[发明专利]降低阳极炭块组电阻的方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及铝解用的阳极炭块组内部结构的改进。

二、背景技术：

阳极炭块组是铝电解槽的重要组成成分，主要起着导电作用。阳极炭块组一般由阳极炭块、钢爪、铝—铁爆炸块、铝导杆、磷生铁浇铸环五部分组成。磷生铁环是将熔化状态下的磷生铁液体浇铸在炭阳极的炭碗与钢爪之间的空隙中冷却后而形成，它的用途是将钢爪腿与炭块连接在一起并起着导电体作用。磷生铁的熔点约在1400度左右，熔化状态下的磷生铁液体在浇铸后要迅速冷却至常温，体积迅速收缩，从而使磷生铁环与阳极炭碗之间形成一定的缝隙，致使该部位的电阻增大，电压降增高。该部位的电压降理想值应不大于60mv，而一般情况下均为90mv左右，高者达110mv以上，超过理想值50mv。而每超1mv要使吨铝电耗增加3度电，增大50mv就使吨铝电耗增加150度电，相当于降低电效1％。如何降低阳极炭块组的铁—炭压降，一直是铝电解行业的一个世界性难题，也是铝电解长期以来努力克服的课题。

三、发明内容：

本发明的目的是消除和解决磷生铁环收缩后与炭阳极之间形成的缝隙，降低铁—炭电阻和压降。

实现上述目的的技术方案是：铝电解用阳极炭块组上部为铝导杆，下部依次是铝—铁爆炸块、钢爪和炭块，炭块的炭碗与钢爪腿之间用磷生铁浇铸成磷铁环，主要是在每个磷铁环与炭块的炭碗内壁间的收缩缝隙内注满导电浆体，凝固后成固体导电体。凝固成固体导电体的导电浆体是用导电体粉沫加入具有良好流动性和易挥发性的溶剂中制备而成。

本发明能够达到如下效果：1、在炭块炭碗内壁与磷铁环间的收缩缝隙内注满导电浆体凝固后，可以有效地降低阳极钢爪与炭碗之间的铁炭电阻，增加导电性，平均可降低电压20-50mv；2、在保持极距不变的情况下可以降低槽电压；3、如果不降低设定电压，就会提高极距；4、可以有效地降低吨铝电耗。以降低设定电压50mv为例，可以降低吨铝电耗150度，提高电效1％。

四、附图说明：

附图1为阳极炭块组整体结构示意图。

附图2为灌注导电浆体后的阳极炭块组A部分放大局部剖视示意图。

五、具体实施方式：

附图1和2中示出的阳极炭块组为在磷铁环(4)与炭块(6)的炭碗之间的缝隙与空洞中灌注导电浆体后形成固体导电体(5)的纵向侧面局部剖视图，另一纵向侧面相同，只是长度不同，省略。一般阳极炭块组是上部为铝导杆(1)，其下部依次连有铝—铁爆炸块(2)，阳极钢爪(3)和炭块(6)，炭块(6)上部有炭碗，阳极钢爪(3)腿伸入炭碗，阳极钢爪(3)与炭碗间有磷铁环(4)。导电浆体可以是多种，它是用导电体细粉沫加入溶剂中制备，溶剂应具有良好流动性和易挥发性，例如在煤油中加石墨粉调制成石墨导电浆体。导电浆体有良好的流动性以便灌注，灌满炭块(6)炭碗内壁与磷铁环(4)间的空隙，不久即可凝固形成固体导电体(5)。

由于磷铁环(4)的厚度一般为25mm左右，温度由1400度降到常温，理论收缩量为0.35mm左右，实际测量缝隙宽度与空洞也在0.1-0.4mm之间。测试200kA电解槽使用的1450×660×570mm阳极炭块浇铸磷铁环后的缝隙容积，4个炭碗的缝隙内可注入液体100-500ml，每个炭碗与磷铁环(4)形成的缝隙容积平均50ml左右。钢爪氧化越重，钢爪腿越细者，情况越严重。