[發明專利]冷搗糊以及采用該冷搗糊填縫的陰極炭塊鋼棒組合結構

有效

• 申請號: 201310472394.6
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103553439A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王旭東;和清霖;曹國法;袁志強;朱振國;馮曉強
• 申請（專利權）人: 鄭州經緯科技實業有限公司
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C25C3/08
• 代理公司: 河南科技通律師事務所 41123
• 代理人: 張建東

技術領域

本發明涉及一種鋁電解用冷搗糊以及采用該冷搗糊填縫的陰極炭塊鋼棒組合結構。

背景技術

我國鋁電解技術雖然在工業化電解槽容量方面趕上了世界先進水平，但是我國鋁電解槽在壽命、電流效率、電能消耗、環境污染和對施工工人健康危害等方面與國際先進水平還有些差距。就近些年國際技術發展的趨勢來看，縮小這種差距的重要措施之一就是采用優質冷搗糊來搗固陰極炭塊，從而降低能耗、提高電流效率，提高電解槽的壽命。

在鋁電解槽中，需要有性能良好的搗固糊材料來填充陰極炭塊間的縫隙、陰極炭塊與鋼棒之間的縫隙，搗固糊的性質對鋁電解槽的壽命和耗電量有著重要的影響。搗固糊按其粘結劑軟化點及施工溫度可分為熱搗糊和冷搗糊，熱搗糊在搗固前需要被加熱到100℃以上，搗固過程中會散發出大量的焦油煙氣，使施工環境惡劣、勞動強度增加。而冷搗糊則因施工溫度低、沒有瀝青煙害被越來越廣泛的應用到鋁電解行業，同時鋁電解用冷搗糊還必須具備較好的導電導熱性能、抗侵蝕性能。目前國內生產的冷搗糊，電阻率一般在60～90μ?·m，行業內部有許多致力于降低冷搗糊電阻率的研究，但現在并沒有一種有效的方法能夠使冷搗糊的電阻率顯著降低。因此研究一種低電阻率的鋁電解用冷搗糊，對我國鋁電解行業節能降耗、降低噸鋁生產成本，有著極其重大的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種導電導熱性能好、抗侵蝕能力強的鋁電解用冷搗糊，以及采用該冷搗糊填縫的陰極炭塊鋼棒組合結構。

為解決上述技術問題，本發明鋁電解用冷搗糊是由下列重量百分比的原料制備而成：石墨粉8%～20%，瀝青55%～70%，蒽油10%～32%，添加劑3%～6%。

采用上述配比制備的鋁電解用冷搗糊，其有益效果在于：本發明冷搗糊的電阻率低至45μ?·m以下，抗壓強度為20～25MPa，搗固溫度為8～22.5℃。現有技術中的冷搗糊電阻率通常在60～90μ?·m之間，而在本發明的鋁電解用冷搗糊中大大提高了粘結劑的用量同時減少骨料的用量，優選骨料、粘結劑的種類，合理優化了各組分的配比關系，從而克服了現有技術中的偏見，使得冷搗糊的電阻率顯著降低，取得了預料不到的技術效果。本發明冷搗糊的配比中，抗鈉侵蝕性好的石墨粉所占重量僅為原料總重量的8%～20%，所占比重較少，成本較低，但能夠有效提高冷搗糊的導電性能以及抗侵蝕性能。將該冷搗糊應用于鋁電解槽，可有效的降低鋁電解槽的陰極鋼棒糊料壓降和爐底壓降20mV以上，尤其是與高導電材質的陰極鋼棒配合使用，更有利于降低鋁電解槽的爐底壓降，進而有助于鋁電解企業降低噸鋁電耗、減少CO₂排放。

在上述技術方案中，優選的，所述冷搗糊是由下列重量百分比的原料制備而成：石墨粉10%～15%，瀝青60%～65%，蒽油15%～25%，添加劑4%～5%。采用該優選的原料配比制備的冷搗糊，其各項理化性能指標更優。

優選的，所述添加劑為2,4-二硝基甲苯、苯乙烯、間二硝基苯中的至少一種。加入所述添加劑能夠使瀝青氧化、瀝青分子締結成更大的分子，增加瀝青的結焦量，進而使冷搗糊的體積密度、抗壓強度均增大，而且還具有一定的增塑效應。

優選的，所述瀝青為改質瀝青（高溫瀝青），采用改質瀝青制備的冷搗糊質量更高，并且便于貯存和運輸；所述石墨粉的粒度為1mm～0mm，采用該粒度范圍的石墨粉，能夠有效增加冷搗糊的抗壓強度。

上述冷搗糊的生產工藝流程如下：選擇配比好的骨料（石墨粉）和粘結劑（瀝青和蒽油）按上述比例在混捏機中混捏（濕混），濕混時間為15min，濕混溫度為85℃，把從混捏機中取出的熱糊放入成型模內擠壓成形冷卻。

本發明陰極炭塊鋼棒組合結構，包括陰極炭塊、陰極鋼棒，其中，在所述陰極炭塊底部沿長度方向設有鋼棒槽，所述陰極鋼棒設置于所述鋼棒槽內，在所述陰極鋼棒與所述鋼棒槽之間的縫隙內填充有上述冷搗糊。

采用上述冷搗糊填縫的陰極炭塊鋼棒組合結構，可有效的降低鋁電解槽陰極鋼棒糊料壓降和爐底壓降20mV以上，尤其是與高導電材質的陰極鋼棒配合使用，更有利于降低電解槽的爐底壓降。有助于鋁電解企業降低噸鋁電耗、減少CO₂排放。