CN114959556A - 一种熔渗剂、铝电解用阳极钢爪及其制备方法 - Google Patents

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CN114959556A CN202210691989.XA CN202210691989A CN114959556A CN 114959556 A CN114959556 A CN 114959556A CN 202210691989 A CN202210691989 A CN 202210691989A CN 114959556 A CN114959556 A CN 114959556A
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张旭贵
张亚楠
刘丹
王慧瑶
马军义
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Abstract

本发明提供了一种熔渗剂、铝电解用阳极钢爪及其制备方法,属于阳极钢爪防护技术领域,以质量分数计,所述熔渗剂包括以下组分:供铝剂5%~25%;催渗剂3%~12%;填充剂70%~80%。采用该熔渗剂对如阳极钢爪等金属制品表面进行熔渗处理,可在如阳极钢爪等金属制品表面形成合金防护层,该防护层均匀、致密,不会发生开裂的脱落的现象,能对如阳极钢爪等金属制品起到显著的抗氧化效果,提高如阳极钢爪等金属制品的使用寿命。

Description

一种熔渗剂、铝电解用阳极钢爪及其制备方法
技术领域
本申请涉及阳极钢爪防护技术领域,尤其涉及一种熔渗剂、铝电解用阳极钢爪及其制备方法。
背景技术
电解铝阳极由铝导杆、钢爪和预焙炭块三个部分组成,钢爪连着炭块和铝导杆,承担阳极的重量,且需要输送强大的电流。在铝电解生产过程中,阳极钢爪易受到电解质、极上料、空气和电解烟气的侵蚀,同时还承受热应力、电磁力和碰撞力的破坏,很容易受到高温的氧化和电解质的腐蚀。
目前,关于阳极钢爪的防护主要集中于涂层技术等,但现有如阳极钢爪等金属制品表面防护层容易出现开裂或脱落的现象。
发明内容
本申请实施例提供了一种熔渗剂、铝电解用阳极钢爪及其制备方法,以解决现有如阳极钢爪等金属制品表面防护层容易出现开裂或脱落的技术问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种熔渗剂,以质量分数计,所述熔渗剂包括以下组分:
供铝剂5%~25%;催渗剂3%~12%;填充剂70%~80%。
进一步地,所述供铝剂包括单质铝和含铝合金中的至少一种。
进一步地,所述催渗剂包括氯化物和氟化物中的至少一种。
进一步地,所述填充剂包括α~Al2O3和γ~Al2O3中的至少一种。
进一步地,所述供铝剂的粒度为100μm~200μm;所述填充剂的粒度为100μm~200μm。
进一步地,以质量分数计,所述熔渗剂还包括:活化剂≤2%;石墨粉≤5%。
进一步地,所述活化剂包括稀土氧化物。
第二方面,本申请实施例提供了一种铝电解用阳极钢爪,所述铝电解用阳极钢爪包括阳极钢爪本体以及附着于阳极钢爪本体表面的防护层;
所述防护层是通过第一方面所述的熔渗剂形成。
进一步地,所述防护层为铁铝合金层,所述铁铝合金层由外至内包括FeAl3相、Fe2Al5相、FeAl相、Fe3Al相和Al在α铁中的固溶体。
第三方面,本申请实施例提供了一种第二方面所述的铝电解用阳极钢爪的制备方法,所述制备方法包括:
将阳极钢爪表面进行预处理,得到预处理后的阳极钢爪;
采用第一方面所述的熔渗剂对预处理后的所述阳极钢爪表面进行熔渗处理,得到铝电解用阳极钢爪;
