專利名稱：電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨陽極的制造方法，尤其是涉及一種將石墨陽極鑄入鑄鐵中構(gòu)成的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)用于電解氯化鎂生產(chǎn)海綿鈦的電解陽極設(shè)備，通常都是采用單純的石墨塊陽極或單純的銅板陽極。采用單純石墨塊陽極或銅板陽極的IlOkA無隔板電解槽技術(shù)電解氯化鎂生產(chǎn)海綿鈦的主要缺點(diǎn)是氯氣體積濃度低，只能達(dá)到60% ；噸鎂電耗高，達(dá)到 16350Kwh/噸；單槽產(chǎn)能低，電解氯氣經(jīng)壓縮后返回氯化爐的返回率低，生產(chǎn)過程中需要不斷的向氯化爐中補(bǔ)充液態(tài)氯氣。采用200kA流水線鎂電解技術(shù)能提高氯氣體積濃度，降低噸鎂耗能；單槽產(chǎn)能高，電解氯氣經(jīng)壓縮后能完全返回氯化爐中重新使用，減少補(bǔ)充液氯的使用量，降低生產(chǎn)成本。將石墨塊陽極鑄入鑄鐵中構(gòu)成的電解氯化鎂用石墨陽極是200kA流水線鎂電解技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備之一。由于石墨陽極質(zhì)軟、易脆，在將其鑄入鑄鐵中時(shí)，需要解決的問題是 澆鑄完成后，在鐵水收縮時(shí)不能由于鐵水收縮外力的作用將其壓碎。目前，國(guó)內(nèi)尚無這方面的技術(shù)，在國(guó)外是直接將石墨塊陽極鑄入鑄鐵中，或?qū)讐K石墨陽極拼接在一起后再鑄入鑄鐵中，在鐵水收縮時(shí)將一部分石墨陽極壓碎后，還會(huì)有部分石墨陽極存在，這樣的結(jié)果即是，成品率極低、生產(chǎn)成本極高，無法大面積的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成品率高、生產(chǎn)成本低的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法。為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法， 包括以下步驟，1)將兩塊以上的石墨塊陽極沿寬度方向重疊的組合到一起，構(gòu)成含有鑄入段的石墨組件，并在相鄰兩塊石墨塊陽極之間預(yù)留鑄造收縮縫；2)封閉石墨組件上鑄入段石墨塊陽極的鑄造收縮縫，并至少在鑄入段石墨塊陽極的外側(cè)設(shè)置保護(hù)層；3)將石墨組件上設(shè)置有保護(hù)層的鑄入段石墨塊陽極固定到澆鑄型腔中；4)向澆鑄型腔中注入鐵水將石墨組件的鑄入段石墨塊陽極鑄入鑄鐵中，待鐵水結(jié)晶冷卻后清除澆鑄型腔形成電解氯化鎂用石墨陽極。進(jìn)一步的是，在將多塊石墨塊陽極重疊組合成石墨組件之前先對(duì)石墨塊陽極進(jìn)行干燥，干燥時(shí)是按下述步驟進(jìn)行的，先用墊塊將各塊石墨塊陽極間隔的墊好，然后再將石墨塊陽極置入加熱爐中加熱干燥并保溫度。上述方案的優(yōu)選方式是，在加熱爐中對(duì)石墨塊陽極進(jìn)行加熱干燥時(shí)的加熱溫度為 125 150°C，保溫時(shí)間為兩小時(shí)。
上述方案的優(yōu)選方式是，所述墊塊采用木質(zhì)墊塊。進(jìn)一步的是，將石墨塊陽極組合成石墨組件后，通過夾具進(jìn)行固定，并在澆鑄完成、上層鐵水結(jié)晶后再拆除所述的夾具。進(jìn)一步的是，在石墨組件上預(yù)留鑄造收縮縫時(shí)，通過布置在相鄰兩塊石墨陽極之間的收縮板確定，并在澆鑄完成、上層鐵水結(jié)晶后再抽出所述收縮板。進(jìn)一步的是，石墨組件通過頂子支撐固定在澆鑄型腔中。進(jìn)一步的是，在石墨組件鑄入段上設(shè)置保護(hù)層時(shí)，只在寬度方向的兩端設(shè)置保護(hù)層。上述方案的優(yōu)選方式是，所述的保護(hù)層為粘貼在石墨組件兩端的纖維布。進(jìn)一步的是，用于封密鑄入段鑄造收縮縫的封密材料為石墨布，通過水玻璃粘貼在鑄入段石墨組件的鑄造收縮縫處。