CN102212850B - 电解氯化镁用石墨阳极的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨阳极的制造方法，尤其是公开了一种将石墨块阳极铸入铸铁中构成的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法。提供一种成品率高、生产成本低的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法。所述制造方法包括以下步骤，1)将两块以上的石墨块阳极沿宽度方向重叠的组合到一起，构成含有铸入段的石墨组件，并在相邻两块石墨块阳极之间预留铸造收缩缝；2)封闭石墨组件上铸入段石墨块阳极的铸造收缩缝，并至少在铸入段石墨块阳极的外侧设置保护层；3)将石墨组件上设置有保护层的铸入段石墨块阳极固定到浇铸型腔中；4)向浇铸型腔中注入铁水将石墨组件的铸入段石墨块阳极铸入铸铁中，待铁水结晶冷却后清除浇铸型腔形成电解氯化镁用石墨阳极。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨阳极的制造方法，尤其是涉及一种将石墨阳极铸入铸铁中构成的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法。
背景技术
目前国内用于电解氯化镁生产海绵钛的电解阳极设备，通常都是采用单纯的石墨块阳极或单纯的铜板阳极。采用单纯石墨块阳极或铜板阳极的110kA无隔板电解槽技术电解氯化镁生产海绵钛的主要缺点是：氯气体积浓度低，只能达到60％；吨镁电耗高，达到16350Kwh/吨；单槽产能低，电解氯气经压缩后返回氯化炉的返回率低，生产过程中需要不断的向氯化炉中补充液态氯气。采用200kA流水线镁电解技术能提高氯气体积浓度，降低吨镁耗能；单槽产能高，电解氯气经压缩后能完全返回氯化炉中重新使用，减少补充液氯的使用量，降低生产成本。
将石墨块阳极铸入铸铁中构成的电解氯化镁用石墨阳极是200kA流水线镁电解技术的关键设备之一。由于石墨阳极质软、易脆，在将其铸入铸铁中时，需要解决的问题是：浇铸完成后，在铁水收缩时不能由于铁水收缩外力的作用将其压碎。目前，国内尚无这方面的技术，在国外是直接将石墨块阳极铸入铸铁中，或将几块石墨阳极拼接在一起后再铸入铸铁中，在铁水收缩时将一部分石墨阳极压碎后，还会有部分石墨阳极存在，这样的结果即是，成品率极低、生产成本极高，无法大面积的推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种成品率高、生产成本低的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，包括以下步骤，
1）将两块以上的石墨块阳极沿宽度方向重叠的组合到一起，构成含有铸入段的石墨组件，并在相邻两块石墨块阳极之间预留铸造收缩缝；
2）封闭石墨组件上铸入段石墨块阳极的铸造收缩缝，并至少在铸入段石墨块阳极的外侧设置保护层；
3）将石墨组件上设置有保护层的铸入段石墨块阳极固定到浇铸型腔中；
4）向浇铸型腔中注入铁水将石墨组件的铸入段石墨块阳极铸入铸铁中，待铁水结晶冷却后清除浇铸型腔形成电解氯化镁用石墨阳极。
进一步的是，在将多块石墨块阳极重叠组合成石墨组件之前先对石墨块阳极进行干燥，干燥时是按下述步骤进行的，先用垫块将各块石墨块阳极间隔的垫好，然后再将石墨块阳极置入加热炉中加热干燥并保温度。
上述方案的优选方式是，在加热炉中对石墨块阳极进行加热干燥时的加热温度为125～150°С，保温时间为两小时。
上述方案的优选方式是，所述垫块采用木质垫块。
进一步的是，将石墨块阳极组合成石墨组件后，通过夹具进行固定，并在浇铸完成、上层铁水结晶后再拆除所述的夹具。
