CN101597771A - 铝电解槽配套阴极的加工方法 - Google Patents

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张甲子
肖利峰
张安全
杨从国
陈杰
路伟红
张喜荣
潘培中
温俊华
周艳桃
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Abstract

本发明涉及一种铝电解槽的阴极的加工方法，具体为一种以新生铁、回炉铁、石墨、磷铁、CaC2、SiO2、Al2O3、锰铁和硅铁为原料，经中频炉熔炼后形成的铁合金液体，在一定工艺条件下对阴极炭块进行浇铸的铝电解槽配套阴极的加工方法。解决现有技术中存在的铝电解槽阴极的电耗过高，维护成本大的等问题。阴极和阴极钢棒的预热准备，配料，熔炼，浇铸，熔炼后的成分含量为：铁含量90－97％，炭含量2.5－4.0％，磷含量0.5－2％，硫含量低于0.2％，锰含量0.2－1％，硅含量为1.5－3.0％。与已有技术相比，阴极压降降低15－30％，阴极的维护成本降低50％，电流效率提高1％，从而降低了原铝的生产成本。

Description

铝电解槽配套阴极的加工方法
技术领域
本发明涉及一种铝电解槽的阴极的加工方法，具体为一种以新生铁、回炉铁、石墨、磷铁、CaC2、SiO2、Al2O3、锰铁和硅铁为原料，经中频炉熔炼后形成的铁合金液体，在一定工艺条件下对阴极炭块进行浇铸的铝电解槽配套阴极的加工方法。
背景技术
目前国内外铝行业普遍使用霍尔-埃鲁型电解槽，该型电解槽的阴极炭块既是导电材料，又是构成槽膛的耐火材料。近年来，随着电解槽向着大容量、自动化方向的发展，阴极炭块同导电母线的连接仍依靠传统的钢棒糊，阴极压降高达400mv，使用700天后，阴极压降能达到600mv以上，严重影响了电解槽电流效率的提高，增加了生产成本，实验表明，电解槽使用1600天后就不再盈利，主要原因就是阴极电耗过高，维护成本大造成的。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的铝电解槽阴极的电耗过高，维护成本大的等问题，而提出一种铝电解槽配套阴极的加工方法。
本发明是由以下技术方案实现的，一种铝电解槽配套阴极的加工方法，包括阴极和阴极钢棒的预热准备，配料，熔炼，浇铸，
浇铸前需将阴极和钢棒预热至200-600℃；铁合金浇铸阴极时的温度为1300-1450℃，浇铸用铁合金的各类原料的配比为：新生铁和或回炉铁，石墨，磷铁，CaC2，SiO2，Al2O3，锰铁，硅铁；石墨以颗粒或粉料形式加入，其灰分含量小于0.5％；配入的CaC2，SiO2和Al2O3的工业纯度不低于70％；经过熔炼后的铁合金的主要成分为：铁含量90-97％，炭含量2.5-4.0％，磷含量0.5-2％，硫含量低于0.2％，锰含量0.2-1％，硅含量为1.5-3.0％。
阴极炭块为石墨质阴极炭块或石墨化阴极炭块或惰性阴极炭块；石墨以颗粒或粉料形式加入，其灰分含量小于0.5％；配入的CaC2，SiO2和Al2O3的工业纯度不低于70％。
按照本发明所述的铝电解槽配套阴极的浇铸技术得到的阴极，与已有技术相比，阴极压降降低15-30％，阴极的维护成本降低50％，电流效率提高1％，从而降低了原铝的生产成本。
具体实施方式
实施例1
首先将阴极炭块和钢棒进行预热，预热温度为200℃，保温待用。然后选择预热好的中频炉，添加0.5％石墨放入中频炉炉底，加入50％新生铁、3％磷铁、0.5％锰铁、0.25％CaC2、1％硅铁、44.25％回炉铁，送电加热熔炼，在熔炼过程中每隔20分钟电磁搅拌一次，搅拌时间3-5分钟，当温度达到1350℃时保温120分钟，然后再升温到1450℃，配入0.25％SiO2、0.5％Al2O3，除渣后倒入浇包，对预热好的阴极炭块和钢棒进行浇铸组装。经过熔炼后的铁合金的主要成分符合以下要求：铁含量90-97％，炭含量2.5-4.0％，磷含量0.5-2％，硫含量0-0.2％，锰含量0.2-1％，硅含量为1.5-3.0％。以上均为质量比例。
将制作好的阴极组冷却，待温度达到室温时即可进行上槽作业，阴极压降低于280mv。
实施例2
首先将阴极炭块和钢棒进行预热，预热温度为500℃，保温待用。然后选择预热好的中频炉，添加1％石墨放入中频炉炉底，加入30％新生铁、2％磷铁、1％锰铁、0.25％CaC2、2％硅铁、64.75％回炉铁，送电熔炼，在熔炼过程中每隔20分钟电磁搅拌一次，搅拌时间3-5分钟，当温度达到1350℃时保温120分钟，然后再升温到1450℃，配入0.25％SiO2、0.5％Al2O3，除渣后倒入浇包，对预热好的阴极炭块和钢棒进行浇铸组装。经过熔炼后的铁合金的主要成分符合以下要求：铁含量90-97％，炭含量2.5-4.0％，磷含量0.5-2％，硫含量0-0.2％，锰含量0.2-1％，硅含量为1.5-3.0％。将制作好的阴极组进行冷却，待温度达到室温时即可进行上槽作业，阴极压降低于290mv。
实施例3
首先将阴极炭块和钢棒进行预热，预热温度为600℃，保温待用。然后选择预热好的中频炉，添加0.8％石墨放入中频炉炉底，加入20％新生铁、1％磷铁、1％锰铁、0.25％CaC2、1.5％硅铁、75.75％回炉铁，送电熔炼，在熔炼过程中每隔20分钟电磁搅拌一次，搅拌时间3-5分钟，当温度达到1350℃时保温120分钟，然后再升温到1450℃，配入0.25％SiO2、0.5％Al2O3，除渣后倒入浇包，对预热好的阴极炭块和钢棒进行浇铸组装。经过熔炼后的铁合金的主要成分符合以下要求：铁含量90-97％，炭含量2.5-4.0％，磷含量0.5-2％，硫含量0-0.2％，锰含量0.2-1％，硅含量为1.5-3.0％。将制作好的阴极组进行冷却，待温度达到室温时即可进行上槽作业，阴极压降低于300mv。

