專利名稱：石墨化陰極生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解鋁大型預(yù)焙槽所用陰極的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
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)過程中具有陰極壓降小、導(dǎo)熱性能優(yōu)良、抗鈉膨脹性能好等優(yōu)點(diǎn)，很多生產(chǎn)中的老槽在大修過程中正在改用石墨化陰極，達(dá)到強(qiáng)化電流增產(chǎn)增效的目的。但是國(guó)外所用的石墨化陰極由于所用材料及工藝的限制，其價(jià)格非常昂貴，而目前我國(guó)鋁用陰極的生產(chǎn)大多數(shù)還停留在以無煙煤為主石墨含量低于30％的半石墨質(zhì)炭塊的低級(jí)階段，由于半石墨質(zhì)陰極電阻率高(是石墨化陰極的2.5-3倍)，導(dǎo)致電解槽陰極壓降高，電能消耗多；導(dǎo)熱性能差(是石墨化陰極的10-20％)，影響大型電解槽的熱平衡，嚴(yán)重影響我國(guó)電解技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)性能俱佳的石墨化陰極，且制造成本低，以克服上述問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的選用延遲石油焦、瀝青焦或二者混合，比例為石油焦7-9瀝青焦3-1，經(jīng)煅燒后，破碎篩分，不同粒度的原料按干料配比4-2mm 17-23％，2-1mm 14-18％，1-0.5mm，10-15％，0.5-0.25mm 6-12％，0.25-0.09mm 19-24％，0.9-0mm 23-27％混合后加入占糊料比例16-22％的硬質(zhì)瀝青粘結(jié)劑，經(jīng)過混捏，冷卻到140-160℃，加工成電解槽所需陰極的炭塊毛坯形狀，經(jīng)焙燒將粘結(jié)劑瀝青碳化，再對(duì)炭塊毛坯的開口孔先抽真空，再注入瀝青，加壓到1.3-1.5MPa，讓瀝青浸入炭塊毛坯的開口孔內(nèi)，然后進(jìn)行二次焙燒將浸入的瀝青碳化，再對(duì)炭塊毛坯進(jìn)行2100-2800℃的高溫處理，制得石墨化陰極炭塊毛坯，最后將炭塊毛坯加工成電解槽筑爐所需的石墨化陰極炭塊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、機(jī)械性能①由于鈉膨脹率低，不會(huì)發(fā)生炭塊起層現(xiàn)象，減少對(duì)相鄰炭塊的影響；從而使炭塊老化減慢；②較高的變形能力降低了斷裂敏感性；2、電學(xué)性能①較低的電阻率使陰極壓降減?。虎诹己玫膶?dǎo)電性能改變了金屬層的電流分布，導(dǎo)致電解槽新的磁流體動(dòng)力學(xué)平衡。
3、熱學(xué)性能①較高的導(dǎo)熱率使陰極表面的溫度均勻，使炭塊熱端避免了掉渣的沉淀；②較低的電阻率在陰極內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱少，在不增加底部保溫的情況下增加電流可保持熱平衡。


附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式選用易石墨化的延遲石油焦、瀝青焦混合，比例為石油焦7瀝青焦3，利用罐式煅燒爐煅燒，經(jīng)過破碎篩分，不同粒度的原料按比例(干料配比4-2mm 20％，2-1mm 16％，1-0.5mm12％，0.5-0.25mm 8％，0.25-0.09mm 22％，0.09-0mm 22％)混合后加入20％(占糊料比例)的殘?zhí)悸矢叩挠操|(zhì)瀝青粘結(jié)劑，經(jīng)過混捏機(jī)混捏，用均化冷卻機(jī)冷卻到140-160℃進(jìn)入振動(dòng)成型機(jī)加工成電解槽所需陰極的炭塊毛坯形狀，用帶蓋環(huán)式焙燒爐將粘結(jié)劑瀝青碳化，用高壓浸漬罐對(duì)炭塊毛坯的開口孔先抽真空，再注入瀝青加壓到1.3-1.5MPa，讓瀝青浸入炭塊毛坯的開口孔內(nèi)，然后進(jìn)入帶蓋環(huán)式焙燒爐進(jìn)行二次焙燒將浸入的瀝青碳化(也可以不經(jīng)過浸漬和二次被燒)，用內(nèi)串接石墨化爐對(duì)炭塊毛坯進(jìn)行2100-2800℃的高溫處理，制得石墨化陰極炭塊毛坯，最后采用炭塊銑床和鋸床將炭塊毛坯加工成電解槽筑爐所需的石墨化陰極炭塊。
權(quán)利要求
1.一種石墨化陰極生產(chǎn)工藝，其特征在于選用延遲石油焦、瀝青焦或二者混合，比例為石油焦7-9瀝青交3-1，經(jīng)煅燒后，破碎篩分，不同粒度的原料按干料配比4-2mm 17-23％，2-1mm 14-18％，1-0.5mm，10-15％，0.5-0.25mm 6-12％，0.25-0.09mm 19-24％，0.9-0mm 23-27％混合后加入占糊料比例16-22％的硬質(zhì)瀝青粘結(jié)劑，經(jīng)過混捏，冷卻到140-160℃，加工成電解槽所需陰極的炭塊毛坯形狀，經(jīng)焙燒將粘結(jié)劑瀝青碳化，再對(duì)炭塊毛坯的開口孔先抽真空，再注入瀝青，加壓到1.3-1.5Mpa，讓瀝青浸入炭塊毛坯的開口孔內(nèi)，然后進(jìn)行二次焙燒將浸入的瀝青碳化，再對(duì)炭塊毛坯進(jìn)行2100-2800℃的高溫處理，制得石墨化陰極炭塊毛坯，最后將炭塊毛坯加工成電解槽筑爐所需的石墨化陰極炭塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石墨化陰極生產(chǎn)工藝，它是選用延遲石油焦、瀝青焦混合，經(jīng)煅燒后，破碎篩分，混合后加入硬質(zhì)瀝青粘結(jié)劑，經(jīng)過混捏，加工成電解槽所需陰極的炭塊毛坯形狀，經(jīng)焙燒將粘結(jié)劑瀝青碳化，制得石墨化陰極炭塊。本發(fā)明具有機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)性能俱佳，且制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。特別適合大型電解槽使用。
文檔編號(hào)C25C3/08GK1594662SQ20041004013
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者包崇愛, 龔石開, 安得軍, 謝斌蘭, 謝志群, 陳廷貴 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院