25C3/20GK101701344SQ20091021982
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者馮乃祥 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)北冶冶金科技有限公司
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