纳米陶瓷基涂料在预防铝电解槽阳极钢爪氧化中的应用制造技术

本发明专利技术公开了纳米陶瓷基涂料在预防铝电解槽阳极钢爪氧化中的应用，其中处理铝电解槽的方法包括：在所述铝电解槽的阳极钢爪表面喷涂纳米陶瓷基涂料，以便在所述阳极钢爪表面形成纳米陶瓷基涂层。通过采用该处理铝电解槽的方法，可以有效降低阳极钢爪的腐蚀速度，进而延长阳极钢爪以及铝电解槽的使用寿命，降低生产成本。

Nano ceramic coatings applied in preventing oxidation of anode steel in aluminum electrolytic bath

The present invention discloses nano ceramic coatings applied in preventing oxidation of aluminum electrolytic cell anode steel, including the processing of aluminum electrolytic cell in the electrolytic aluminum Sprayed Nanostructured Ceramic Coatings Based on the surface of anode steel claw, so that the nano ceramic coatings on the surface of anode steel form. By using the method of aluminum electrolytic cell of the treatment, can effectively reduce the corrosion rate of anode steel claw, and then extend the anode steel and service life of aluminum electrolytic cell, reduce the production cost.

【技术实现步骤摘要】
纳米陶瓷基涂料在预防铝电解槽阳极钢爪氧化中的应用
本专利技术属于冶金
，具体而言，本专利技术涉及纳米陶瓷基涂料在预防铝电解槽阳极钢爪氧化中的应用。
技术介绍
阳极是铝电解槽的“心脏”，它由阳极铝质导杆、铝铁爆炸焊块、阳极钢爪和阳极炭块四个部分组成。阳极钢爪连接着连接阳极导杆和阳极炭块，不但要承担阳极重量还要输送大功率电流，因此阳极钢爪在铝电解过程中十分重要。阳极钢爪处于300～900℃的高温下，空气、氟化氢气体及高浓度CO2气氛中，不断受到氧化性腐蚀，同时还要承受电磁力、振动力、热应力以及碰撞力，这些因素对于钢爪都具有一定的破坏性。而这种破坏性直接影响钢爪的使用寿命、铝液的污染以及对电解槽运行工况的正确判断。因此研究阳极钢爪横梁在铝电解槽中的腐蚀原因，找到相应的解决对策对于延长阳极钢爪使用寿命、降低铝电解生产成本有着积极的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出纳米陶瓷基涂料在预防铝电解槽阳极钢爪氧化中的应用，通过将纳米陶瓷基涂料应用到铝电解槽阳极钢爪上，可以有效降低阳极钢爪的腐蚀速度，进而延长阳极钢爪以及铝电解槽的使用寿命，降低生产成本。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理铝电解槽的方法，包括：在所述铝电解槽的阳极钢爪表面喷涂纳米陶瓷基涂料，以便在所述阳极表面形成纳米陶瓷基涂层。根据本专利技术上述实施例的处理铝电解槽的方法，通过在铝电解槽的阳极钢爪表面喷涂纳米陶瓷基涂料，可以使阳极钢爪表面形成一层致密的纳米陶瓷基涂层，有效隔绝空气、二氧化碳、氟化氢、冰晶石蒸汽与阳极钢爪直接接触，使阳极钢爪具有优良的抗腐蚀性能，显著降低阳极钢爪的腐蚀速度，有效延长阳极钢爪以及铝电解槽的使用寿命，降低生产成本。另外，根据本专利技术上述实施例的处理铝电解槽的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，处理铝电解槽的方法进一步包括：预先对所述纳米陶瓷基涂料进行搅拌，并在完成所述搅拌后5分钟内利用对所述纳米陶瓷基涂料进行喷涂。由此，可以使纳米陶瓷基涂料能够被均匀的喷涂到阳极钢爪上。在本专利技术的一些实施例中，所述阳极钢爪的下部套设有磷铁环，在所述阳极钢爪上未套设所述磷铁环的表面喷涂所述纳米陶瓷基涂料。由此，可以有效针对阳极钢爪最容易被腐蚀的部位进行有效防护，显著提高涂料的利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述喷涂采用的喷嘴为225#喷嘴、227#喷嘴或者229#喷嘴。由此可以进一步提高喷涂效率。在本专利技术的一些实施例中，所述喷涂的压力不低于14Mpa。由此可以显著提高喷涂的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述喷涂的压力为14-20Mpa。由此可以进一步提高喷涂的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述喷涂的距离为5-10cm。由此不仅可以提高涂料的喷涂效果，还能有效提高涂料的利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述阳极钢爪为旧阳极钢爪，在喷涂所述敷纳米陶瓷基涂料之前进一步包括：除去所述旧阳极钢爪表面的形成的氧化产物。由此，可以使旧阳极钢爪表面更加干净平整便于喷涂涂料。在本专利技术的一些实施例中，所述喷涂采用上下移动的点喷法进行，经过所述喷涂形成的所述纳米陶瓷基涂层的厚度为2-3mm。由此，可以有效避免喷涂过程中涂料流挂或造成后喷的涂料飞溅到已喷好的涂料层上，提高涂料的喷涂效率。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出了一种铝电解槽，包括：阴极炭块、阳极炭块、阳极钢爪和阳极导杆，其中，所述阳极钢爪的表面具有纳米陶瓷基涂层。根据本专利技术上述实施例的铝电解槽，通过使用表面具有纳米陶瓷基涂层的阳极钢爪，可以有效隔绝空气、二氧化碳、氟化氢、冰晶石蒸汽与阳极钢爪直接接触，使阳极钢爪具有优良的抗腐蚀性能，显著降低阳极钢爪的腐蚀速度，进而有效延长铝电解槽的使用寿命。另外，根据本专利技术上述实施例的铝电解槽还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述纳米陶瓷基涂层的厚度为2-3mm。由此，可以进一步提高阳极钢爪的的抗腐蚀性能，进而提高铝电解槽的使用寿命。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪和未喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪对比图。图2是根据本专利技术一个实施例的喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪和未喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪分别使用2个电解周期后的对比图。图3是根据本专利技术一个实施例的喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪和未喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪分别使用2个电解周期后的局部放大图。图4是根据本专利技术一个实施例的喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪使用2个电解周期后的周长变化图。图5是根据本专利技术一个实施例的未喷涂纳米陶瓷基涂料的旧钢爪分别使用2个电解周期后的周长变化图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术是在致力于解决以下问题的基础上提出的：在实际生产中，阳极钢爪在使用过程中被氧化腐蚀会带来很大地危害，首先，会影响原铝质量，专利技术人经大量实验测试得出结论：每棵阳极钢爪在使用周期内将减少25～35㎏，大量Fe的氧化物进入电解极上料和残极，导致阳极炭块、电解极上料Fe含量偏高，二者对电解原铝液铁含量影响约占电解生产物料的49.78％。面壳块中的铁主要以Fe2O3和Fe3O4存在，由于Fe2O3没有磁性，除铁器对其基本无作用，现在除铁工艺除铁率达不到50％，最终进入铝液导致原铝中铁含量升高；其次，缩短钢爪使用周期：专利技术人经大量实验发现，阳极钢爪在循环使用30个电解周期后，直径最小处的周长将降低50％以上，阳极钢爪的氧化剥落不但会增加原铝Fe含量，更会缩短其使用寿命，带来额外的生产成本；第三，影响电流均衡分布，安装于铝电解槽内的阳极钢爪爪头直径差异越大，对电流均衡分布越不利，导致阳极之间消耗速度的差异，增加露底化爪的几率。有时出现部分爪头发红，钢爪电阻增加，极端情况将出现阳极脱落现象；此外，还会影响阳极浇铸质量，阳极钢爪氧化形成的“细腰”钢爪容易产生向内弯曲现象，钢爪轴向中心线与碳碗中心不重合，钢爪浇铸均分效果差。并且钢爪上形成的氧化物也会阻碍铁水在在钢爪与碳碗内壁之间顺畅的流动，制作的磷铁环质量较差，铁碳压降升高，情况严重时将出现钢爪发红甚至脱极。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理铝电解槽的方法，包括：在铝电解槽的阳极钢爪表面喷涂纳米陶瓷基涂料，以便在阳极表面形成纳米陶瓷基涂层。根据本专利技术上述实施例的处理铝电解槽的方法，通过在铝电解槽的阳极钢爪表面喷涂纳米陶瓷基涂料，可以使阳极钢爪表面形成一层致密的纳米陶瓷基涂层，有效隔绝空气、二氧化碳、氟化氢、冰晶石蒸汽与阳极钢爪直接接触，使阳极钢爪具有优良的抗腐蚀性能，显著降低阳极钢爪的腐蚀速度，有效延长阳极钢爪以及铝电解槽的使用寿命，降低生产成本。根据本专利技术的具体实施例，处理铝电解槽的方法可以进一步包括：预先对纳米陶瓷基涂料进行搅拌，并在完成搅拌后5分钟内利用对纳米陶瓷基涂料进行喷涂。为了有效解决涂料在使用之前可能发生的沉降问题，本专利技术中通过预先对涂料进行搅拌，可以使纳米陶瓷基涂料具有较好的均一性，进而使纳米陶瓷基涂料能够被均匀地喷涂到阳极钢爪上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理铝电解槽的方法，其特征在于，包括：在所述铝电解槽的阳极钢爪表面喷涂纳米陶瓷基涂料，以便在所述阳极表面形成纳米陶瓷基涂层。

