CN102822392A - 精炼铝用阴极碳块及其制造方法 - Google Patents

精炼铝用阴极碳块及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明为了改善铝电解炉的能效，提供电阻率低、热传导性高的精炼铝用阴极碳块及其制造方法。提供与铝熔液的润湿性也改善，且使电解浴所致的电化学腐蚀的速度降低，可实现长寿命的精炼铝用阴极碳块及其制造方法。在混合工序中，以碳化原料64～97％和碳化钛3～36％的混合比率进行混合。这时，在粒径1mm以下的原料组成中，将碳化钛比率设为5～100％。在捏合、成型工序中，在经过了混合工序的混合物中添加有机粘合剂并进行捏合、成型。在烧成工序中烧成成型体。在石墨化处理工序中，将经过烧成工序烧成的烧成体在2400～3000℃进行石墨化处理。

Description

精炼铝用阴极碳块及其制造方法
技术领域
本发明涉及在精炼铝用电解炉的阴极中使用的阴极碳块及其制造方法。
背景技术
在精炼铝用电解炉（铝电解炉）的阴极中使用碳块（阴极碳块）。该阴极碳块为构成铝电解炉的炉底的重要的衬底材料，但承担作为阴极的作用、通过阴极而供给的电力，向铝电解炉中的电解浴中供给电子，将铝离子还原为金属铝。
作为现有的阴极碳块的制造方法，有如下方法：在对焙烧无烟煤或人造石墨或者由这些的混合物构成的碳质原料进行了粒度调整的混合物中添加有机粘合剂，进行捏合、成型，在非氧化气氛中在约1000℃进行烧成的方法。但是，在该方法中，存在如下问题：阴极碳块在铝电解炉作业中，因热应力及Na浸入导致的膨润等而产生裂缝，引起损伤劣化，由于这些原因而导致铝电解炉的停止。
于是，为了解决这些问题，已知有在对煅烧焦炭进行了粒度调整的混合物中添加有机粘合剂，进行捏合、成型，在非氧化气氛中进行烧成之后，以2000℃以上的温度进行石墨化处理而获得阴极碳块的方法（例如，参照专利文献1）。用该方法得到的阴极碳块对于热应力及Na浸入显示优异的抵抗性等，因此消除了阴极碳块的裂缝产生及损伤劣化而导致的铝电解炉的停止。该石墨化处理的阴极碳块的电阻率低，可进行大电流作业，因此，在近年来的大型的铝电解炉中，该阴极碳块的使用成为主流。
该石墨化处理的阴极碳块为具有优异的特性的材料，但在近年的铝电解炉进一步大型化的趋势、或对全球变暖对策的意识提高的背景下，要求铝生产的节能化，更希望低电阻率、高热导率的阴极碳块。
另一方面，阴极碳块为构成铝电解炉的炉底的重要的衬底材料，但在作业中受到电解浴所致的物理腐蚀、电化学腐蚀而消耗。消耗原因之一的电化学腐蚀是由于Al4C3的生成、溶解而进行的现象。该反应为碳和铝的化学反应，因此，只要铝电解炉的阴极使用碳块，就不能避免。
作为精炼铝用阴极，自古以来就显示优异的电传导度，且作为对于铝熔液的溶解度低的材料，已知有在TiC和TiB2的混合物中，添加相对于TiC为10重量％的TiB2的方法（例如，参照专利文献2）。在该引用文献2中，公开有对于970℃的铝熔液的溶解度降低到约1/3，考虑作为阴极用材质的成本和性能（寿命）的平衡时，适宜用75～95％TiC，5～25％TiB2的混合物。
另外，为了改善阴极碳块和铝熔液的润湿性，防止铝电解浴所致的电化学腐蚀，已知有在阴极碳块中混入如上所述的耐火硬物质（Refractory Hard Subs tances：TiB2、TiC等硼化物、碳化物）的方法（例如，参照引用文献3）。在该专利文献3中公开有一种建议使用含有耐火硬物质的阴极碳块，且使阴极电极带有倾斜的铝电解炉的构造，将阴极电极的上部堆积的铝熔液回收在设于铝电解炉的底部的漏极上的所谓漏-阴极。