本發(fā)明的有益效果是在將石墨塊陽極鑄入鑄鐵之前，先將要鑄入的多塊石墨塊陽極組合到一起構(gòu)成石墨組件，并在相鄰石墨塊陽極之間預(yù)留出鑄造收縮縫，然后封閉鑄入段石墨塊陽極上的鑄造收縮縫，并在鑄入段石墨塊陽極的外側(cè)設(shè)置保護(hù)層，最后再將石墨組件的鑄入段石墨塊陽極固定到鑄造型腔中進(jìn)行澆鑄，這樣，當(dāng)鐵水冷卻收縮時(shí)，石墨塊陽極可以在預(yù)留的鑄造收縮縫之間作小范圍的移動(dòng)，不會(huì)造成石墨塊陽極之間的相互擠壓，石墨塊陽極便不會(huì)由于相互擠壓而破碎，從而有效的提高石墨陽極的成品率，降低生產(chǎn)成本；而保護(hù)層可以有效的保護(hù)在澆筑過程中鐵水對(duì)石墨塊陽極的沖刷以及在鐵水收縮過程中起緩沖作用，進(jìn)一步的提高石墨陽極的成品率，降低生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法的示意圖。圖中標(biāo)記為石墨塊陽極1、鑄入段11、鑄造收縮縫2、收縮板21、澆鑄型腔3、鑄鐵 4、頂子5、纖維布6、石墨布7、夾具8。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明提供的一種成品率高、生產(chǎn)成本低的電解氯化鎂用石墨陽極制造方法涉及到的結(jié)構(gòu)示意。所述制造方法包括以下步驟，1)將兩塊以上的石墨塊陽極1沿寬度方向重疊的組合到一起，構(gòu)成含有鑄入段11 的石墨組件，并在相鄰兩塊石墨塊陽極1之間預(yù)留鑄造收縮縫2 ；2)封閉石墨組件上鑄入段11石墨塊陽極1的鑄造收縮縫2，并至少在鑄入段11 石墨塊陽極1的外側(cè)設(shè)置保護(hù)層；3)將石墨組件上設(shè)置有保護(hù)層的鑄入段11石墨塊陽極1固定到澆鑄型腔3中；4)向澆鑄型腔3中注入鐵水將石墨組件的鑄入段11石墨塊陽極1鑄入鑄鐵4中， 待鐵水結(jié)晶冷卻后清除澆鑄型腔3形成電解氯化鎂用石墨陽極。采用上述的制造方法以后，當(dāng)鐵水冷卻收縮時(shí)，石墨塊陽極1可以在預(yù)留的鑄造收縮縫2之間作小范圍的移動(dòng)，不會(huì)造成石墨塊陽極1之間的相互擠壓，石墨塊陽極1便不會(huì)由于相互擠壓而破碎，從而有效的提高石墨陽極的成品率，降低生產(chǎn)成本；而保護(hù)層可以有效的保護(hù)在澆筑過程中鐵水對(duì)石墨塊陽極1的沖刷以及在鐵水收縮過程中起緩沖作用，進(jìn)一步的提高石墨陽極的成品率，降低生產(chǎn)成本。石墨塊陽極1的含水量越大，其性質(zhì)越軟、也越脆，當(dāng)將其鑄入鑄鐵中時(shí)，越容易在澆鑄的先期破碎，為了減小澆鑄先期石墨塊陽極1的破碎率，在將多塊石墨塊陽極1重疊組合成石墨組件之前先對(duì)石墨塊陽極1進(jìn)行干燥，干燥時(shí)是按下述步驟進(jìn)行的，先用墊塊將各塊石墨塊陽極1間隔的墊好，然后再將石墨塊陽極1置入加熱爐中加熱干燥并保溫度。 為了提高干燥效果，縮短干燥時(shí)間，最大限度的降低干燥成本，在加熱爐中對(duì)石墨塊陽極1 進(jìn)行加熱干燥時(shí)的加熱溫度為125 150°C，保溫時(shí)間為兩小時(shí)；所述墊塊采用木質(zhì)墊塊。由于在石墨陽極的鑄造過程中，需要將組合合格的石墨組件進(jìn)行搬運(yùn)和再次支撐固定到澆鑄型腔3中，而且澆入澆鑄型腔3中的鐵水溫度特別高，達(dá)到1270-U90°C，所以如果對(duì)組合合格的石墨組固定不可靠，在搬運(yùn)和支撐固定時(shí)很容易變形或散裂，使后序的澆鑄工作不能正常進(jìn)行，或者出現(xiàn)大量的廢品；如果密封鑄造收縮縫2的材料和保護(hù)石墨塊陽極1的材料不合格或選材不恰當(dāng)，高溫鐵水便可能燒穿密封層進(jìn)入鑄造收縮縫2中、燒損保護(hù)層而直接沖刷石墨塊陽極1，這樣，在鐵水收縮時(shí)便會(huì)使石墨塊陽極1受到外力擠壓而破碎，進(jìn)而降低成品率。為了進(jìn)一步的提高石墨陽極的成品率，在將石墨塊陽極1組合成石墨組件后，通過夾具8進(jìn)行固定，并在澆鑄完成、上層鐵水結(jié)晶后再拆除所述的夾具8 ；然后通過頂子5支撐固定到澆鑄型腔3中；而且用于封密鑄入段11鑄造收縮縫2的封密材料為石墨布7，并且通過水玻璃粘貼到鑄入段11石墨組件的鑄造收縮縫2處；所述的保護(hù)層采用纖維布6粘貼到石墨組件的鑄入段11石墨塊陽極1的外側(cè)。為了降低生產(chǎn)成本，根據(jù)鐵水澆鑄和收縮的性質(zhì)，在石墨組件鑄入段11上設(shè)置保護(hù)層時(shí)，只需在寬度方向的兩端設(shè)置保護(hù)層即可。這樣設(shè)置在石墨組件鑄入段11石墨塊陽極1上的石墨布6只需在石墨組件兩端設(shè)置即可。為了使鑄造收縮縫2在石墨組件的搬運(yùn)、固定支撐以及鐵水表面結(jié)晶收縮過程中不會(huì)發(fā)生變化，在石墨組件上預(yù)留鑄造收縮縫2時(shí)，通過布置在相鄰兩塊石墨陽極1之間的收縮板21固定，并在澆鑄完成、上層鐵水結(jié)晶后再抽出所述收縮板21。綜上所述，采用上述的制造方法制造電解氯化鎂用石墨陽極時(shí)，其成品率相當(dāng)高， 生產(chǎn)成本就相對(duì)的較低。