进一步的是，在石墨组件上预留铸造收缩缝时，通过布置在相邻两块石墨阳极之间的收缩板确定，并在浇铸完成、上层铁水结晶后再抽出所述收缩板。
进一步的是，石墨组件通过顶子支撑固定在浇铸型腔中。
进一步的是，在石墨组件铸入段上设置保护层时，只在宽度方向的两端设置保护层。
上述方案的优选方式是，所述的保护层为粘贴在石墨组件两端的纤维布。
进一步的是，用于封密铸入段铸造收缩缝的封密材料为石墨布，通过水玻璃粘贴在铸入段石墨组件的铸造收缩缝处。
本发明的有益效果是：在将石墨块阳极铸入铸铁之前，先将要铸入的多块石墨块阳极组合到一起构成石墨组件，并在相邻石墨块阳极之间预留出铸造收缩缝，然后封闭铸入段石墨块阳极上的铸造收缩缝，并在铸入段石墨块阳极的外侧设置保护层，最后再将石墨组件的铸入段石墨块阳极固定到铸造型腔中进行浇铸，这样，当铁水冷却收缩时，石墨块阳极可以在预留的铸造收缩缝之间作小范围的移动，不会造成石墨块阳极之间的相互挤压，石墨块阳极便不会由于相互挤压而破碎，从而有效的提高石墨阳极的成品率，降低生产成本；而保护层可以有效的保护在浇筑过程中铁水对石墨块阳极的冲刷以及在铁水收缩过程中起缓冲作用，进一步的提高石墨阳极的成品率，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明电解氯化镁用石墨阳极的制造方法的示意图。
图中标记为：石墨块阳极1、铸入段11、铸造收缩缝2、收缩板21、浇铸型腔3、铸铁4、顶子5、纤维布6、石墨布7、夹具8。
具体实施方式
图1是本发明提供的一种成品率高、生产成本低的电解氯化镁用石墨阳极制造方法涉及到的结构示意。所述制造方法包括以下步骤，
1）将两块以上的石墨块阳极1沿宽度方向重叠的组合到一起，构成含有铸入段11的石墨组件，并在相邻两块石墨块阳极1之间预留铸造收缩缝2；
2）封闭石墨组件上铸入段11石墨块阳极1的铸造收缩缝2，并至少在铸入段11石墨块阳极1的外侧设置保护层；
3）将石墨组件上设置有保护层的铸入段11石墨块阳极1固定到浇铸型腔3中；
4）向浇铸型腔3中注入铁水将石墨组件的铸入段11石墨块阳极1铸入铸铁4中，待铁水结晶冷却后清除浇铸型腔3形成电解氯化镁用石墨阳极。
采用上述的制造方法以后，当铁水冷却收缩时，石墨块阳极1可以在预留的铸造收缩缝2之间作小范围的移动，不会造成石墨块阳极1之间的相互挤压，石墨块阳极1便不会由于相互挤压而破碎，从而有效的提高石墨阳极的成品率，降低生产成本；而保护层可以有效的保护在浇筑过程中铁水对石墨块阳极1的冲刷以及在铁水收缩过程中起缓冲作用，进一步的提高石墨阳极的成品率，降低生产成本。
石墨块阳极1的含水量越大，其性质越软、也越脆，当将其铸入铸铁中时，越容易在浇铸的先期破碎，为了减小浇铸先期石墨块阳极1的破碎率，在将多块石墨块阳极1重叠组合成石墨组件之前先对石墨块阳极1进行干燥，干燥时是按下述步骤进行的，先用垫块将各块石墨块阳极1间隔的垫好，然后再将石墨块阳极1置入加热炉中加热干燥并保温度。为了提高干燥效果，缩短干燥时间，最大限度的降低干燥成本，在加热炉中对石墨块阳极1进行加热干燥时的加热温度为125～150°С，保温时间为两小时；所述垫块采用木质垫块。
由于在石墨阳极的铸造过程中，需要将组合合格的石墨组件进行搬运和再次支撑固定到浇铸型腔3中，而且浇入浇铸型腔3中的铁水温度特别高，达到1270-1290°С，所以如果对组合合格的石墨组固定不可靠，在搬运和支撑固定时很容易变形或散裂，使后序的浇铸工作不能正常进行，或者出现大量的废品；如果密封铸造收缩缝2的材料和保护石墨块阳极1的材料不合格或选材不恰当，高温铁水便可能烧穿密封层进入铸造收缩缝2中、烧损保护层而直接冲刷石墨块阳极1，这样，在铁水收缩时便会使石墨块阳极1受到外力挤压而破碎，进而降低成品率。