如上所述，具有特别优异的电传导度，向金属及电解浴的溶解度极低的TiB2，在非消耗电极的研究开发中起着重要的作用。但是，由于作为原料的TiB2粉末必须是将氧等杂质的含量抑制在较低的含量的高纯度的原料，且价格很贵，因此，成为妨碍非消耗电极的实用化的重要原因。
于是，近年来，为了削减TiB2的使用量，制成改善了与金属的润湿性的阴极碳块，正在开发在阴极碳块的表面涂敷TiB2的技术等（例如，参照专利文献4）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开昭52－119615号公报
专利文献2:美国专利第3028324号
专利文献3:美国专利第3400061号
专利文献4:特表2001－518978号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献4的发明中，TiB2涂敷层与阴极碳块的热膨胀系数不同，且耐热冲击性差，因此，存在在与阴极碳块的界面等产生龟裂、或容易从阴极碳块剥落的缺点。这样在阴极碳块的表面设置涂敷层的技术，其效果仅限于涂敷层健全的部分或健全的期间，不能获得充分的持续的效果。另外，为了进行涂敷，需要等离子热喷涂等工序，从经济的观点考虑，在商业规模中的采用、实用化方面也遗留有课题。于是，希望开发长期确保与铝熔液的润湿性，并且可防止电化学腐蚀的实用的阴极碳块。
本发明是为解决以上的课题而发明的，其目的在于，为了改善铝电解炉的能效，提供电阻率低、热传导性高的精炼铝用阴极碳块及其制造方法。另外，其目的在于，提供与铝熔液的润湿性也改善，且使电解浴所致的电化学腐蚀的速度降低，可实现长寿命的精炼铝用阴极碳块及其制造方法。
用于解决课题的手段
为实现所述的目的，本发明提供精炼铝用阴极碳块，其特征在于，以质量％计，设定包含煅烧焦炭、石墨或这些的混合物的碳原料64～97％、碳化钛3～36％的混合比率，超过粒径1mm的碳原料彼此的空隙由粒径1mm以下的原料填充，在粒径1mm以下的原料组成中碳化钛比率为5～100％。
另外，碳化钛的平均粒径设定为1mm以下的精炼铝用阴极碳块也是本发明的一种方式。
另外，本发明提供精炼铝用阴极碳块的制造方法，其特征在于，以质量％计，设定包含煅烧焦炭、石墨或这些的混合物的碳原料64～97％、碳化钛3～36％的混合比率，在以在粒径1mm以下的原料组成中碳化钛比率为5～100％的方式进行了粒度调整的混合物中，添加有机粘合剂，进行捏合、成型，在非氧化气氛中进行烧成后，实施石墨化处理，获得碳块。
另外，石墨化处理的温度设定为2400～3000℃的精炼铝用阴极碳块的制造方法也是本发明的一种方式。
发明效果
根据本发明，能够提供具备低电阻率、高热导率的特性的精炼铝用阴极碳块及其制造方法，能够改善铝的制造中的能效。另外，通过与铝熔液容易润湿的精炼铝用阴极碳块及其制造方法，能够提高精炼铝的电流效率，延长铝电解炉的寿命。
附图说明
图1是腐蚀试验的小型实验装置概略图；
图2是表示粒径1mm以下的原料组成的碳原料和碳化钛的混合物的碳化钛比率与腐蚀速度的关系的曲线图；
图3是表示阴极碳块中的碳化钛含量为0％和15％时的处理温度与电阻率的关系的曲线图。
具体实施方式
