[发明专利]铝电解槽用节能环保异形内衬及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种内衬，属于电解设备部件制造技术，特别涉及一种铝电解槽用节能环保异形内衬领域。

背景技术

长期以来，铝电解槽的侧部内衬和阴极底块间采用捣固料进行扎固，捣固料主要由煅烧无烟煤和焦粉作为骨料，沥青和煤焦油作为粘接剂混捏而成。扎固层（包括侧部人造伸腿）在焙烧启动后易发生起层、剥皮等现象，其强度、热膨胀、抗氧化性等性能差。在正常生产过程中，侧部内衬不可避免地受到电解质、金属钠、铝液的浸蚀，由于不断遭到浸蚀，电解槽的内衬遭到破坏。其次，电解槽启动后由于吸收大量的钠而导致电解槽因受膨胀应力作用而上抬、断裂等早期破损现象，目前绝大多数的电解槽早期破损，多是由人造伸腿处的质量事故引起的，缩短了电解槽的使用寿命。因此有必要对现有技术加以改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新的铝电解槽用节能环保内衬及其制备方法，以延长铝电解槽槽寿命，降低劳动强度及生产成本，改善作业环境。

本发明提供的是这样一种铝电解槽用节能环保异形内衬，其特征在于由下列质量比的组分组成：铍0.1～0.3 %，铝12～15 %，硅10～12 %，锰0.3～0.4 %，镁0.3～0.5 %，铁1～1.5 %，钛0.1～0.3 %，钙2～3 %，钠10～11 %，余量为碳及不可避免的杂质。

本发明提供的铝电解槽用节能环保异形内衬经过下列步骤制得：

A、以废旧阴极为原料，经破碎、筛分得10mm以下的干料，

B、将步骤A所得干料，按干料:沥青＝85～90:15～10的质量比，与沥青混捏后压制成型，得预制件；

C、将步骤B所得预制件于1100℃～1200℃下，焙烧100～140小时，得到成分为下列质量百分含量的内衬：铍0.1～0.3 %，铝12～15 %，硅10～12 %，锰0.3～0.4 %，镁0.3～0.5 %，铁1～1.5 %，钛0.1～0.3 %，钙2～3 %，钠10～11 %，余量为碳及不可避免的杂质。

所述步骤A的破碎、筛分是在常规破碎机、常规筛分机上完成的。

所述步骤B的混捏是在常规混捏锅中进行的。

所述步骤B的压制是：将混捏后的原料放入常规模具中，并按常规压制成侧部炭块预制件和人造伸腿预制件。

所述步骤C的焙烧是在常规焙烧炉中完成的。

和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）人造伸腿与侧部炭块做成了一个整体且经过预先烧制，比之扎固而成的人造伸腿强度高、耐冲蚀性强、抗氧化性强，可有效地减少漏炉几率。并且提高了铝电解槽的保温能力，其焙烧周期可适当缩短，有利于节能降耗。

（2）钠含量高达10%～11%，可减少铝电解槽对钠质的吸收，从而降低其因吸钠膨胀带来的早期破损。

（3）使用电解槽停槽大修时留下的废旧阴极为原料，对废旧阴极进行再利用，减少了对环境的污染，降低了资金成本。

具体实施方式    

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

将铝电解槽停槽大修时的废旧阴极经过破碎机破碎至20mm以下的粒度，再由水平振动筛筛分至10mm以下的粒度，形成干料，将干料和沥青放入混捏锅中进行混捏，干料和沥青的重量百分比为90:10，混捏后放入模具中压制成为侧部炭块预制件和人造伸腿预制件，预制件经过1100℃焙烧100小时后出炉；最后得到的内衬的成分以质量百分计为：铍0.1，铝13，硅10，锰0.4，镁0.3，铁1.0，钛0.2，钙2，钠10，余量为碳及不可避免的杂质。

实施例2

将铝电解槽停槽大修时的废旧阴极经过破碎机破碎至20mm以下的粒度，再由水平振动筛筛分至10mm以下的粒度，形成干料，将干料和沥青放入混捏锅中进行混捏，干料和沥青的重量百分比为85:15，混捏后放入模具中压制成型为侧部炭块预制件和人造伸腿预制件，预制件经过1200℃焙烧140小时后出炉；最后得到的内衬的成分以质量百分计为：铍0.3，铝15，硅12，锰0.3，镁0.5，铁1.3，钛0.3，钙3，钠11，余量为碳及不可避免的杂质。

实施例3

将铝电解槽停槽大修时的废旧阴极经过破碎机破碎至20mm以下的粒度，再由水平振动筛筛分至10mm以下的粒度，形成干料，将干料和沥青放入混捏锅中进行混捏，干料和沥青的重量百分比为87:13，混捏后放入模具中压制成型为侧部炭块预制件和人造伸腿预制件,预制件经过1150℃焙烧120小时后出炉；最后得到的内衬的成分以质量百分计为：铍0.2，铝12，硅11，锰0.35，镁0.4，铁1.5，钛0.1，钙2.5，钠10.5，余量为碳及不可避免的杂质。