其中,所述熔渗处理的工艺参数包括:采用两段加热的加热方式;第一段加热的温度为300℃~400℃,时长为2h~4h;第二段加热的温度为700℃~900℃,时长为4h~8h。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请实施例提供了一种熔渗剂,该熔渗剂包括供铝剂、催渗剂、填充剂,采用该熔渗剂对如阳极钢爪等金属制品表面进行熔渗处理,可在如阳极钢爪等金属制品表面形成合金防护层,该防护层均匀、致密,不会发生开裂的脱落的现象,能对金属制品起到显著的抗氧化效果,提高金属制品的使用寿命。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种铝电解用阳极钢爪的制备方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的一种铝电解用阳极钢爪中防护层的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种铝电解用阳极钢爪中防护层的微观结构图;
其中,图2中:1-FeAl3相;2-Fe2Al5相;3-FeAl相;4-Fe3Al;5-Al在α铁中的固溶体;6-阳极钢爪本体。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
电解铝阳极由铝导杆、钢爪和预焙炭块三个部分组成,钢爪连着炭块和铝导杆,承担阳极的重量,且需要输送强大的电流。在铝电解生产过程中,阳极钢爪易受到电解质、极上料、空气和电解烟气的侵蚀,同时还承受热应力、电磁力和碰撞力的破坏,很容易受到高温的氧化和电解质的腐蚀。
目前,关于阳极钢爪的防护主要集中于涂层技术等,但现有如阳极钢爪等金属制品表面防护层容易出现开裂或脱落的现象。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种熔渗剂,以质量分数计,所述熔渗剂包括以下组分:
供铝剂5%~25%;催渗剂3%~12%;填充剂70%~80%。
本申请中,该熔渗剂包括供铝剂、催渗剂、填充剂,供铝剂的作用是提供扩散铝源;催渗剂的作用是提高扩散渗铝的速度;填充剂的作用是防止熔渗剂中各组分烧结硬化,使熔渗剂均匀分布。采用该熔渗剂对如阳极钢爪等金属制品表面进行熔渗处理,可在如阳极钢爪等金属制品表面形成合金防护层,该防护层均匀、致密,不会发生开裂的脱落的现象,能对金属制品起到显著的抗氧化效果,提高金属制品的使用寿命。
本申请中,当供铝剂中Al原子的含量达到既定范围时,随Al原子含量的增加,渗层厚度的增加量逐渐减缓,因为当生成的活性Al原子达到一定量浓度时,继续增加供铝剂含量,铝原子的利用率会下降,渗剂中Al原子含量并无法使渗铝层的厚度显著增长。因此供铝剂的含量控制为5%-25%。在一些具体实施例中,供铝剂的含量可为5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%。
本申请中,当催渗剂含量低于1%,基本没有明显的催渗效果;当催渗剂含量增加到3%时,渗铝层表面出现轻微的粘结现象,具有一定的催渗效果,但由于催渗剂含量过少,无法为渗铝反应提供充足的催化剂,导致反应末期大量的铝粉熔融粘结在钢爪表面;当催渗剂的含量超过12%时,渗铝表面出现严重的粘结现象,试样表面平整度下降,颗粒感增强,表面粗糙度下降,影响渗铝效果。因此催渗剂的含量控制为3%-12%。在一些具体实施例中,催渗剂的含量可为3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%。
本申请中,在一些具体实施例中,填充剂的含量可为70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述供铝剂包括单质铝和含铝合金中的至少一种。
本申请中,供铝剂的作用是提供扩散铝源,可采用单质铝和含铝合金中的至少一种作为供铝剂;其中,所述含铝合金包括铁铝合金、铜铝合金等;优选为铁铝合金。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述催渗剂包括氯化物和氟化物中的至少一种。
本申请中,催渗剂的作用是提高扩散渗铝的速度,可采用氯化物和氟化物中的至少一种作为催渗剂。
在一些具体的实施例中,所述氯化物可选自AlCl3、NHCl4、NaCl和其他适当的氯化物中的至少一种。采用上述氯化物作为催渗剂,可达到降低渗铝温度的效果,从而实现低温渗铝。