［1.制造工序］
本实施方式的阴极碳块的制造方法具有如下的各工序。
（1）将碳原料和碳化钛进行混合的混合工序。
（2）将经过了混合工序的混合物和有机粘合剂进行捏合，成型其捏合物的捏合、成型工序。
（3）在非氧化气氛中烧成所成型的成型体的烧成工序。
（4）将经过烧成工序所烧成的烧成体进行石墨化处理的石墨化处理工序。
以下，对各工序具体地进行说明。
（1）混合工序
在混合工序中，以碳化原料64～97％和碳化钛3～36％的混合比率进行混合。这时，在粒径1mm以下的原料组成中，设定碳化钛比率为5～100％。
〔碳原料〕
作为碳原料，使用粉碎且进行了粒度调整的煅烧焦炭、石墨或这些的混合物。作为该煅烧焦炭，可以将石油系煅烧焦炭、煤炭系煅烧焦炭等单独一种或混合二种以上使用。另外，作为石墨可以使用天然石墨、人造石墨等。
〔碳化钛〕
在碳化钛中，除了TiC之外有时也含有微量的碳氮化钛及氧化钛、碳等。这些物质是在制造碳化钛时利用炉的气氛及温度而在制造过程中副生的物质或作为未反应成分残留的物质。因此，在本发明中，所谓碳化钛实质上是指包含TiC的粉末状或块状的物质，但也包含碳氮化钛、氧化钛及碳等不可避免的杂质。
〔碳化钛的平均粒径（1mm以下）〕
碳化钛在阴极碳块的石墨化处理时，作为催化剂发挥作用，促进碳原料的石墨化，同时，具有改善铝电解炉的阴极碳块和铝熔液的润湿性、降低阴极碳块的腐蚀速度、延长铝电解炉的寿命的效果。当然，平均粒径超过1mm的碳化钛在阴极碳块制造的石墨化中，作为催化剂的作用效果降低，并且，铝电解炉中的阴极碳块的腐蚀速度降低效果变小。欲使用大于1mm的碳化钛获得腐蚀速度降低效果时，需要必要以上的碳化钛的量，因此，不经济。因此，优选碳化钛的平均粒径小的原料。但是，碳化钛的平均粒径不足1μm时，碳化钛的采购成本过高，不经济。因此，优选的碳化钛的平均粒径为1μm～1mm范围。更优选的碳化钛的平均粒径为7μm～50μm范围。另外，这里所说的平均粒径是指D50。
〔碳化钛的添加量（3～36质量％）：石墨化促进效果〕
通过在阴极碳块中添加3～36质量％的碳化钛，在石墨化处理时利用碳化钛的催化剂效果促进碳的石墨化，能够制造电阻率低的阴极碳块。另外，由于碳化钛的添加，能够使石墨化处理温度降低，可降低石墨化中必要的成本，提高了生产性。即使含有超过36质量％的碳化钛，也难以获得其以上的催化剂效果，并且碳材料的混合比率减少，因此阴极碳块的热特性、机械特性有可能变差。因此，本发明的阴极碳块中的碳化钛的混合比率优选3～36质量％。另外，在考虑原料费等经济性时，优选碳化钛的混合比率为3～10质量％，更优选碳化钛的混合比率为3～5质量％。
〔碳化钛的添加量（3～36质量％）：腐蚀速度降低效果〕
通过在阴极碳块中添加3～36质量％的碳化钛，在精炼铝时，能够改善阴极碳块和铝熔液的润湿性。为了谋求润湿性的改善、实现长寿命化，希望添加相对于阴极碳为10质量％以上的碳化钛。另外，由于即使添加超过36质量％的碳化钛，也难以获得其以上的腐蚀速度降低效果，并且碳材料的混合比率减少，因此，阴极碳块的热特性、机械特性有可能变差。因此，本发明的阴极碳块中的碳化钛的混合比率，在腐蚀速度降低效果方面也优选3～36％质量的范围。另外，还考虑阴极碳块的实质上的寿命延长，优选碳化钛的混合比率为10～30质量％。
〔粒度调整：粒径1mm以下的原料组成中的碳原料和碳化钛的混合物的碳化钛比率（5～100质量％）〕
