表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊及制備方法技術

一種表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊制備方法，屬于鋁用炭素技術領域。按照以下步驟進行：（1）配料：使用并按照與傳統的陰極碳塊相同的原料配方進行配料；（2）混捏成型：將稱好后的配料在200-300℃的混捏溫度下混捏成糊后，用振動成型機將糊料振實成為密度為1.55-1.65g/cm3的實體；將生坯塊體推出；（3）焙燒：將振動成型制成的陰極碳塊生坯冷卻后放入環式陰極炭塊焙燒爐中在1100-1250℃下焙燒；（4）碳塊加工：冷卻陰極炭塊，清理后按應用尺寸要求將表面和鋼棒槽進行機械加工可獲得。本發明專利技術的方法不僅使陰極表面炭碗的加工費用大大降低，而且節省了用機械加工方法制作陰極碳塊的原料，制作流程簡單，從而使陰極碳塊的成本降低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋁用炭素
，特別涉及一種表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊制備方法。
技術介紹
鋁是用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解的方法生產的，鋁電解消耗大量的電能，并在鋁電解生產的成本中占有很大的比例，因此節電始終是鋁電解工作者關注的重要研究課題。鋁電解生產的電能消耗是由電解槽電壓和電流效率兩個重要技術參數所決定的。降低槽電壓和提聞電解槽的電流效率均可使招電解生廣的電耗降低。為了提聞招電解槽電流效率和降低槽電壓，人們從母線的配置、電解槽工藝與技術特征等各方面做了大量的研究工作，發 明了很多專利技術。近幾年，馮乃祥等人為了提高電解槽陰極鋁液面的穩定性專利技術了新型陰極結構的鋁電解槽技術，在工業鋁電解槽上得到了廣泛應用，降低了鋁電解的噸鋁能耗。在此基礎上馮乃祥等人又專利技術了其陰極表面具有柱型凸起的鋁電解槽陰極碳塊。然而這種陰極碳塊的基體材料是用全石墨質和全石墨化的炭電極材料制作的，抗磨蝕能力差，且制作流程長，其上表面的凹槽都是用一個已經成型并焙燒過的一個規整長方體的碳塊加工出來的，且凹槽內壁為螺紋形溝槽，使加工更為困難，這需要用特種加工設備進行加工，致使加工費用高，且浪費很多原材料，導致帶有柱型凸起結構的陰極碳塊成本高。若使用無煙煤基的碳塊基體可以降低原材料的成本，但無煙煤基陰極碳塊硬度大，加工更困難，致使具有圓柱型凸起的陰極結構鋁電解槽技術的推廣受到限制。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供了一種表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊及其制備方法。本專利技術表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊及其制備方法按照以下步驟進行(1)配料使用并按照與傳統的陰極碳塊相同的原料配方進行配料；(2)混捏成型將稱好后的配料在200-300°C的混捏溫度下混捏成糊后，用振動成型機將糊料振實成為密度為1. 55-1. 