專利名稱：人造石墨質(zhì)陰極炭塊及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種鋁電解槽用陰極炭塊及其制法。
目前，鋁電解槽用的陰極炭塊，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)局所頒發(fā)的國標(biāo)GB8743～8744-88和鋁工業(yè)實(shí)際情況來看，主要有鋁電解用普通陰極炭塊和鋁電解用半石墨陰極炭塊兩種。它們均由煅燒后的無煙煤為骨料和中溫瀝青混捏加工制成。目前，通過煅燒和焙燒工藝，只能使上述兩種炭塊的電阻率降低到60Ωmm2/m和45Ωmm2/m，且耗電量較大，不能滿足國家對鋁工業(yè)節(jié)能的要求。因此，人們又設(shè)法作了種種改進(jìn)，如發(fā)明專利號89100108《天然石墨陰極炭塊及其制法》，系采用天然石墨為骨料，經(jīng)加工制成的，天然石墨分磷片石墨和無定型石墨兩種。磷片石墨由于耐壓強(qiáng)度差，不合選料要求，實(shí)際所選用的天然石墨屬于無定型石墨，但因其灰分低于8%的原料較少，故質(zhì)量不穩(wěn)定，在生產(chǎn)過程中理化指標(biāo)很難控制到預(yù)期電阻率為25Ωmm2/m灰分為7.81%的理化指標(biāo)要求，且造粒成型和焙燒工序前后重復(fù)，使生產(chǎn)周期延長，影響經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明提供了一種鋁電解槽用陰極炭塊的新配方，簡化和改進(jìn)了常規(guī)工藝和制造方法，力求降低炭塊的電阻率和灰分，節(jié)約鋁電解的電耗，延長鋁電解槽的使用壽命，提高鋁的質(zhì)量，從而提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明人造石墨質(zhì)陰極炭塊是這樣實(shí)現(xiàn)的該炭塊的主要成分是碳，還含有較少量的灰分，其特征在于其骨料是以人造石墨為主體經(jīng)加工制成的。人造石墨取材于石墨使用過程中的廢品與碳素廠石墨化過程中的廢品、電阻料以及機(jī)加工所產(chǎn)生的石墨屑，這可使能源得以充分利用。
實(shí)現(xiàn)以人造石墨為主體骨料用來制作陰極炭塊的技術(shù)方案，相應(yīng)地簡化和改進(jìn)了生產(chǎn)陰極炭塊的常規(guī)工藝方法和工序，保留了中碎、篩選、磨粉、配料、混捏、涼料、成型、焙燒和機(jī)加工等工序。省去了煅燒工序，或?yàn)榱耸龟帢O炭塊有較低的電阻率而采用的石墨化工序，使之節(jié)約電能，縮短生產(chǎn)周期。
本發(fā)明工序的特征如下1、將含碳量(重量百分?jǐn)?shù))大于98%的人造石墨分別按如下粒度和含量粉碎。
粒度 含量2～4MM 30～32%1～2MM 10～12%0.5～1MM 5～6%0～0.5MM 5～8%100～200目 40～45%2、按重量的百分?jǐn)?shù)取20～23%的中溫瀝青(用環(huán)球法測量，其軟化點(diǎn)為65°～75℃)和77～80%經(jīng)粉碎后的人造石墨為主體骨料，其中，可按骨料的0～30%增添煅后無煙煤、冶金焦、天然石墨或焙燒碎。置于130°～145℃的混捏鍋中混捏，時間為20～25分鐘。
3、將混捏后的糊料涼到130℃，再將130℃的糊料裝入振動機(jī)中成型或可用1500噸以上的壓力機(jī)壓制成生陰極炭塊。
4、將生陰極炭塊置于敞開式或帶蓋式、環(huán)式焙燒爐，經(jīng)1150℃～1350℃焙燒。
最后，通過機(jī)加工使之成為具有一定規(guī)格的新產(chǎn)品。
本發(fā)明按上述所提供的人造石墨質(zhì)陰極炭塊及其制造方法的技術(shù)要求，已經(jīng)過大試、小試付諸實(shí)施，茲將它和其它同類產(chǎn)品的理化指標(biāo)對比情況列表如下各種陰極炭塊的理化指標(biāo)對比情況表