优选的是，在粒径1mm以下的原料组成中，以碳原料和碳化钛的混合物的碳化钛比率成为5～100质量％的方式进行粒度调整。比较微细的粒子即碳化钛（粒径0.001～0.030mm）与粒径1mm以下的碳原料一起包围在阴极碳块中的超过1mm的碳原料的粒子的周围，构成微细组织。通过以使该微细组织中的碳化钛混合比率成为5～100质量％的方式进行调整，能够改善与铝熔液的润湿性。微细的粒子即碳化钛为构成该微细组织的主要原料。
在粒径1mm以下的碳原料和碳化钛的混合物中的碳化钛比率不足5质量％时，不能改善微细组织本身与铝熔液的润湿性。因此，在本发明中，优选的是，以在粒径1mm以下的原料组成中的碳原料和碳化钛的混合物中的碳化钛比率成为5～100质量％的方式进行粒度调整。另外，还考虑阴极碳块的实质上的寿命延长，在粒径1mm以下的原料组成中，进一步优选以碳原料和碳化钛的混合物中的碳化钛比率成为20～55质量％的方式进行粒度调整。
（2）捏合、成型工序
在捏合工序中，在经过了混合工序的混合物中添加有机粘合剂进行捏合。作为该有机粘合剂，可以使用将在碳材料的制造中常用的焦油沥青、焦油或树脂等一种单独或二种以上混合而成的粘合剂。作为捏合方法没有特别的限定，例如使用捏和机，通常在120～150℃温度下进行。作为成型方法没有特别的限定，可以采用挤压成型或模制成型、或振动成型。成型体的大小及形状只要根据使用的铝电解炉的形式决定即可。
要获得良好的成型体，必须可使粘合剂与碳原料良好地混合，进行均匀填充，且可在适当的压力下成型。另外，即使烧成前的成型体也要求一定程度的强度，所以粘合剂也要求发挥作为粘合剂的功效。若该粘合剂量过少，粘接或成型时的填充变得不充分，另外，若该粘合剂量过大，烧成时产生变形，且在组织内空隙增加。有机粘合剂的使用量根据原料和粘合剂的性状来决定最佳值，但通常，作为对于上述的混合物的比例，10～30重量％范围为适量。
（3）烧成工序
在烧成工序中，在非氧化气氛中烧成经过了捏合、成型工序的成型体。烧成是使粘合剂碳化并与碳原料一体化的工序，只要是800～1300℃的温度就可充分碳化。因此，烧成只要在非氧化气氛下设定为800～1300℃温度即可，作为非氧化气氛，在焦炭屑中、真空容器中或N2及Ar等惰性气体气氛中实施即可。
（4）石墨化处理工序
在石墨化处理工序中，对烧成的烧成体进行石墨化处理。石墨化是在石墨化炉中以2400～3000℃温度进行。对于石墨化炉没有特别的限定，但作为有代表性的石墨化炉，有间接通电方式（艾奇逊电炉）及直接通电方式（LWG炉）。
〔石墨化处理温度（2400～3000℃）〕
为了能够对原料即煅烧焦炭进行石墨化，制造低电阻率、高热传导性的阴极碳块，石墨化处理温度需要2400℃以上。这是伴随相变的热力学要求。在不足2400℃的石墨化处理温度时，石墨化不进行，不能获得低电阻率、高热传导性的阴极碳块。在超过3000℃的石墨化处理温度时，施加必要以上的热量及电量，有可能促进石墨化处理炉的陈旧化，进而带来成本增大。因此，优选石墨化处理温度为2400～3000℃的范围。更优选石墨化处理温度为2600～3000℃范围，进一步优选石墨化处理温度为2800～3000℃范围。
〔热导率（115W/(m·K)以上）〕
优选通过如以上的制造方法制造的阴极碳块的热导率为115W/(m·K)以上。更优选为120W/(m·K)以上的热导率。进一步优选130W/(m·K)以上的热导率。
〔电阻率（11μΩm以下）〕
