專利名稱：電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料及其制備和使用方法，屬于電解鋁業(yè)領(lǐng)域，具體 屬于一種用于固定連接電解鋁陽極塊和鋼爪的組合結(jié)構(gòu)料。
背景技術(shù)：
電解鋁過程中，陽極塊由鋼爪連接碳陽極構(gòu)成。碳電極與鋼爪間需要通過注入熔 融鋼水將其結(jié)合成一體，然后吊裝到電解槽上方，再放入電解槽內(nèi)使用。為將碳電極和鋼爪 組合在一起，現(xiàn)有工藝通常為陽極鋼爪定位_篩選廢鋼鐵并配料-中頻電爐冶煉_將鐵水 澆鑄于陽極與鋼爪的組合坑內(nèi)-冷卻-吊裝至檢測庫房。該工藝存在的缺點是1、浪費資 源，耗能大。這是因為，冶煉廢鋼鐵需要消耗電能，冶煉1噸廢鐵需要消耗750度電。2、浪 費人工，人工成本高。在組裝工藝中需要篩選廢鋼鐵并配料、啟動中頻電爐冶煉等工藝，約 需要8人操作。3、操作人員勞動條件惡劣。煉鋼爐溫高，工人勞動環(huán)境較差。4、原料成本 高。組合一塊包括鋼爪和碳電極的陽極塊成本約72元，其中包括陽極塊的成本、鐵水的成 本和人工成本。而鐵水和人工成本較高，且澆鑄鐵水后的廢品不能回收利用，故通常的澆鑄 鐵水法及其選擇的材料應(yīng)適當(dāng)改進。發(fā)明人經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，關(guān)于電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料在公開文獻中未有報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的耗能高、操作人員工作環(huán)境差等的 不足，提供一種能替代澆鑄鐵水使用，用于陽極塊制備的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料，其 特征在于包括下列組分(以重量份數(shù)計)含碳量> 70%的碳質(zhì)顆粒50 60份，含鐵量> 60%的含鐵粉末30 40份，含 碳量彡90%的鱗片石墨10 15份，熱固膠15 30份，高嶺土 2 5份，硼砂或硼酸3 8份。優(yōu)選地，電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料，包括下列組分(以重量份數(shù)計)含碳量為70 80%的碳質(zhì)顆粒50份，含鐵量為60 70%的含鐵粉末30份，含 碳量> 90%的鱗片石墨15份，熱固膠20份，高嶺土 3份，硼砂或硼酸5份。優(yōu)選的，所述的碳質(zhì)顆粒粒徑< 5mm。上述電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、將粒徑< 5mm的碳質(zhì)顆粒與熱固膠按比例在攪拌機內(nèi)混合均勻；b、將含鐵粉末通過100目篩，鱗片石墨通過100目篩，高嶺土通過180目篩，硼砂 或硼酸通過150目篩后，同熱固膠按比例加入攪拌機中，與步驟a所得混合物在轉(zhuǎn)速36 50r/min下攪拌混合5 lOmin，即可出料得成品。上述電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料的使用方法，其特征在于包括以下步驟
a、將鋼爪放入陽極塊坑中，定位后固定之以防歪倒；b、將本發(fā)明的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料填充于鋼爪與陽極碳電極之間，并 夯實壓平；c、夯實后在50 80°C下干燥1 2h，即可吊裝至庫房檢測使用。用于陽極塊制備的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料，從性能上考慮，一方面要有 較好的導(dǎo)電性能(即電阻率適宜)，另一方面，需要與鋼爪有足夠的粘合強度和耐壓強度。 這樣既保證與鋼爪粘合牢固，抓取時不易斷裂出現(xiàn)事故，又保證滿足電解過程中對結(jié)構(gòu)料 防腐蝕性能和耐壓性能的要求。而這正是使用熔融鐵水作為碳電極與鋼爪結(jié)構(gòu)料的不足之 處之一。本發(fā)明中所用的熱固膠，實質(zhì)是一種熱固型的、滿足粘接鐵質(zhì)材料要求的并有一 定粘接強度和耐腐蝕性能的納米級改性酚醛樹脂結(jié)合劑。這種改性酚醛樹脂結(jié)合劑在市場 上已有銷售，事實上發(fā)明人也是購之于市場，并加以應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料及其制備和使用方法 所具有的有益效果是1、替代熔融鐵水使用，無須電爐冶煉，故省電節(jié)能，且鋼爪與陽極塊的接觸壓降符 合電解鋁的工藝要求；2、工藝簡單，3人即可完成操作，故省工省力；3、不經(jīng)過冶煉過程，故操作人員工作條件明顯改善，且施工中無塵、使用中無煙， 有利于工人身心健康；4、由于工藝簡單，用工少，無須冶煉節(jié)點，所用材料的比重小于鐵水的比重，故用 料的質(zhì)量輕(澆鑄鐵水法用60kg，該方法用7. 5 8kg)，綜合成本低，且性能與澆鑄鐵水的 性能相當(dāng)；5、本發(fā)明用后的廢品可回收利用。