65g/cm3的實體；振實完畢后，提起重錘和箱模將振動成型好的生坯塊體推出，此生坯塊體便為其上表面具有交錯炭碗，炭碗內壁有豎向斜槽的陰極炭塊的生坯；(3)焙燒將振動成型制成的陰極碳塊生坯冷卻后放入環式陰極炭塊焙燒爐中在1100-1250°C下焙燒；(4 )碳塊加工從焙燒爐中出來的陰極碳塊出爐冷卻后，清理表面和炭碗內粘附的炭粉和炭粒，按應用尺寸要求將表面和鋼棒槽進行機械加工后便獲得了可用于電解槽內砌筑的上表面具有交錯炭碗的鋁電解槽陰極碳塊；所述陰極炭塊上表面為平面或V形面，上表面有7-21個內壁有豎向斜槽的炭碗，按兩排分列在碳塊上表面縱向方向中心線兩側，成交錯排列，炭碗的深度為5 O - 7 O mm，直徑190-250mm ;當應用的碳塊寬度較寬時，陰極碳塊上表面的炭碗可以在碳塊上表面的縱向方向上成3排排列，每排4-7個炭碗，中間一排炭碗在陰極碳塊上表面的中心線上，另外兩排分列在中心線炭碗的兩側，三排炭碗在碳塊上表面的縱向方向上互呈交錯排列。所述振動成型機上部重錘安裝有與陰極表面炭碗大小和位置相對應的其外側有豎向傾斜凸棱的凸柱。本專利技術使用并按照與傳統的陰極炭塊的制作方法相同的原料和配方進行配料。混捏成型過程中將稱好的配料在200-300°C的混捏溫度下混捏成糊；然后將糊料倒入振動成型機的箱模內；將倒入箱模內的糊料用耙勾耙平，然后放下重錘，振動成型機上部重錘安裝有與陰極表面炭碗大小和位置相對應的凸柱；開啟振動成型機，在振動成型機平臺的大功率高頻率的振動和上部重錘的壓力下,使振動成型機平臺上的箱模內的糊料振實成為密度為1. 55-1. 65g/cm3的實體，振實完畢后，提起重錘和箱模將振動成型好的生坯塊體推出，此生坯塊體便為其上表面具有交錯炭碗的陰極炭塊的生坯。采用本專利技術的方法制備的上表面為平面或V形面且有交錯炭碗，炭碗內壁有豎向斜槽的陰極碳塊，其陰極碳塊上表面的杯形炭碗是在陰極碳塊成型過程中直接制取的，不需要再在熱處理后的陰極碳塊表面進行機械加工，這不僅使陰極表面炭碗的加工費用大大降低，而且節省了用機械加工方法制作陰極碳塊的原料，制作流程簡單，從而使陰極碳塊的成本降低。附圖說明圖1為本專利技術的實施例1的表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊的結構示意圖。 圖2為圖1的A-A剖面圖，圖3為圖1的B-B剖面圖，圖4為本專利技術的實施例2的表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊的結構示意圖，圖5為圖4的A-A剖面圖，圖6為圖4的B-B剖面圖。圖7為圖f圖6中的炭碗的放大圖。圖中I為陰極碳塊基體,2為陰極碳塊上表面的炭碗，3為陰極底部的鋼棒槽，4為炭碗內壁上的豎向斜槽。具體實施方式實施例1一種表面為平面且具有兩排交錯炭碗的陰極碳塊如圖1所示，圖2為圖1的A-A剖面圖，圖3為圖1的B-B剖面圖。圖中I為陰極碳塊的基體，炭塊基體的寬度小于700mm，碳塊上表面的炭碗2有兩排，共10個，炭碗內壁有豎向斜槽。兩排炭碗在陰極碳塊的上表面的縱向方向上的中心線的兩側呈交錯排列，此陰極碳塊的制作方法如下首先稱取與現行陰極碳塊制作方法相同無煙煤骨料和浙青，浙青的加入量為無煙煤骨料質量的18%，無煙煤骨料中按質量百分比ri2mm粒度的占15%，2 4mm粒度的占30%，-O. 075mm細粉占55%。將稱好的配料在200°C的混捏溫度下混捏成陰極糊，然后將陰極糊倒入振動成型機的箱模內；將倒入箱模內的糊料用耙勾耙平，然后放下重錘，振動成型機上部重錘安裝有10個與陰極表面炭碗大小和位置相對應的，表面帶有豎向傾斜凸棱的凸柱；開啟振動成型機，在振動成型機平臺的大功率高頻率的振動和上部重錘的壓力下，使振動成型機平臺上的箱模內的糊料振實成為密度在1. 