另外，优选阴极碳块的电阻值为11μΩm以下。更优选10μΩm以下的电阻值，进一步优选9μΩm以下的电阻值。
［2.碳块的作用效果］
通过以上的制造工艺制造的碳块，在碳材料的石墨化中，碳化钛作为催化剂发挥作用。通过制成以碳材料为主原料、作为催化剂添加了适当粒径的碳化钛的阴极碳块，能够促进高温的石墨化处理中的碳材料的石墨化。由此，可提供低电阻率且高热导率的阴极碳块，能够提高铝电解炉作业的能效，并且，可适当地保持铝电解炉的热平衡。即，通过以该碳材料为主原料并添加碳化钛，即使在石墨化处理温度比较低的情况下，也能够获得低电阻率、高热传导性的阴极碳块。
另外，在利用上述的制造工工艺制造的碳块中，使阴极碳块中含有容易与铝熔液濡湿的碳化钛，使阴极碳块表面容易被铝熔液覆盖。由此，在铝电解炉中使腐蚀速度降低。因为该电化学腐蚀速度依存于Al4C3的生成速度和溶解速度，所以只要能够降低Al4C3的溶解速度，就能够使腐蚀速度降低。即，Al4C3相对于铝熔液的溶解度远远小于其相对于电解浴的溶解度，因此，只要在阴极碳块表面生成的Al4C3与铝熔液接触，其溶解速度就变小，只要与电解浴接触，溶解速度就变大。
在实际的铝电解炉中，阴极碳块比铝熔液更容易与电解浴润湿，因此，在阴极碳块的表面不时存在电解浴。即，在实际炉中生成的Al4C3被暴露在溶解速度大的状态。除了电化学腐蚀的速度大的缺点之外，碳材料为热、电、机械特性优异、化学性稳定、资源也容易利用的原料。通过将该碳材料作为主原料，并添加碳化钛，不仅能够维持碳材料的特征，而且能够降低铝电解炉作业中的阴极碳块的腐蚀速度。根据本发明，虽然不能使腐蚀导致的阴极碳块的消耗为零，但因为碳化钛分散于阴极碳块整体中，因此具有持续性的腐蚀速度降低效果。
实施例
下面，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于以下的实施例，只要不超出其宗旨即可。各特性比较的评价方法如下所示。
［评价方法］
(1)阴极碳块的电阻率：依据JIS R 7202-1979“凯尔文复式电桥法”。
(2)阴极碳块的热导率：依据碳素协会标准JCAS-19“科尔劳施法”。
(3)阴极碳块的腐蚀速度：
腐蚀速度采用了在小型的实验装置中评价实际上实施了溶融盐电解后的试样容积变化的试验方法。图1是进行阴极碳块的腐蚀速度的评价试验的装置。符号1为在内部加入了溶融的电解浴2的石墨坩埚，在石墨坩埚1中，将经由适配器4与阴极侧的导电棒3连接的试验片5浸渍于熔融的电解浴2。石墨坩埚1由不锈钢制的外轮廓6支承，在外轮廓6上连接有阳极侧的导电棒7。
在评价试样容积变化的试验中，将试验片5作为阴极、将石墨坩埚3作为阳极且在80A的电流下进行电解。电解实施48小时，之后取出试样，进行冷却。腐蚀速度从电解前后的试样容积变化求得。该试验方法与通常的铝电解炉不同，阴极变为在电解浴中垂吊的形态，因此，试样和电解浴非常容易接触且作为阴极碳块成为暴露在非常严酷条件下的状态，作为腐蚀速度比用于实际的铝电解炉的情况更快。
［第一特性比较（碳化钛的添加量的比较）］
［实施例1～7及比较例1～3］
在第一特性比较的实施例1～7及比较例1～3中，改变与碳原料混合的碳化钛的添加量，制造阴极碳块，进行碳化钛含量不同的碳块的特性比较。作为在本特性比较中使用的碳原料，混合使用了石碳系煅烧焦炭和人造石墨。
