[发明专利]一种质体为晶质石墨的可湿润阴极柱体及其生产方法

说明书

技术领域

一种质体为晶质石墨的可湿润阴极柱体及其生产方法，涉及一种铝电解槽用的基体为晶质石墨质可湿润阴极炭块及其生产方法。

背景技术

传统的铝电解槽所用内衬材料为炭质材料，炭质内衬材料砌筑在铝电解槽的最内层，由它组成铝电解生产的反应熔池，它直接与高温熔体接触，工作温度为930～970℃，最高达1000～1050℃，并直接参与导电和化学反应，其性质和质量直接影响着铝电解槽的技术经济指标和实用寿命。电解槽阴极炭块是炭质内衬材料的重要组成部分，直接参与电解反应，在其表面生成铝液。一台铝电解槽，阴极炭块的用量约为阴极部分总重量的70～75％，它的面积约为整个槽底面积的四分之三。因此，无论是作用还是需要数量，阴极炭块在铝电解槽用内衬材料上都有举足轻重的作用。

铝电解槽实用的阴极炭块曾经历了无从定性炭块、半石墨质炭块、石墨化炭块、可湿润阴极灯多次改进和变迁，由于组成和工艺制度的不同导致其在电解槽中的表现和使用性能有很大差异，无定型、半石墨质炭块导电能力和抗热振性较差，石墨化炭块抗电解质磨损性能较差。近些年，阴极材料的品种发展很快，石墨含量较高的高石墨质阴极炭块开始逐步采用，可以大大降低电解槽阴极电阻，节省电耗。含TiB2的阴极材料，对铝液具有较好的湿润性，可以对电解质具有较好的耐腐蚀性能，被称为可湿润阴极。但由于TiB2非常昂贵，一般只用在阴极炭块表层。TiB2层与阴极炭块的结合方法有涂抹法、等离子喷涂法和一体化成型法。涂抹法和等离子喷涂法与炭块基体结合并不很牢固，而且造价高，在电解槽启动初期很容易被电解质冲刷掉。一体化成型法是在阴极炭块成型时，在其表面压制一层含TiB2的糊料，得到可湿润阴极炭块。

但目前的一体化成型可湿润阴极炭块的基体是普通阴极炭块或半石墨阴极炭块，基体中石墨含量不超过30％，电阻率高，不能满足电解槽日益大型化的需求，目前没有质体为晶质石墨阴极柱体可湿润阴极技术。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术的不足，提供一种能够改善阴极柱体与铝液湿润性能的、能够增强阴极柱体抗电解质侵蚀和抗铝液冲刷能力的、可以提高阴极柱体导电性能的可湿润阴极柱体，该种阴极柱体可有效改善电解槽运行指标，从而最终达到延长铝电解槽使用寿命的基体为高石墨质的可湿润阴极柱体及其生产方法。

本发明的方法是通过以及技术方案实现的。

一种质体为晶质石墨的可湿润阴极柱体，其特征在于阴极柱体为晶质石墨的石墨阴极柱体。

本发明的一种质体为晶质石墨的可湿润阴极柱体及其生产方法，其特征在于基体骨料中的石墨含量为55％。

本发明的一种质体为晶质石墨的可湿润阴极柱体及其生产方法，其特征在于振动成型时，在晶质石墨的柱体基体上一体化成型一层含TiB2、炭质材料、粘结剂组成：其配比TiB2为25％，炭质材料55％，粘结剂20％，炭质材料为石墨粉，粘结剂为煤沥青。

本发明的一体化成型可湿润阴极柱体中石墨含量超过30％，电阻率低，能满足电解槽日益大型化的需要。

具体实施方式

一种质体为晶质石墨的可湿润阴极柱体，其特征在于其阴极柱体为晶质石墨的石墨阴极柱体；生产时其基体骨料中的石墨含量为30％～100％。

实施例：

1、晶质石墨柱体和可湿润复合层的物料配比见配比实例表。

2、生产工艺过程：

首先将TiB2和炭质材料加入到能够自动控温加热的容器内，利用搅拌器混合均匀。沥青在加热罐内融化，除去水分及沉淀杂质，配入煤焦油。液体粘结剂加入控温加热的容器搅拌混捏均匀。干料在混捏锅内混合均匀，混捏温度不低于170℃；按比例加入配好的沥青，混捏均匀；晾料3～5分钟，保温备用。

晶质石墨质基体，按比例实用各种骨料，破碎、筛分、磨粉、配料。沥青在加热罐内融化，除去水分及沉淀杂质，配入煤焦油。液体粘结剂加入控温加热的容器搅拌混捏均匀，得到基体炭块糊料。

基体糊料加入磨具中，落下重锤预压，然后提起重锤，用靶子将糊料表面把毛；均匀铺上一层足够厚度的可湿润阴极层的炭块糊料，落下重锤，按常规工艺振动成型。放入冷却水中冷却；将生坯装入环式焙烧炉中焙烧7-8天，复合层面不加工，其余面按照产品规格进行成品加工。