從實(shí)施例可以看出，采用本發(fā)明以人造石墨為制作陰極炭塊的主體骨料，并簡化改進(jìn)了常規(guī)制造方法的一種新技術(shù)方案，其主要優(yōu)點(diǎn)在于1、產(chǎn)品的各項(xiàng)理化指標(biāo)如電阻率、灰分(詳見前表)優(yōu)于目前國內(nèi)市場的同類產(chǎn)品，主要理化指標(biāo)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn)局頒發(fā)的GB8743～8744-88國標(biāo)，同時又比1989年12月1日中國有色金屬總公司主持召開的“鋁冶煉科技成果鑒定會”上所發(fā)布的貴州鋁廠研制的半石墨質(zhì)高導(dǎo)率鋁用炭塊電阻率不大于33Ω.mm2/m的先進(jìn)指標(biāo)，還降低了8Ω.mm2/m。
2、以人造石墨作為制取骨料的原料，可以省去煅燒工序，簡化制作過程，節(jié)省能源，無需再進(jìn)行石墨化處理，從而節(jié)約大量電能。
3、人造石墨取材于生產(chǎn)和使用過程中的廢品以及石墨化過程中的電阻料。來源廣泛，以廢品代替煅后無煙煤能源材料，大大提高了廢品的使用價值，在當(dāng)前具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。
4、由于人造石墨質(zhì)陰極炭塊要比廣泛使用的鋁電解用普通陰極炭塊和鋁電解用半石墨陰極炭塊具有強(qiáng)度大、孔度小、電阻率和灰分低等優(yōu)點(diǎn)，故能有效地延長鋁電解槽的使用壽命，降低陰極炭塊的電壓降，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.人造石墨質(zhì)陰極炭塊是一種主要成分為碳的鋁電解槽用陰極炭塊。其特征在于它的主體骨料是取材于石墨使用過程中的廢品與碳素廠石墨化生產(chǎn)過程中的廢品、電阻料以及機(jī)加工所產(chǎn)生的石墨屑。
2.權(quán)利要求一所述的人造石墨質(zhì)陰極炭塊，其特征是以70～100%石墨使用過程中的廢品與碳素廠石墨化生產(chǎn)過程中的廢品為主體骨料，添加定量的煅后無煙煤、焦炭或天然石墨、焙燒碎，經(jīng)過粉碎，取中溫瀝青混捏加工制成的。
3.權(quán)利要求一所述的人造石墨質(zhì)陰極炭塊適應(yīng)于主體骨料的取材、簡化并改進(jìn)了常規(guī)的制造方法，其特征是1、保留了中碎、篩選、磨粉、配料、混捏、涼料、成型、焙燒和加工工序，只需要一次焙燒，省去了煅燒工序。2、主體骨料人造石墨粉碎為如下不同的粒度和含量粒度 含量2～4MM 30～32%1～2MM 10～12%0.5～1MM 5～6%0～0.5MM 5～8%100～200目 40～45%
全文摘要
人造石墨質(zhì)陰極炭塊及其制法其特征是在于主體骨料取材于石墨使用過程中的廢品與碳素廠石墨化生產(chǎn)過程中的廢品、電阻料以及機(jī)加工所產(chǎn)生的石墨屑。因而，簡化并改進(jìn)了常規(guī)工藝制法，無需進(jìn)行煅燒和石墨化處理，縮短了生產(chǎn)周期。本發(fā)明的實(shí)施可以使鋁電解用陰極炭塊達(dá)到降低電陰率、灰分、破損系數(shù)，節(jié)約電能，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C25C3/08GK1048417SQ90106860
公開日1991年1月9日 申請日期1990年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月23日
發(fā)明者段學(xué)良 申請人:段學(xué)良