在实施例1～7及比较例1～3中，按照表1所示的配合，相对于碳原料及碳化钛的合计，作为有机粘合剂外加焦油沥青，添加19％并进行捏合，以成型压力20MPa模制成型，得到约110×65×230mm的成型体。另外，将该成型体埋没在焦炭屑中，在非氧化气氛下以1000℃的温度进行烧成，用间接通电方式（艾奇逊电炉）石墨化炉，在2800℃实施了石墨化处理。表1表示对得到的阴极碳块进行电阻率、热导率、腐蚀试验的结果。
[表1]
Figure BDA00002185726100101
从表1可知，不含碳化钛的比较例1和碳化钛含量2％的比较例2的电阻率及热导率是同等的。与此相对，在实施例1～实施例7中，碳化钛的含量越增加，越成为低电阻率、高热导率，显示优异的电特性、热特性。
另外，在实施例1～7中，碳化钛的含量（粒径1mm以下的原料组成中的碳化钛混合比率）越增加，腐蚀速度越降低，显示优异的耐腐蚀性。在后述的第二特性比较的碳化钛的含量为36％（粒径1mm以下的原料组成的碳化钛混合比率为55％）的实施例11中，腐蚀速度充分降低。
相对于此，在碳化钛的含量为2％（粒径1mm以下的原料组成中的碳化钛混合比率为4％）的比较例2中，电阻率的降低及热导率的增加不充分，另外，腐蚀速度也未充分降低。比较例3使用的碳化钛的粒径为1mm以上，因此，腐蚀速度未充分降低。
由以上可知，通过在碳原料中添加3～36质量％的碳化钛，能够提供腐蚀速度降低，具有优异的耐腐蚀性的阴极碳块及其制造方法。
［第二特性比较（粒径1mm以下的原料组成中的碳化钛混合比率的比较）］
［实施例8～11及比较例4］
在第二特性比较的实施例8～11及比较例4中，改变粒径1mm以下的原料组成中的碳化钛混合比率，制造阴极碳块，进行其混合比率不同的阴极碳块的特性比较。作为本特性比较中使用的碳原料，在实施例8及比较例4中使用了石油系煅烧焦炭和人造石墨，在实施例9～11中使用了煤炭系煅烧焦炭和人造石墨。
在第二特性比较的实施例8～11及比较例4中，按照表2所示的配合，相对于碳原料及碳化钛的合计，作为有机粘合剂外加焦油沥青，添加17～20％并进行捏合，通过挤压成型得到约700×600×3600mm的成型体。另外，将该成型体在铅锤式的连续烧成炉中在非氧化气氛中以1250℃的温度进行烧成，用间接通电方式（艾奇逊电炉）石墨化炉在2800℃实施了石墨化处理，对得到的阴极碳块进行腐蚀试验的结果也示于表2。
[表2]
Figure BDA00002185726100121
从表2可知，不含碳化钛的比较例4的腐蚀速度快。与此相对，在粒径1mm以下的原料组成中，在将碳化钛比率设定为11～55％的实施例8～实施例11中，碳化钛的含量（粒径1mm以下的原料组成的碳化钛混合比率）越增加，腐蚀速度越降低，显示优异的耐腐蚀性。
另外，根据表1和表2的结果，能够描绘图2所示的曲线。图2是表示粒径1mm以下的原料组成中的碳原料和碳化钛的混合物的碳化钛比率和腐蚀速度的关系的曲线。从图2可知，随着粒径1mm以下的原料组成中的碳原料和碳化钛的混合物的碳化钛比率（％）的增加，腐蚀速度降低。即，碳化钛比率为5％以上时，腐蚀速度的降低效果得到充分发挥，另外，在碳化钛比率为55％以上的情况下，同样也能够获得腐蚀速度降低效果。在粒径1mm以下的碳原料和碳化钛的混合物中的碳化钛比率不足5质量％时，不能改善微细组织本身与铝熔液的润湿性，因此，不能充分发挥腐蚀速度的降低效果。
如上所述，通过将粒径1mm以下的原料组成的碳化钛比率设定为5～100％，能够提供腐蚀速度降低，具有优异的耐腐蚀性的阴极碳块及其制造方法。
