專利名稱：一種低綜合成本、環(huán)境友好型鋁用組裝陰極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬有色金屬冶金鋁冶煉領(lǐng)域，涉及了一種低綜合成本、環(huán)境友好型鋁用組 裝陰極。
背景技術(shù)：
國內(nèi)近20多年鋁電解槽陰極炭塊組裝主要采用炭素糊料將陰極扁鋼和炭塊進行組裝。且鋼棒規(guī)格多在80-1 IOmm厚，高度在180_250mm，且鋼棒通常以高度方向側(cè)立放置在鋼棒槽內(nèi)，如此造成陰極炭塊鋼棒槽深度較高，在陰極炭塊有效高度不變的情況下，炭素材料消耗量增加。此外，采用扎固的糊料和陰極及炭素材料在鋁電解槽運行壽命結(jié)束后，炭素材料均成為危險廢棄物，造成環(huán)境問題。如何采取措施降低陰極組裝炭素材料使用即是降低企業(yè)投資成本問題，也是一個環(huán)境問題。本專利將多項技術(shù)有機結(jié)合，較大程度上降低了投資成本，減小了危險廢物的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的提供一種低綜合成本、環(huán)境友好型鋁用組裝陰極，可降低碳素材料用量，減少材料消耗及減少危險廢物的產(chǎn)生，達到降低投資成本，保護環(huán)境的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案1、一種低成本、環(huán)境友好型鋁用組裝陰極是指在保證陰極炭塊有效壽命高度的前提下，采用降低產(chǎn)生危險廢物的炭素材料用量，減小材料消耗和減小危險廢物的產(chǎn)生，以實現(xiàn)降低綜合運行成本。主要是陰極炭塊采用矮鋼棒槽，鋼棒槽深度在60-200mm，典型值在100-180mmo2、采用降低產(chǎn)生危險廢物的炭素材料用量，減小材料消耗和減小危險廢物的產(chǎn)生，以實現(xiàn)降低綜合運行成本。主要是陰極炭塊采用加寬鋼棒槽，鋼棒槽寬度占陰極炭塊寬度比在35% -80%，典型值在45% -65% (包括單鋼棒槽陰極和雙鋼鋼棒槽陰極)。3、采用降低產(chǎn)生危險廢物的炭素材料用量，減小材料消耗和減小危險廢物的產(chǎn)生，以實現(xiàn)降低綜合運行成本。主要是采用磷鐵澆鑄鋼棒和陰極炭塊。4、通過改變鋼棒槽結(jié)構(gòu)(對應鋼棒規(guī)格改變)和采用磷鐵澆鑄等措施可實現(xiàn)低成本、環(huán)境友好型鋁用組裝陰極。另外，通過其它高導電率扁鋼代用材料也可實現(xiàn)提高鋼棒電流密度，減小鋼棒高度等目的，實現(xiàn)降低炭素材料用量。主要是采用高導電率扁鋼代用材料減小扁鋼高度(截面積)，降低鋼棒槽深度。5、減小扁鋼高度(截面積)，是指在采用傳統(tǒng)扁鋼(Q195、Q215等)設計的基礎(chǔ)上，采用高導電率扁鋼代用材料可降低傳統(tǒng)扁鋼高度(截面積)，主要是在100-950°C溫度范圍內(nèi)，參照(普通扁鋼和高導電率扁鋼代用材料)電導率比最大的值，對高導電率材料高度(截面積)進行確定。6、通常磷鐵澆鑄陰極炭塊有多種鋼棒槽開槽方式，鋼棒也可有多種形式，但總的變化是降低鋼棒槽深度，加大鋼棒槽寬度的均在本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明在保證陰極炭塊有效壽命高度的前提下，通過降低鋼棒槽深度、加大鋼棒槽寬度，以磷鐵澆鑄鋼棒和陰極炭塊，并采用高導電率扁鋼代用材料，降低了炭素材料用量，減小了材料消耗和減小危險廢物的產(chǎn)生，以實現(xiàn)降低綜合運行成本。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖1-陰極炭塊；2_鋼棒槽；3_鋼棒槽寬度；4_鋼棒槽深度圖2是本發(fā)明的實例4簡圖