60g/cm3的實體。振實完畢后，提起重錘和箱模將振動成型好的陰極炭塊生坯塊體推出，此生坯塊體便為其上表面具有交錯炭碗，炭碗內壁有豎向斜槽的陰極炭塊生坯，此炭塊生坯冷卻后放入環式陰極炭塊焙燒爐中使其在1100°C的溫度下焙燒，出爐冷卻后，清理表面和炭碗內粘附的炭粉和炭粒，按工業應用尺寸要求將表面加工，并加工出鋼棒槽，之后便獲得了應用于鋁電解槽的陰極碳塊。實施例2一種表面為V形面且具有兩排交錯炭碗的陰極碳塊的俯視圖如圖4所不，圖5為圖4的A-A面剖面圖，圖6為圖4的B-B面剖面圖。圖中I為陰極碳塊的基體，碳塊上表面的炭碗2有兩排，每排5個，共10個，炭碗內壁有豎向斜槽。兩排內壁有豎向斜槽炭碗在陰極碳 塊的上表面的縱向方向的中心線兩側呈交錯排列。此陰極碳塊的制作方法為首先稱取與現行陰極碳塊制作方法相同無煙煤骨料和浙青，浙青的加入量為無煙煤骨料質量的17%，無煙煤骨料中按質量百分比ri2mm粒度的占16%，2 4mm粒度的占25%，r2mm的粒度占9%，-0. 075mm的細粉占50%，將稱好的配料在300°C的混捏溫度下混捏成陰極糊，然后將陰極糊倒入振動成型機的箱模內；將倒入箱模內的糊料用耙勾耙平，然后放下重錘，振動成型機上部重錘安裝有10個與陰極表面炭碗大小和位置相對應的表面帶有豎向傾斜凸棱的凸柱；開啟振動成型機，在振動成型機平臺的大功率高頻率的振動和上部重錘的壓力下，使振動成型機平臺上的箱模內的糊料振實成為密度在1. 65g/cm3的實體。振實完畢后，提起重錘和箱模將振動成型好的陰極炭塊生坯塊體推出，此生坯塊體便為其上表面具有交錯炭碗的陰極炭塊的生坯，此炭塊生坯冷卻后放入環式陰極炭塊焙燒爐中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
表面為平面或V形面且有交錯炭碗的陰極碳塊及制備方法，其特征在包括以下步驟：（1）配料：使用并按照與傳統的陰極碳塊相同的原料配方進行配料；（2）混捏成型：將稱好后的配料在200?300℃的混捏溫度下混捏成糊后，用振動成型機將糊料振實成為密度為1.55?1.70g/cm3的實體；振實完畢后，提起重錘和箱模將振動成型好的生坯塊體推出，此生坯塊體便為其上表面具有交錯炭碗，炭碗內壁有豎向斜槽的陰極炭塊的生坯；（3）焙燒：將振動成型制成的陰極碳塊生坯冷卻后放入環式陰極炭塊焙燒爐中在1100?1250℃下焙燒；（4）碳塊加工：從焙燒爐中出來的陰極碳塊出爐冷卻后，清理表面和炭碗內粘附的炭粉和炭粒，按應用尺寸要求將表面和鋼棒槽進行機械加工后便獲得了可用于電解槽內砌筑的上表面具有交錯炭碗的鋁電解槽陰極碳塊；所述陰極炭塊上表面為平面或V形面，上表面有7?21個內壁有豎向斜槽的炭碗，按兩排分列在碳塊上表面縱向方向中心線兩側，成交錯排列，炭碗的深度為50?70mm，直徑190?250mm；當應用的碳塊寬度較寬時，陰極碳塊上表面的炭碗可以在碳塊上表面的縱向方向上成3排排列，每排4?7個炭碗，中間一排炭碗在陰極碳塊上表面的中心線上，另外兩排分列在中心線炭碗的兩側，三排炭碗在碳塊上表面的縱向方向上互呈交錯排列。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：牛慶仁，吳衛國，侯新，劉建平，詹磊，康寧，陸俊義，楊富強，馮乃祥，王耀武，
申請(專利權)人：中電投寧夏青銅峽能源鋁業集團有限公司，沈陽北冶冶金科技有限公司，
類型：發明
國別省市：