［第三特性比较（石墨化处理温度的比较）］
在第三特性比较中，作为实施例12～14及比较例5～11，改变石墨化处理工序的处理温度，制造阴极碳块，进行石墨化处理温度不同的碳块的特性比较。作为在本特性比较中使用的碳原料使用了煤炭系煅烧焦炭。
在实施例12～14及比较例5～11中，按照表3所示的配合，用后述的制造工艺可获得碳化钛含量不同的阴极碳块。作为制造工艺，相对于碳原料及碳化钛的合计，作为有机粘合剂外加焦油沥青，添加18％进行捏合，在成型压力20MPa下模制成型，获得约100φ×130mm的成型体。另外，将该成型体埋没于焦炭屑中，在非氧化气氛、1000℃的温度进行烧成，在间接通电方式（艾奇逊电炉）石墨化炉中，改变温度实施石墨化处理。表3表示测定得到的阴极碳块的电阻率的结果。另外，图3是表示阴极碳中的碳化钛含量为0％和15％时的处理温度和电阻率的关系的曲线图。
[表3]
Figure BDA00002185726100131
从表3及图3判明，在未添加碳化钛的比较例5～9及添加了15质量％的碳化钛的实施例12～实施例14中，在石墨化处理温度超过2400℃时显示出碳化钛的催化剂效果。另外，对实施例12～14和比较例7～9进行比较后可知，在石墨化处理温度超过2400℃时，与没有碳化钛的情况相比，电阻率的降低变大。
由以上判明，通过将阴极碳块的石墨化处理温度设定为2400℃以上，可进行作为原料的煅烧焦炭的石墨化，电阻率降低。另外，在超过3000℃的石墨化处理温度时，有可能使热量及电量增加至必要以上，并且促进石墨化处理炉的陈旧化而导致成本增大。因此，通过添加碳化钛，将石墨化处理温度设定为2400～3000℃，能够提供低电阻率、高热传导性的阴极碳块及其制造方法。
符号说明
1:石墨坩埚
2:电解浴
3:阴极导电棒
4:适配器
5:试验片
6:电解槽外轮廓
7:阳极导电棒

Claims (7)

1.精炼铝用阴极碳块，其特征在于，以质量％计，设定包含煅烧焦炭、石墨或这些的混合物的碳原料64～97％、碳化钛3～36％的混合比率，超过粒径1mm的碳原料彼此的空隙由粒径1mm以下的原料填充，在粒径1mm以下的原料组成中，碳化钛比率为5～100％。
2.如权利要求1所述的精炼铝用阴极碳块，其特征在于，所述碳化钛的平均粒径为1mm以下。
3.如权利要求1或权利要求2所述的精炼铝用阴极碳块，其特征在于，热导率为115W/(m·K)以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的精炼铝用阴极碳块，其特征在于，电阻率为11μΩm以下。
5.精炼铝用阴极碳块的制造方法，其特征在于，以质量％计，设定包含煅烧焦炭、石墨或这些的混合物的碳原料64～97％、碳化钛3～36％的混合比率，在以在粒径1mm以下的原料组成中碳化钛比率为5～100％的方式进行了粒度调整的混合物中，添加有机粘合剂，进行捏合、成型，在非氧化气氛中进行烧成后，实施石墨化处理，获得碳块。
6.如权利要求5所述的精炼铝用阴极碳块的制造方法，其特征在于，所述碳化钛的平均粒径为1mm以下。
7.如权利要求5或权利要求6所述的精炼铝用阴极碳块的制造方法，其特征在于，所述石墨化处理的温度为2400～3000℃。
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