CN100480431C - 石墨化阴极生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨化阴极生产工艺，它是选用延迟石油焦、沥青焦混合，经煅烧后，破碎筛分，混合后加入硬质沥青粘结剂，经过混捏，加工成电解槽所需阴极的炭块毛坯形状，经焙烧将粘结剂沥青碳化，制得石墨化阴极炭块。本发明具有机械、电学、热学性能俱佳，且制造成本低等优点。特别适合大型电解槽使用。
Description
技术领域：
本发明涉及一种电解铝大型预焙槽所用阴极的生产工艺。
技术背景：
随着电解铝向大型预焙槽方向深入发展，石墨化阴极已成为国际上大型预焙槽普遍使用材料：由于石墨化阴极在电解生产过程中具有阴极压降小、导热性能优良、抗钠膨胀性能好等优点，很多生产中的老槽在大修过程中正在改用石墨化阴极，达到强化电流增产增效的目的。但是国外所用的石墨化阴极由于所用材料及工艺的限制，其价格非常昂贵，而目前我国铝用阴极的生产大多数还停留在以无烟煤为主石墨含量低于30％的半石墨质炭块的低级阶段，由于半石墨质阴极电阻率高(是石墨化阴极的2.5-3倍)，导致电解槽阴极压降高，电能消耗多；导热性能差(是石墨化阴极的10-20％)，影响大型电解槽的热平衡，严重影响我国电解技术的进一步发展。
发明内容：
本发明的目的在于：提供一种机械、电学、热学性能俱佳的石墨化阴极，且制造成本低，以克服上述问题。
本发明是这样实现的：选用延迟石油焦、沥青焦或二者混合，比例为石油焦7-9：沥青焦3-1，经煅烧后，破碎筛分，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％，0.5-0.09mm 19-24％，0.09-0mm 22％混合后加入占糊料比例16-22％的硬质沥青粘结剂，经过混捏，冷却到140-160℃，加工成电解槽所需阴极的炭块毛坯形状，经焙烧将粘结剂沥青碳化，再对炭块毛坯的开口孔先抽真空，再注入沥青，加压到1.3-1.5MPa，让沥青浸入炭块毛坯的开口孔内，然后进行二次焙烧将浸入的沥青碳化，再对炭块毛坯进行2100-2800℃的高温处理，制得石墨化阴极炭块毛坯，最后将炭块毛坯加工成电解槽筑炉所需的石墨化阴极炭块。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、机械性能：
①由于钠膨胀率低，不会发生炭块起层现象，减少对相邻炭块的影响；从而使炭块老化减慢；
②较高的变形能力降低了断裂敏感性：
2、电学性能：
①较低的电阻率使阴极压降减小；
②良好的导电性能改变了金属层的电流分布，导致电解槽新的磁流体动力学平衡。
3、热学性能
①较高的导热率使阴极表面的温度均匀，使炭块热端避免了掉渣的沉淀：
②较低的电阻率在阴极内产生的焦耳热少，在不增加底部保温的情况下增加电流可保持热平衡。
附图说明：
附图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
本发明的实施例：选用易石墨化的延迟石油焦、沥青焦混合，比例为：石油焦7：沥青焦3，利用罐式煅烧炉煅烧，经过破碎筛分，不同粒度的原料按比例(干料配比：4-2mm 20％，2-1mm 16％，1-0.5mm 12％，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)的残碳率高的硬质沥青粘结剂，经过混捏机混捏，用均化冷却机冷却到140-160℃进入振动成型机加工成电解槽所需阴极的炭块毛坯形状，用带盖环式焙烧炉将粘结剂沥青碳化，用高压浸渍罐对炭块毛坯的开口孔先抽真空，再注入沥青加压到1.3-1.5MPa，让沥青浸入炭块毛坯的开口孔内，然后进入带盖环式焙烧炉进行二次焙烧将浸入的沥青碳化(也可以不经过浸渍和二次被烧)，用内串接石墨化炉对炭块毛坯进行2100-2800℃的高温处理，制得石墨化阴极炭块毛坯，最后采用炭块铣床和锯床将炭块毛坯加工成电解槽筑炉所需的石墨化阴极炭块。
Claims (1)
1、一种石墨化阴极生产工艺，其特征在于：选用延迟石油焦、沥青焦或二者混合，比例为石油焦7-9：沥青交3-1，经煅烧后，破碎筛分，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％，0.09-0mm 22％混合后加入占糊料比例16-22％的硬质沥青粘结剂，经过混捏，冷却到140-160℃，加工成电解槽所需阴极的炭块毛坯形状，经焙烧将粘结剂沥青碳化，再对炭块毛坯的开口孔先抽真空，再注入沥青，加压到1.3-1.5Mpa，让沥青浸入炭块毛坯的开口孔内，然后进行二次焙烧将浸入的沥青碳化，再对炭块毛坯进行2100-2800℃的高温处理，制得石墨化阴极炭块毛坯，最后将炭块毛坯加工成电解槽筑炉所需的石墨化阴极炭块。
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