【技术特征摘要】
1.一种处理铝电解槽的方法，其特征在于，包括：在所述铝电解槽的阳极钢爪表面喷涂纳米陶瓷基涂料，以便在所述阳极表面形成纳米陶瓷基涂层。2.根据权利要求1所述的处理铝电解槽的方法，其特征在于，进一步包括：预先对所述纳米陶瓷基涂料进行搅拌，并在完成所述搅拌后5分钟内利用对所述纳米陶瓷基涂料进行喷涂。3.根据权利要求2所述的处理铝电解槽的方法，其特征在于，所述阳极钢爪的下部套设有磷铁环，在所述阳极钢爪上未套设所述磷铁环的表面喷涂所述纳米陶瓷基涂料。4.根据权利要求3所述的处理铝电解槽的方法，其特征在于，所述喷涂采用的喷嘴为225#喷嘴、227#喷嘴或者229#喷嘴。5.根据权利要求4所述的处理铝电解槽的方法，其特征在于，所述喷涂的压力不低于14Mpa，优选14-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：车立志，赵瑞敏，黄作雄，杨国荣，王建平，李顺华，张平均，贺永吉，王洪波，王博一，岳俊，张保光，孙海艳，
申请(专利权)人：云南云铝涌鑫铝业有限公司，云南泽能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53