專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分及其制造方法一種硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于一種石墨化陰極炭塊制造工藝，尤其是涉及一種鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分及其制造方法。
背景技術(shù)：
：目前，鋁電解降低直流電耗的途徑主要是提高電流效率和降低平均電壓兩個(gè)方面。在一定范圍內(nèi)固定一個(gè)因素后，即可計(jì)算另一個(gè)因素對(duì)直流電耗的影響值。其中如何降低槽平均電壓是至關(guān)重要的，降低鋁電解直流電耗的途徑通常有以下幾種；1)、降低極化電壓(E極化)，極化電壓是氧化鋁分解電壓與兩極過(guò)電壓之和，其中陰極過(guò)電壓很小，約10mv，而陽(yáng)極過(guò)電壓很大，約有400-600mv。影響極化電壓的因素很多，主要有a.氧化鋁濃度增加，則極化電壓降低；b.分子比增大極化電壓略為降低；C.陽(yáng)極焙燒溫度高，則極化電壓增高。2)、降低電解質(zhì)電壓降電解質(zhì)電壓降占平均電壓的主要部分約占25_40%，一般情況下每降低lmm極距可以降低電解質(zhì)壓降約30-40mv，即可以噸鋁節(jié)電lOOkw.h以上，但在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)降低極距都采取慎重的態(tài)度。因?yàn)闃O距過(guò)低將使電解槽失去熱平衡，導(dǎo)致病槽，降低電流效率。因此在保持正常生產(chǎn)條件下盡可能保持適當(dāng)?shù)偷臉O距，在實(shí)際生產(chǎn)中切實(shí)可行的就是降低電解質(zhì)比電阻。如添加氯化鈉和氟化鋰均能在降低電解質(zhì)初晶溫度的同時(shí)提高導(dǎo)電率。另外保持電解質(zhì)的干凈，減少炭渣含量等也能降低電解質(zhì)的比電阻。3)、降低陽(yáng)極電壓預(yù)焙槽陽(yáng)極電壓降由下列各部分組成a.鋁導(dǎo)桿——鋼爪陽(yáng)極，采用爆炸焊接可降低接觸點(diǎn)電壓降；b.鋼爪電壓降；C.鋼爪——炭塊壓降；降低陽(yáng)極電流密度，提高炭塊質(zhì)量外，改善鋼爪——炭塊間接觸電壓降；d.炭塊電壓降。4)、陰極電壓降(又稱(chēng)爐底電壓降)，是指槽內(nèi)鋁液至陰極鋼棒之間的電壓降，正常生產(chǎn)時(shí)為0.3-0.5伏，其中包括a.鋁液——炭塊間接觸電壓降；b.陰極炭塊電壓降；c.陰極炭塊與陰極鋼棒間接觸電壓降，在正常生產(chǎn)時(shí)已成定值，因?yàn)樗饕Q于材料性質(zhì)斷面和長(zhǎng)度，在生產(chǎn)過(guò)程中減少爐底沉淀，防止形成結(jié)殼等可降低陰極電壓降，采用新型的陰極材料如半石墨化陰極炭塊及硼化鈦涂層都可降低陰極電壓降。隨著電解鋁向大型預(yù)焙槽方向深入發(fā)展，石墨化陰極已成為國(guó)際上大型預(yù)焙槽普遍使用材料；由于石墨化陰極在電解生產(chǎn)過(guò)程中具有陰極壓降小、導(dǎo)熱性能優(yōu)良、抗鈉侵蝕性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，很多生產(chǎn)中的老電解槽在大修過(guò)程中正在改用石墨化陰極炭塊作為替代物，達(dá)到強(qiáng)化電流增產(chǎn)增效的目的。但是目前國(guó)內(nèi)所使用的普通石墨化陰極由于強(qiáng)度低、不耐磨，致使普通石墨化陰極在電解槽中的磨損速率增大，是半石墨質(zhì)陰極炭塊的兩倍左右，嚴(yán)重影響電解槽的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容為了克服
背景技術(shù)：
中石墨化陰極由于強(qiáng)度低、不耐磨的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分及其制造方法，本發(fā)明由于炭塊強(qiáng)度大，使炭塊磨損率降低，有利于延長(zhǎng)電解槽的壽命；并且具備了較好的變形能力降低了炭塊斷裂敏感性；在電學(xué)性能方面實(shí)現(xiàn)了更低的電阻率使陰極壓降減小，達(dá)到了更好的節(jié)能降耗目的。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，所述組分原料配比"按重量百分比"其中粘結(jié)劑15-17%;電煅石油焦83-85%。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，其中電煅石油焦干料粒度組成為"按重量百分比"；12-8mm9_ll%;8-4mml2_15%;4-lmm26-28%;-lmm28_32%;-0.075mm22-25%;所述干料為不包括粘結(jié)劑的電煅石油焦原料組成部分。