为了进一步的提高石墨阳极的成品率，在将石墨块阳极1组合成石墨组件后，通过夹具8进行固定，并在浇铸完成、上层铁水结晶后再拆除所述的夹具8；然后通过顶子5支撑固定到浇铸型腔3中；而且用于封密铸入段11铸造收缩缝2的封密材料为石墨布7，并且通过水玻璃粘贴到铸入段11石墨组件的铸造收缩缝2处；所述的保护层采用纤维布6粘贴到石墨组件的铸入段11石墨块阳极1的外侧。为了降低生产成本，根据铁水浇铸和收缩的性质，在石墨组件铸入段11上设置保护层时，只需在宽度方向的两端设置保护层即可。这样设置在石墨组件铸入段11石墨块阳极1上的石墨布6只需在石墨组件两端设置即可。
为了使铸造收缩缝2在石墨组件的搬运、固定支撑以及铁水表面结晶收缩过程中不会发生变化，在石墨组件上预留铸造收缩缝2时，通过布置在相邻两块石墨阳极1之间的收缩板21固定，并在浇铸完成、上层铁水结晶后再抽出所述收缩板21。
综上所述，采用上述的制造方法制造电解氯化镁用石墨阳极时，其成品率相当高，生产成本就相对的较低。
Claims (7)
1.电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，包括以下步骤，
1）将两块以上的石墨块阳极（1）沿宽度方向重叠的组合到一起，构成含有铸入段（11）的石墨组件，并在相邻两块石墨块阳极（1）之间预留铸造收缩缝（2），再通过布置在相邻两块石墨阳极（1）之间的收缩板（21），将所述的铸造收缩缝（2）固定，并在浇铸完成、上层铁水结晶后再抽出所述收缩板（21）；
2）封闭石墨组件上铸入段（11）石墨块阳极（1）的铸造收缩缝（2），并至少在铸入段（11）石墨块阳极（1）的宽度方向的两端外侧，通过粘贴的方式设置由纤维布（6）构成的保护层；
3）将石墨组件上设置有保护层的铸入段（11）石墨块阳极（1）固定到浇铸型腔（3）中；
4）向浇铸型腔（3）中注入铁水将石墨组件的铸入段（11）石墨块阳极（1）铸入铸铁（4）中，待铁水结晶冷却后清除浇铸型腔（3）形成电解氯化镁用石墨阳极。
2.根据权利要求1所述的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，其特征在于：在将多块石墨块阳极（1）重叠组合成石墨组件之前先对石墨块阳极（1）进行干燥，干燥时是按下述步骤进行的，先用垫块将各块石墨块阳极（1）间隔的垫好，然后再将石墨块阳极（1）置入加热炉中加热干燥并保温度。
3.根据权利要求2所述的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，其特征在于：在加热炉中对石墨块阳极（1）进行加热干燥时的加热温度为125～150°С，保温时间为两小时。
4.根据权利要求2所述的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，其特征在于：所述垫块采用木质垫块。
5.根据权利要求1所述的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，其特征在于：将石墨块阳极（1）组合成石墨组件后，通过夹具（8）进行固定，并在浇铸完成、上层铁水结晶后再拆除所述的夹具（8）。
6.根据权利要求1所述的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，其特征在于：石墨组件通过顶子（5）支撑固定在浇铸型腔（3）中。
7.根据权利要求1所述的电解氯化镁用石墨阳极的制造方法，其特征在于：用于封密铸入段（11）铸造收缩缝（2）的封密材料为石墨布（7），通过水玻璃粘贴在铸入段（11）石墨组件的铸造收缩缝（2）处。
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