在一些具体的实施例中,所述氟化物可选自NaF、AlF3和其他适当的氟化物中的至少一种。采用上述氟化物的催渗剂活性高,同时会沉积在如阳极钢爪等金属制品表面,可增加阳极钢爪等金属制品的抗氟化效果;但在具体应用中,需要较高的反应的温度。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述填充剂包括α~Al2O3和γ~Al2O3中的至少一种。
本申请中,采用α~Al2O3和γ~Al2O3中的至少一种作为填充剂,可防止熔渗剂中各组分烧结硬化,使熔渗剂均匀分布。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述供铝剂的粒度为100μm~200μm;所述填充剂的粒度为100μm~200μm。
本申请中,控制供铝剂和填充剂的粒度均为100μm~200μm的作用是保证渗铝反应的有效进行。若粒度过小在熔渗过程中容易造成熔渗剂粘连在金属表面,影响产品的表面质量;粒度过大导致熔渗剂致密度下降,孔隙率增大,金属样品与空气接触几率增加,导致产品表面氧化。因此,本申请控制供铝剂和填充剂的粒度均为100μm~200μm。
在一些具体的实施例中,供铝剂的粒度可为100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm、200μm;填充剂的粒度可为100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm、200μm。
作为本发明实施例的一种实施方式,以质量分数计,所述熔渗剂还包括:活化剂≤2%;石墨粉≤5%。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述活化剂包括稀土氧化物。
本申请中,活化剂能提高渗层中活性铝原子的浓度,大幅降低扩散激活能,使渗速得到明显提高,有效起到促渗作用。
在一些具体实施例中,可采用稀土氧化物作为活化剂,稀土元素能提高渗层中活性铝原子的浓度,渗入稀土原子还会增大基体的位错密度,大幅降低扩散激活能,使渗速得到明显提高,有效起到促渗作用。采用稀土氧化物作为活化剂时,稀土元素含量低于2%时,稀土元素能起到细化渗层组织的作用;当稀土元素渗入量超过2%,渗层组织逐渐粗化,渗层的耐蚀性反而会随着稀土元素渗入量的增加有所降低。因此活性剂的含量优选为0.5%-2%,具体可为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%。
本申请中,稀土氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。在一些具体实施例中,稀土氧化物可选自如氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钇等。
本申请中,石墨粉的加入起到了一定的稀释作用,提高了渗剂的疏松性,不仅能改善了熔渗剂粘结的情况,也有利于如阳极钢爪等金属制品试样表面的气相沉积过程,提高了活性铝原子迁移到试样表面的速率。此外,石墨粉与残留氧气反应,避免了如阳极钢爪等金属制品试样表面被氧化,保护了如阳极钢爪等金属制品试样的表面活性。然而,石墨粉含量过大会导致铝化物层厚度减小,表面质量下降,这是由于渗剂过于蓬松使得各成分接触不充分,阻碍了气相沉积过程,从而进一步降低了渗铝效率。因此,石墨粉的对渗层厚度、表面质量均有较好的作用,配合如α~Al2O3和γ~Al2O3等填充剂联合使用,进一步提高熔渗剂利用率、渗铝效率和渗铝质量,同时避免了氧化铝粉因其自身比重大,蓬松性差导致的不利于活性铝原子的转移的问题。
在一些具体实施例中,石墨粉的用量优选为1-5%,具体可为1%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、5.0%。
第二方面,本申请实施例提供了一种铝电解用阳极钢爪,所述铝电解用阳极钢爪包括阳极钢爪本体以及附着于阳极钢爪本体表面的防护层;
所述防护层是通过第一方面所述的熔渗剂形成。