Claims (4)

1、一种铝电解槽配套阴极的加工方法，包括阴极和阴极钢棒的预热准备，配料，熔炼，浇铸，其特征在于：
浇铸前需将阴极和钢棒预热至200-600℃；铁合金浇铸阴极时的温度为1300-1450℃，浇铸用铁合金原料为，新生铁和或回炉铁、石墨、磷铁、CaC2、SiO2、Al2O3、锰铁、硅铁；熔炼后的成分含量为：铁含量90-97％，炭含量2.5-4.0％，磷含量0.5-2％，硫含量低于0.2％，锰含量0.2-1％，硅含量为1.5-3.0％。
2、根据权利要求1所述的铝电解槽配套阴极的加工方法，其特征在于：阴极炭块为石墨质阴极炭块或石墨化阴极炭块或惰性阴极炭块。
3、根据权利要求1所述的铝电解槽配套阴极的加工方法，其特征在于：炭原料的石墨以颗粒或粉料形式加入，其灰分含量小于0.5％。
4、根据权利要求1所述的铝电解槽配套阴极的加工方法，其特征在于：配入的CaC2、SiO2、Al2O3的工业纯度不低于70％。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102002732A (zh) * 2010-12-02 2011-04-06 云南云铝涌鑫铝业有限公司 一种铝电解用磷生铁阴极的制备方法
CN102416461A (zh) * 2011-12-09 2012-04-18 云南铝业股份有限公司 一种石墨质阴极炭块磷生铁浇铸工艺

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CN102002732A (zh) * 2010-12-02 2011-04-06 云南云铝涌鑫铝业有限公司 一种铝电解用磷生铁阴极的制备方法
CN102002732B (zh) * 2010-12-02 2013-07-24 云南云铝涌鑫铝业有限公司 一种铝电解用磷生铁阴极的制备方法
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