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，其中粘結(jié)劑為改質(zhì)瀝青?！N鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述制造方法包含如下工藝步驟1)、對(duì)電煅石油焦進(jìn)行粉碎；2)、粉碎后的電煅石油焦進(jìn)行篩分"按粒度組成篩分"；3)、配料按其原料配比，將粘結(jié)劑、電煅石油焦充分?jǐn)噭蚍湃牖炷箦仯?)、混捏利用混捏鍋混捏；a、混捏時(shí)間25-40分鐘；b、混捏溫度175-185°C;5)、涼料混捏后的粘結(jié)劑、電煅石油焦混合物使用涼料機(jī)進(jìn)行涼料，其中出糊溫度170-175°C;6)、振動(dòng)成型將所述粘結(jié)劑、電煅石油焦混合糊放入抽真空振動(dòng)成型機(jī)振動(dòng)成型，振動(dòng)時(shí)間40-70秒;7)、焙燒在保溫階段，溫度達(dá)到1100-120(TC，保溫時(shí)間為20-40小時(shí)；8)、石墨化在內(nèi)串石墨化爐內(nèi)完成，送電時(shí)間9-12小時(shí)。9)、機(jī)械加工。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述涼料機(jī)為愛(ài)立許涼料機(jī)。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述抽真空振動(dòng)成型機(jī)為KHD抽真空振動(dòng)成型機(jī)。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述制造方法為提高炭塊強(qiáng)度，采用高溫成型及石墨化快速送電工藝手段。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性本發(fā)明所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊，通過(guò)所述工藝步驟獲取的成品機(jī)械性能得到了有效的提高由于炭塊強(qiáng)度大，使炭塊磨損率降低，有利于延長(zhǎng)電解槽的壽命；并且具備了較好的變形能力降低了炭塊斷裂敏感性；在電學(xué)性能方面實(shí)現(xiàn)了更低的電阻率使陰極壓降減小，達(dá)到了更好的節(jié)能降耗目的；本發(fā)明所述的鋁電解用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊，其抗壓強(qiáng)度^30MPa，抗折強(qiáng)度^12MPa，電阻率《10yQ^，本發(fā)明所述炭塊特別適合大型電解槽的陰極內(nèi)襯。圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式通過(guò)下面的實(shí)施例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，公開(kāi)本發(fā)明的目的旨在保護(hù)本發(fā)明范圍內(nèi)的一切變化和改進(jìn)，本發(fā)明并不局限于下面的實(shí)施例；—種鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，所述組分原料配比"按重量百分比"其中粘結(jié)劑15-17%;電煅石油焦83-85%。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，其中電煅石油焦干料粒度組成為"按重量百分比"；12-8mm9_ll%;8-4mml2_15%;4-lmm26_28%;-lmm28_32%;_0.075mm22-25%;所述干料為不包括粘結(jié)劑的電煅石油焦原料組成部分。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，其中粘結(jié)劑為改質(zhì)瀝青?！N鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述制造方法包含如下工藝步驟1)、對(duì)電煅石油焦進(jìn)行粉碎；2)、粉碎后的電煅石油焦進(jìn)行篩分"按粒度組成篩分"；3)、配料按其原料配比，將粘結(jié)劑、電煅石油焦充分?jǐn)噭蚍湃牖炷箦仯?)、混捏利用混捏鍋開(kāi)始混捏；a、混捏時(shí)間25-40分鐘；b、混捏溫度175-185°C;5)、涼料混捏后的粘結(jié)劑、電煅石油焦混合物使用涼料機(jī)進(jìn)行涼料，其中出糊溫度170-175°C;6)、振動(dòng)成型將所述粘結(jié)劑、電煅石油焦混合糊放入抽真空振動(dòng)成型機(jī)振動(dòng)成型，振動(dòng)時(shí)間40-70秒;7)、焙燒在保溫階段，溫度達(dá)到1100-120(TC，保溫時(shí)間為20-40小時(shí)；8)、石墨化在內(nèi)串石墨化爐內(nèi)完成，送電時(shí)間9-12小時(shí)。