圖1是現(xiàn)有澆鑄鐵水法的陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的應(yīng)用工藝示意圖。其中，1、鋼爪2、熔融鐵水3、陽極碳電極4、電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料。下面結(jié)合附圖2 3對本發(fā)明做進一步說明
具體實施例方式實施例1該電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料由下列以重量份數(shù)計的組分組成含碳量70 %的碳質(zhì)顆粒(含碳工業(yè)原料)50份，含鐵量為60 %的含鐵粉末30份， 含碳量> 90%的鱗片石墨10份，熱固膠15份，高嶺土 2份，硼砂3份。其中，碳質(zhì)顆粒粒 徑< 5mm，含鐵粉末要求能通過100目篩，鱗片石墨過100目篩，高嶺土過180目篩，硼砂過 150目篩。該種電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料經(jīng)過下列步驟后得到
a、將按上述配比所需的碳質(zhì)顆粒與熱固膠在攪拌機內(nèi)常溫下混合均勻，目測混合 均勻即可；b、將30份過100目篩的含鐵粉末、10份過100目篩的鱗片石墨、2份高嶺土和3 份硼砂或硼酸加入攪拌機中與碳質(zhì)顆粒和熱固膠在轉(zhuǎn)速36 50r/min下攪拌混合5 IOmin，出料得成品。使用通常的檢測方法和檢測儀器，對本發(fā)明所得產(chǎn)品進行理化性能測試?；瘜W(xué)成分固定碳含量>55%，含鐵量30 40% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，Na2O含量 1 2%。物理性能見表1 表1實施例1所得產(chǎn)品的物理性能
權(quán)利要求
1.電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料，其特征在于包括下列組分(以重量份計) 含碳量> 70%的碳質(zhì)顆粒50 60份，含鐵量> 60%的含鐵粉末30 40份，含碳量彡90%的鱗片石墨10 15份，熱固膠15 30份，高嶺土 2 5份，硼砂或硼酸3 8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料，其特征在于包括下列組分 (以重量份計)含碳量為70 80%的碳質(zhì)顆粒50份，含鐵量為60 70%的含鐵粉末30份，含碳量 彡90%的鱗片石墨15份，熱固膠20份，高嶺土 3份，硼砂或硼酸5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料，其特征在于所述的碳質(zhì) 顆粒粒徑彡5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料的制備方法，其特征在于包 括以下步驟4. 1、將粒徑< 5mm的碳質(zhì)顆粒與熱固膠按比例在攪拌機內(nèi)混合均勻；4.2、將含鐵粉末通過100目篩，鱗片石墨通過100目篩，高嶺土通過180目篩，硼砂或 硼酸通過150目篩后，同熱固膠按比例加入攪拌機中，與步驟4. 1所得混合物在轉(zhuǎn)速36 50r/min下攪拌混合5 lOmin，即可出料得成品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料的使用方法，其特征在于包 括以下步驟 5. 1、將鋼爪(1)放入陽極塊坑中，定位后固定；5. 2、將發(fā)明的電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料(4)填充于鋼爪(1)與陽極碳電極(3) 之間，并夯實壓平；5. 3、夯實后在50 80°C下干燥1 2h，即可吊裝至庫房檢測使用。
全文摘要
電解鋁用陽極與鋼爪組合結(jié)構(gòu)料及其制備和使用方法，屬于電解鋁行業(yè)領(lǐng)域，其特征在于包括下列組分(以重量份數(shù)計)碳質(zhì)顆粒50～60份，含鐵粉末30～40份，鱗片石墨10～15份，熱固膠15～30份，高嶺土2～5份，硼砂或硼酸3～8份。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可完全替代熔融鐵水用于鋼爪和陽極碳電極的結(jié)合，但同時無須電爐冶煉，3人即可完成全部操作，故省電節(jié)能、省力省工，并且工作環(huán)境無煙無塵，工人工作環(huán)境極大改善，有利于操作人員身心健康。
文檔編號B22F1/00GK102114538SQ20111008853
公開日2011年7月6日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者翟相文 申請人:翟相文