本申请中,上述阳极钢爪本体是指阳极钢爪的整体结构本身,包括常用的如平行三爪,四爪,立体四爪,六爪,八爪,双阳极钢爪等型号,也包括在常规阳极钢爪结构上进行适当改进后的阳极钢爪,如中国专利201910765229.7、中国专利202020904161.4等现有技术中报道的阳极钢爪。
本申请中,防护层是通过第一方面所述的熔渗剂形成,具体是可将第一方面所述的熔渗剂通过固体粉末扩散熔渗的方式在阳极钢爪表面形成防护层。
作为本发明实施例的一种实施方式,所述防护层为铁铝合金层,所述铁铝合金层由外至内包括FeAl3相、Fe2Al5相、FeAl相、Fe3Al相和Al在α铁中的固溶体。
本申请中,将第一方面所述的熔渗剂通过固体粉末扩散熔渗的方式在阳极钢爪表面形成铁铝合金层,Al元素可形成具有浓度梯度的保护结构,由外到内依次为FeAl3、Fe2Al5、FeAl、Fe3Al、Al在α铁中的固溶体,渗铝层(即铁铝合金层-防护层)厚度达0.1mm以上。
本申请中,铝电解用阳极钢爪表面的铁铝合金层,在电解温度900℃-950℃的条件下(即电解铝实际应用过程中),可原位生成氧化铝防护层,该防护层均匀、致密,不会发生开裂的脱落的现象,能有效起到抗氧化效果。上述表面原位生成的氧化铝防护层硬度达到VH0.05400-750,可提高阳极钢爪的耐磨性能,减少下料、换极等的操作对钢爪表面磨损。可将阳极钢爪的抗氧化性能提高10倍以上,同时使其具备优良的耐磨性能和抗氟化腐蚀的性能,能对阳极钢爪起到有效防护作用,并且不会对铝电解槽引入杂质元素。
在一些具体实施例中,当供铝剂成分为铝粉时,渗铝层(即铁铝合金层-防护层)的物相组成主要为Fe2Al5相、FeAl2相、FeAl3相;当供铝剂成分为铁铝合金粉时,渗铝层(即铁铝合金层-防护层)的物相组成主要为FeAl相和Al在α铁中的固溶体相。
第三方面,本申请实施例提供了一种第二方面所述的铝电解用阳极钢爪的制备方法,所述制备方法包括:
将阳极钢爪表面进行预处理,得到预处理后的阳极钢爪;
采用第一方面所述的熔渗剂对预处理后的所述阳极钢爪表面进行熔渗处理,得到铝电解用阳极钢爪;
其中,所述熔渗处理的工艺参数包括:采用两段加热的加热方式;第一段加热的温度为300℃~400℃,时长为2h~4h;第二段加热的温度为700℃~900℃,时长为4h~8h。
本申请中,阳极钢爪表面进行预处理的作用是保证阳极钢爪表面清洁,有利于后续的熔渗处理。在一些具体实施例中,可对阳极钢爪进行酸洗,去除表面除雾除锈,从而保证表面清洁。
本申请中,熔渗处理中采用两段加热的加热方式。第一段工艺条件为300-400℃保温2h-4h,这这由于如NH4Cl等催渗剂在340℃开始发生NH4Cl→NH3↑+HCl↑分解反应,当NH4Cl分解所产生NH3和HCl气体的含量增加到一定程度时,将会从渗灌封口处的空隙中逸出,导致渗灌内活化剂气相的浓度有所降低,当渗灌内外的气相达到平衡以后,将会有氧气从渗灌封口的空隙中进入内部与渗铝剂中的Al发生反应生成氧化物,所形成的氧化物会以黑色的氧化皮的形式粘附在试样的表面,因此此阶段让催化剂进行充分的分解排气,避免高温时渗铝剂的烧蚀和阳极钢爪的氧化。第二段工艺条件为700℃-900℃保温4h-8h,因为单质铝的熔点为660℃,考虑到熔化潜热,渗铝的最低温度为700℃,随温度的升高,铝原子的热扩散激活能随之增大,增强了原子的扩散移动能力,渗铝层的厚度随之增大,渗铝层的表面质量随之变好。渗铝温度超过900℃后,熔融的铝粉容易产生粘结现象,一方面导致活性铝原子生成困难,另一方面导致大量熔融铝原子在渗铝试样表面粘结,导致渗铝试样的质量降低。
在一些具体的实施例中,采用第一方面所述的熔渗剂对预处理后的所述阳极钢爪表面进行熔渗处理,得到铝电解用阳极钢爪,具体包括:
(1)将预处理后的阳极钢爪进行装箱密封;其中,阳极钢爪距箱底距离20~30mm,阳极钢爪与阳极钢爪距离10~20mm,阳极钢爪距箱盖距离30~50mm,最靠近箱体侧壁的阳极钢爪距箱体四周侧壁距离为10~20mm。距离过小,铝原子浓度降低渗层较薄;距离过大造成熔渗剂的浪费,效率降低,资源浪费;箱体周围采用高温耐火砖粉末和水玻璃混合物密封,防止空气氧化;箱体顶盖应设有排气管,以利于渗铝反应过程中气体的排出;