具體實施例方式實施例1:某全石墨化陰極寬度660mm,原設計采用糊料進行扎固，陰極炭塊高度530mm，雙鋼棒槽寬度為130mm，鋼棒槽深度280mm ;后改為磷鐵澆鑄造，鋼棒槽寬度改為180mm，鋼棒槽深度改為190mm，陰極炭塊總高度由原530mm改為460mm，陰極炭塊表面到鋼棒槽底面距離由原來250mm改為270mm。由此，陰極炭素材料用量減小，降低了成本?？赡墚a(chǎn)生的經(jīng)電解生產(chǎn)后的含氟危險廢棄物數(shù)量減小。實施例2 :在實施例1的基礎(chǔ)上，某660mm寬全石墨化陰極，采用高導電率鋼棒，高導電率鋼棒在100-950°C溫度范圍內(nèi)，和傳統(tǒng)Q215B扁鋼導電率最低強20%以上，故采用鋼棒規(guī)格由原150mm(寬)*175mm(高)改變?yōu)?50mm(寬)*140mm(高)規(guī)格。相應鋼棒槽規(guī)格由180_(寬)*190_(高)改為180_(寬)*155_(高)，在保證陰極炭塊表面到鋼棒槽底面距離270mm不變情況下，炭塊總高度變?yōu)?25mm，故陰極炭素材料用量減小，降低了成本?？赡墚a(chǎn)生的經(jīng)電解生產(chǎn)后的含氟危險廢棄物數(shù)量減小。實施例3 :某620mm寬度50%石墨質(zhì)陰極炭塊，其有效壽命高度在250mm，陰極鋼棒采用高導電率陰極鋼棒，鋼棒高度110mm，寬度140mm，炭塊上開雙燕尾槽(鋼棒槽)，燕尾槽(鋼棒槽)規(guī)格為170mm (寬)*125mm (高)采用磷生鐵進行澆鑄。實施例4 :某700mm寬度、400mm高度全石墨化陰極炭塊，開雙橢圓鋼棒槽，高度120mm，寬度210mm，采用高導電率鑄鐵澆鑄。詳見圖2。
權(quán)利要求
1.一種低綜合成本、環(huán)境友好型鋁用組裝陰極，其特征在于采用磷鐵澆鑄鋼棒和陰極炭塊，并采用高導電率扁鋼代用材料減小扁鋼的高度，進而降低鋼棒槽深度(4);陰極炭塊(I)采用矮鋼棒槽，鋼棒槽深度(4)在60-200_，典型值在100-180_;陰極炭塊(I)采用加寬鋼棒槽，鋼棒槽寬度(3)占陰極炭塊寬度比在35%-80%，典型值在45%-65%，包括單鋼棒槽陰極和雙鋼鋼棒槽陰極。
2.權(quán)利要求1中所述的一種低綜合成本、環(huán)境友好型鋁用組裝陰極，其特征在于在.100-950°C溫度范圍內(nèi)，參照普通扁鋼和高導電率扁鋼代用材料電導率比最大的值，對高導電率材料的高度，進行確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低綜合成本、環(huán)境友好型鋁用組裝陰極，其主要應用于有色金屬冶金鋁冶煉領(lǐng)域。目前該領(lǐng)域所使用的鋁電解槽陰極組裝塊，國內(nèi)主流采用扁鋼側(cè)立放在陰極塊鋼棒槽內(nèi)，使用糊料扎固。這樣會使炭塊用量增加，扎固用糊料也是產(chǎn)生工業(yè)危險廢物的材料之一。本發(fā)明通過調(diào)整鋼棒槽和鋼棒的結(jié)構(gòu)、采用磷鐵澆鑄等措施有效降低炭素材料用量，減小危險廢物產(chǎn)生；磷鐵澆鑄可重復利用，且避免傳統(tǒng)糊料扎固產(chǎn)生危險廢物；采用高導電率鋼棒代用品、實現(xiàn)了降低炭素材料投資成本、減小危險廢棄物產(chǎn)生數(shù)量、增加可重復使用澆鑄造生鐵數(shù)量、實現(xiàn)了低綜合成本和環(huán)境友好。
文檔編號C25C3/08GK102995059SQ201210524470
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者譚敏, 王剛 申請人:譚敏