9)、機(jī)械加工。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述涼料機(jī)為愛(ài)立許涼料機(jī)。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述抽真空振動(dòng)成型機(jī)為KHD抽真空振動(dòng)成型機(jī)。所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，所述制造方法為提高炭塊強(qiáng)度，采用高溫成型及石墨化快速送電工藝手段。通過(guò)上述實(shí)施其檢測(cè)指標(biāo)如下表本發(fā)明經(jīng)過(guò)實(shí)施其理化指標(biāo)與同類(lèi)產(chǎn)品對(duì)比情況列表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過(guò)上表可看出抗壓強(qiáng)度^30MPa，抗折強(qiáng)度^12MPa，電阻率《10yQm，效果非常明顯。權(quán)利要求一種鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，其特征在于所述組分原料配比“按重量百分比”其中粘結(jié)劑15-17％；電煅石油焦83-85％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，其特征在于其中電煅石油焦干料粒度組成為"按重量百分比"；12-8mm9-ll%;8-4mml2-15%;4-lmm26-28%;-lmm28-32%;-0.075mm22-25%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分，其特征在于其中粘結(jié)劑為改質(zhì)瀝青。4.根據(jù)任一權(quán)利要求所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，其特征在于所述制造方法包含如下工藝步驟1)、對(duì)電煅石油焦進(jìn)行粉碎；2)、粉碎后的電煅石油焦進(jìn)行篩分"按粒度組成篩分"；3)、配料按其原料配比，將粘結(jié)劑、電煅石油焦充分?jǐn)噭蚍湃牖炷箦仯?)、混捏利用混捏鍋開(kāi)始混捏；a、混捏時(shí)間25-40分鐘；b、混捏溫度175-185°C;5)、涼料混捏后的粘結(jié)劑、電煅石油焦混合物使用涼料機(jī)進(jìn)行涼料，其中出糊溫度170-175°C;6)、振動(dòng)成型將所述粘結(jié)劑、電煅石油焦混合糊放入抽真空振動(dòng)成型機(jī)振動(dòng)成型，振動(dòng)時(shí)間40-70秒;7)、焙燒在保溫階段，溫度達(dá)到1100-120(TC，保溫時(shí)間為20-40小時(shí)；8)、石墨化在內(nèi)串石墨化爐內(nèi)完成，送電時(shí)間9-12小時(shí)；9)、機(jī)械加工。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，其特征在于所述涼料機(jī)為愛(ài)立許涼料機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的制造方法，其特征在于所述抽真空振動(dòng)成型機(jī)為KHD抽真空振動(dòng)成型機(jī)。全文摘要一種鋁電解槽用硬質(zhì)石墨化陰極炭塊的組分及其制造方法屬于一種石墨化陰極炭塊制造工藝，所述組分原料配比，其中粘結(jié)劑15-17％；電煅石油焦83-85％；制造方法包含如下工藝步驟粉碎-篩分-配料-混捏-涼料-振動(dòng)成型-焙燒-石墨化-機(jī)械加工；本發(fā)明由于炭塊強(qiáng)度大，使炭塊磨損率降低，有利于延長(zhǎng)電解槽的壽命；并且具備了較好的變形能力降低了炭塊斷裂敏感性；在電學(xué)性能方面實(shí)現(xiàn)了更低的電阻率使陰極壓降減小，達(dá)到了更好的節(jié)能降耗目的。文檔編號(hào)C25C3/00GK101694003SQ20091021004公開(kāi)日2010年4月14日申請(qǐng)日期2009年11月4日優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日發(fā)明者夏百元,尚雪林,岳寶澤,張凱,張聯(lián)偉,王瑞奇,鄭毅申請(qǐng)人:洛陽(yáng)新安電力集團(tuán)萬(wàn)基石墨制品有限公司;