(2)加热扩散熔渗;将上述熔渗密封箱吊装入马弗炉内,进行加热扩散熔渗,采用两段加热的工艺条件,第一段300-400℃保温2h-4h,第二段700℃-900℃保温4h-8h,最后随炉冷却;
(3)开箱清理。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1-7及对比例1-2提供了一种铝电解用阳极钢爪,各例中铝电解用阳极钢爪的制备方法如图1所示,包括:
将阳极钢爪表面进行预处理,得到预处理后的阳极钢爪;
采用熔渗剂对预处理后的所述阳极钢爪表面进行熔渗处理,得到铝电解用阳极钢爪;
其中,以质量分数计,所述熔渗剂包括以下组分:
供铝剂5%~25%;催渗剂3%~12%;填充剂70%~80%;活化剂≤2%;石墨粉≤5%。
各例中铝电解用阳极钢爪的制备方法的具体操作步骤包括:
(1)对阳极钢爪进行酸洗,去除表面除雾除锈,保证表面清洁;
(2)配制熔渗剂;
(3)阳极钢爪的装箱密封;采用310S不锈钢材料制作成熔渗密封箱,并在熔渗密封箱顶部制作排气管道,排气管道用低熔点金属填充,加热时形成熔融金属密封,在熔渗密封箱底部均匀铺设一层熔渗剂,其厚度20~30mm(表2中简称为熔渗剂厚度)(即使得阳极钢爪距箱底距离20~30mm),将阳极钢爪放入熔渗密封箱中铺设好的熔渗剂上,装箱过程中,阳极钢爪与阳极钢爪距离10~20mm(表2中简称为阳极钢爪间距离),阳极钢爪距箱盖距离30~50mm(表2中简称为距箱盖距离),最靠近箱体侧壁的阳极钢爪距箱体四周侧壁距离为10~20mm(表2中简称为距侧壁距离);然后将熔渗剂填充入熔渗密封箱内,使其填实于整个熔渗密封箱并压实,最后盖上上盖,箱体周围高温耐火砖粉末和水玻璃混合物密封,防止空气氧化;
(4)加热扩散熔渗;将上述(3)中所得熔渗密封箱吊装入马弗炉内,进行加热扩散熔渗,采用两段加热的工艺条件,第一段300-400℃保温2h-4h,第二段700℃-900℃保温4h-8h,最后随炉冷却;
(5)开箱清理;待温度降至室温后,打开渗铝箱盖,取出阳极钢爪,将熔渗后阳极钢爪表面粘附的熔渗剂用毛刷清理干净,即可得到铝电解用抗氧化阳极钢爪;
其中,各例中熔渗剂的具体成分及含量见表1,其中,供铝剂的粒度为100μm~200μm,填充剂的粒度为100μm~200μm;各例中具体工艺参数见表2。
表1各例中熔渗剂的具体成分及含量
Figure BDA0003700341180000081
Figure BDA0003700341180000091
表2各例中具体工艺参数
Figure BDA0003700341180000092
Figure BDA0003700341180000101
测试例
本例对实施例1-7和对比例1-2所得铝电解用阳极钢爪以及不含有防护层的铝电解用阳极钢爪作为对比例3进行性能测试,测试结果如表3所示。
测试方法:(1)阳极钢爪表面硬度测试:采用显微硬度测量仪(型号为ANTONPAARMTH-10)测试实施例1-7和对比例1-3所得铝电解用阳极钢爪的显微硬度。(2)阳极钢爪抗氧化性测试:将实施例1-7和对比例1-3所得铝电解用阳极钢爪于950℃温度下,进行空气氧化10h,记录铝电解用阳极钢爪测试前后的重量m1(测试前重量)和重量m2(测试后重量),计算氧化失重率(%):氧化失重率(%)=(m1-m2)/m1*100%。
表3各例性能测试结果
编号 防护层厚度 表面硬度 氧化失重率
实施例1 0.10mm VH<sub>0.05</sub>670 0.03%
实施例2 0.10mm VH<sub>0.05</sub>710 0.04%
实施例3 0.11mm VH<sub>0.05</sub>620 0.02%
实施例4 0.10mm VH<sub>0.05</sub>550 0.03%
实施例5 0.12mm VH<sub>0.05</sub>580 0.02%
实施例6 0.14mm VH<sub>0.05</sub>590 0.05%
实施例7 0.12mm VH<sub>0.05</sub>680 0.03%
对比例1 0.06mm VH<sub>0.05</sub>280 0.24%