權(quán)利要求
1.電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，包括以下步驟，1)將兩塊以上的石墨塊陽極(1)沿寬度方向重疊的組合到一起，構(gòu)成含有鑄入段(11) 的石墨組件，并在相鄰兩塊石墨塊陽極⑴之間預(yù)留鑄造收縮縫⑵；2)封閉石墨組件上鑄入段(11)石墨塊陽極(1)的鑄造收縮縫O)，并至少在鑄入段 (11)石墨塊陽極⑴的外側(cè)設(shè)置保護(hù)層；3)將石墨組件上設(shè)置有保護(hù)層的鑄入段(11)石墨塊陽極(1)固定到澆鑄型腔(3)中；4)向澆鑄型腔(3)中注入鐵水將石墨組件的鑄入段(11)石墨塊陽極⑴鑄入鑄鐵⑷ 中，待鐵水結(jié)晶冷卻后清除澆鑄型腔(3)形成電解氯化鎂用石墨陽極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于在將多塊石墨塊陽極(1)重疊組合成石墨組件之前先對(duì)石墨塊陽極(1)進(jìn)行干燥，干燥時(shí)是按下述步驟進(jìn)行的，先用墊塊將各塊石墨塊陽極(1)間隔的墊好，然后再將石墨塊陽極(1)置入加熱爐中加熱干燥并保溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于在加熱爐中對(duì)石墨塊陽極⑴進(jìn)行加熱干燥時(shí)的加熱溫度為125 150°C，保溫時(shí)間為兩小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于所述墊塊采用木質(zhì)墊塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于將石墨塊陽極(1)組合成石墨組件后，通過夾具(8)進(jìn)行固定，并在澆鑄完成、上層鐵水結(jié)晶后再拆除所述的夾具⑶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于在石墨組件上預(yù)留鑄造收縮縫O)時(shí)，通過布置在相鄰兩塊石墨陽極(1)之間的收縮板固定， 并在澆鑄完成、上層鐵水結(jié)晶后再抽出所述收縮板01)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于石墨組件通過頂子( 支撐固定在澆鑄型腔(3)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于在石墨組件鑄入段(11)上設(shè)置保護(hù)層時(shí)，只在寬度方向的兩端設(shè)置保護(hù)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于所述的保護(hù)層為粘貼在石墨組件兩端的纖維布(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法，其特征在于用于封密鑄入段(11)鑄造收縮縫( 的封密材料為石墨布(7)，通過水玻璃粘貼在鑄入段(11)石墨組件的鑄造收縮縫( 處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石墨陽極的制造方法，尤其是公開了一種將石墨塊陽極鑄入鑄鐵中構(gòu)成的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法。提供一種成品率高、生產(chǎn)成本低的電解氯化鎂用石墨陽極的制造方法。所述制造方法包括以下步驟，1)將兩塊以上的石墨塊陽極沿寬度方向重疊的組合到一起，構(gòu)成含有鑄入段的石墨組件，并在相鄰兩塊石墨塊陽極之間預(yù)留鑄造收縮縫；2)封閉石墨組件上鑄入段石墨塊陽極的鑄造收縮縫，并至少在鑄入段石墨塊陽極的外側(cè)設(shè)置保護(hù)層；3)將石墨組件上設(shè)置有保護(hù)層的鑄入段石墨塊陽極固定到澆鑄型腔中；4)向澆鑄型腔中注入鐵水將石墨組件的鑄入段石墨塊陽極鑄入鑄鐵中，待鐵水結(jié)晶冷卻后清除澆鑄型腔形成電解氯化鎂用石墨陽極。
文檔編號(hào)C25C3/04GK102212850SQ20111013839
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者向勝國(guó), 張?jiān)俅? 曾紹友, 羅傳越 申請(qǐng)人:攀枝花鋼鐵有限責(zé)任公司機(jī)械制造分公司