[发明专利]一种适合磷生铁浇铸的阴极炭块及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阴极炭块技术领域，特别是涉及一种适合磷生铁浇铸的阴极炭 块及其制备方法。

背景技术

随着铝电解槽施工技术的不断进步，电解槽内衬阴极炭块采用磷生铁浇铸 技术应运而生，根据试验技术数据分析，磷生铁浇铸技术可降低钢棒炭块的接 触压降50mv--80mv，有明显的节能效果，铝吨耗电可降160kwh，阴极炭块钢 棒磷生铁浇铸将成为今后国内铝电解槽发展的趋势，对铝企的长期发展有着重 要现实意义。

然而，原来普通的石墨质阴极炭块由于其比较落后的配方工艺和传统的焙 烧工艺所限，阴极炭块在采用磷生铁浇铸过程中，出现严重的炭块裂纹问题， 裂纹产品占比为20％--40％，因此普通的阴极炭块的产品质量远远不适应磷生铁 浇铸技术的施工要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种适合磷生铁浇铸的阴极 炭块及其制备方法，解决普通的阴极炭块在采用磷生铁浇铸过程中，易出现严 重裂纹得技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适合磷生铁浇铸的阴极炭块，其中：所述阴极炭块由80％的电煅无烟煤 和20％的粘结剂组成；

所述电煅无烟煤的粒度分布为：10-12mm为0-5％；4-10mm为12-22％；2-4mm 为20-24％；0.15-2mm为30-35％；0.075-0.15mm为18-25％。

一种适合磷生铁浇铸的阴极炭块的制备方法，包括以下步骤：

1)、混合：按比例将电煅无烟煤和粘结剂混合均匀；

2)、热压成型：将混合均匀的原料放置在成型机中进行热压成型，热压温 度为140-150℃、压强为7500MPa；

3)、焙烧：将热压成型的炭块放置在焙烧炉，依次经过以下阶段进行焙烧：

第一阶段：从室温升温至450±5℃，加热时间为207h；

第二阶段：从450±5℃升温至550±5℃，升温速度为1.2℃/h，加热时间 为83h；

第三阶段：从550±5℃升温至650±5℃，升温速度为1.5℃/h，加热时间 为67h；

第四阶段：从650±5℃升温至750±5℃，升温速度为2℃/h，加热时间为 50h；

第五阶段：从750±5℃升温至850±5℃，升温速度为2.5℃/h，加热时间 为40h；

第六阶段：从850±5℃升温至950±5℃，升温速度为4℃/h，加热时间为 25h；

第七阶段：从950±5℃升温至1050±5℃，升温速度为5℃/h，加热时间为 40h；

第八阶段：在1050±5℃温度下保温72h；

4)、冷却：炉冷至400℃后空冷至室温，即可完成适合磷生铁浇铸的阴极炭 块的制备。

本发明通过对原料配方和筛分级配的调整，使得粉料总纯度下降了33％，降 低了炭块出现裂纹的可能性；焙烧曲线的调整，提高了炭块抗热振性能和抗折 强度、降低了热膨胀系数，控制了炭块裂纹的产生，有效提高了炭块的质量和 炭块浇铸成功率。

与现有技术相比，本发明具有炭块抗热振性能好、抗折强度高、生产效率 高等优点。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例中的一种适合磷生铁浇铸的阴极炭块，其中：所述阴极炭块由80％ 的电煅无烟煤和20％的粘结剂组成；

所述电煅无烟煤的粒度分布为：10-12mm为1％；4-10mm为22％；2-4mm为 24％；0.15-2mm为35％；0.075-0.15mm为18％。

一种适合磷生铁浇铸的阴极炭块的制备方法，包括以下步骤：

1)、混合：按比例将电煅无烟煤和粘结剂混合均匀；

2)、热压成型：将混合均匀的原料放置在成型机中进行热压成型，热压温 度为140-150℃、压强为7500MPa；

3)、焙烧：将热压成型的炭块放置在焙烧炉，依次经过以下阶段进行焙烧：

第一阶段：从室温升温至450±5℃，加热时间为207h；

第二阶段：从450±5℃升温至550±5℃，升温速度为1.2℃/h，加热时间 为83h；

第三阶段：从550±5℃升温至650±5℃，升温速度为1.5℃/h，加热时间 为67h；

第四阶段：从650±5℃升温至750±5℃，升温速度为2℃/h，加热时间为 50h；

第五阶段：从750±5℃升温至850±5℃，升温速度为2.5℃/h，加热时间 为40h；