对比例2 0.02mm VH<sub>0.05</sub>220 0.58%
对比例3 0mm VH<sub>0.05</sub>120 1.60%
实施例4所得铝电解用阳极钢爪表面的防护层的有效厚度0.1mm,在阳极钢爪表面形成铁铝合金层作为防护层,该防护层的结构示意图如图2所示,该防护层的微观结构图(显微图)如图3所示。Al元素可形成具有浓度梯度的保护结构,由外到内依次为1-FeAl3相、2-Fe2Al5相、3-FeAl相、4-Fe3Al和5-Al在α铁中的固溶体,6-阳极钢爪本体。
综上所述,本发明至少具有以下有益效果:
(1)本发明提供的铝电解用抗氧化阳极钢爪及其制备方法,采用所述熔渗剂对阳极钢爪表面进行熔渗处理,在阳极钢爪形成铁铝合金层,并通过调整熔渗剂的成分,Al元素可形成具有浓度梯度的保护结构,Al元素由外到内浓度逐渐递减,由外到内依次为FeAl3—Fe2Al5—FeAl—Fe3Al—Al在α铁中的固溶体,渗层厚度达0.1mm以上。
(2)本发明提供的铝电解用抗氧化阳极钢爪,在电解温度900℃-950℃的条件下,可原位生成氧化铝防护层,该防护层均匀、致密,不会发生开裂的脱落的现象,能有效起到抗氧化效果。
(2)本发明提供的铝电解用抗氧化阳极钢爪,表面原位生成的氧化铝防护层硬度达到VH0.05400-750,可提高阳极钢爪的耐磨性能,减少下料、换极等的操作对钢爪表面磨损。
(4)本发明提供的铝电解用抗氧化阳极钢爪,可将阳极钢爪的抗氧化性能提高10倍以上,同时使其具备优良的耐磨性能和抗氟化腐蚀的性能,能对阳极钢爪起到有效防护作用,并且不会对铝电解槽引入杂质元素。
(5)本发明操作简单,成本低廉,易于工业化进行,对铝电解行业节约钢材用材、降低生产成本有着积极的意义。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种熔渗剂,其特征在于,以质量分数计,所述熔渗剂包括以下组分:
供铝剂5%~25%;催渗剂3%~12%;填充剂70%~80%。
2.根据权利要求1所述的熔渗剂,其特征在于,所述供铝剂包括单质铝和含铝合金中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的熔渗剂,其特征在于,所述催渗剂包括氯化物和氟化物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的熔渗剂,其特征在于,所述填充剂包括α~Al2O3和γ~Al2O3中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的熔渗剂,其特征在于,所述供铝剂的粒度为100μm~200μm;所述填充剂的粒度为100μm~200μm。
6.根据权利要求1~5任一项所述的熔渗剂,其特征在于,以质量分数计,所述熔渗剂还包括:活化剂≤2%;石墨粉≤5%。
7.根据权利要求6所述的熔渗剂,其特征在于,所述活化剂包括稀土氧化物。
8.一种铝电解用阳极钢爪,其特征在于,所述铝电解用阳极钢爪包括阳极钢爪本体以及附着于阳极钢爪本体表面的防护层;
所述防护层是通过权利要求1~7任一项所述的熔渗剂形成。
9.根据权利要求8所述的铝电解用阳极钢爪,其特征在于,所述防护层为铁铝合金层,所述铁铝合金层由外至内包括FeAl3相、Fe2Al5相、FeAl相、Fe3Al相和Al在α铁中的固溶体。
10.一种权利要求8或9所述的铝电解用阳极钢爪的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将阳极钢爪表面进行预处理,得到预处理后的阳极钢爪;
采用权利要求1~7任一项所述的熔渗剂对预处理后的所述阳极钢爪表面进行熔渗处理,得到铝电解用阳极钢爪;
其中,所述熔渗处理的工艺参数包括:采用两段加热的加热方式;第一段加热的温度为300℃~400℃,时长为2h~4h;第二段加热的温度为700℃~900℃,时长为4h~8h。
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