消失模铸造阳极钢爪头的方法及阳极钢爪头消失模组技术

本发明专利技术公开了消失模铸造阳极钢爪头的生产方法，包括：制备钢水，所述钢水中铬含量为3％‑6％，锰含量为0.6％‑1.2％，碳含量为0.45％‑0.8％，硅含量为0.4％‑0.8％，钼含量为0.2％‑0.3％，硫含量小于0.04％，磷含量小于0.04％，余量为Fe；采用消失模铸造工艺，将钢水浇注到阳极钢爪头消失模组中，冷却成型，即得；以及，阳极钢爪头消失模组。本发明专利技术的阳极钢爪头综合质量好，使用寿命长，可显著降低生产维护成本。

【技术实现步骤摘要】
消失模铸造阳极钢爪头的方法及阳极钢爪头消失模组
本专利技术涉及阳极钢爪制备领域。更具体地说，本专利技术涉及一种消失模铸造阳极钢爪头的方法及阳极钢爪头消失模组。
技术介绍
低碳经济时代是当今科技进步与发展的需要，节能降耗也是当今的国策和经济可持续发展的需要。电解铝阳极钢爪是电解槽上阳极碳块与母排线之间的连接组件，在铝电解过程中负载很大的电流，是电解铝生产企业最主要消耗件之一，钢爪质量的好坏直接影响生产效率和生产成本。现有阳极钢爪在使用过程中，爪头与碳电极中磷铁环结合部以上的部分，容易被腐蚀、氧化，导致爪头弯曲、变细，压降和电能损耗增大，故必须定期对爪头进行更换，一般更换周期为1年，生产维护成本高。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种消失模铸造阳极钢爪头的方法和阳极钢爪头消失模组，通过在钢水中配入合金材料，改变钢水的组成，可在一定程度上有效抑制爪头的形变，提高阳极钢爪头的综合质量，从而延长阳极钢爪头的使用寿命，降低生产维护成本，实现铝生产节能降耗的目的。为了实现根据本专利技术的目的和其它优点，提供了一种消失模铸造阳极钢爪头的方法，包括：步骤一、制备钢水，所述钢水中铬含量为3％-6％，锰含量为0.6％-1.2％，碳含量为0.45％-0.8％，硅含量为0.4％-0.8％，钼含量为0.2％-0.3％，硫含量小于0.04％，磷含量小于0.04％，余量为Fe；步骤二、采用消失模铸造工艺，将钢水浇注到阳极钢爪头消失模组中，冷却成型，即得。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述钢水由低碳钢和合金材料按配方量熔融制得，合金材料熔融前还需要进行预处理，具体为：将合金材料粉碎至30-50目后，置于40-50℃的磁化水中浸泡1-2h，再加入占所述合金材料0.1％-0.3％质量的猪油，混合均匀后，向所得混合料中通入0.01-0.1A的电流，保持30-40min，通电过程中，采用绝缘棒不断搅拌，使所述合金材料保持悬浮状态。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，还包括，在冷却成型后，向所得阳极钢爪头的表面喷涂耐腐涂料，所述耐腐涂料的制备方法为：称取2.6-2.8重量份的纳米氧化锆、1.7-1.9重量份的纳米氧化硅、1.2-1.4重量份钕铁硼磁体粉，0.3-0.5重量份的铌粉和0.05-0.1重量份的钯粉，将其置于球磨罐中，进行球磨处理，得球磨粉；将所得球磨粉加入100重量份的铁粉中，混合均匀后，将其投入用磁化水配制的含0.35-0.4M氯化钾的电解液中，沉积2-3h后，过滤，将所得滤渣置于180-200℃下烘干，即得所述耐腐涂料，其中，所述球磨处理具体为：将所述纳米氧化锆、纳米氧化硅、钕铁硼磁体粉，铌粉和钯粉与球磨球按质量比1:8投入球磨罐中，向球磨罐内充入惰性气体，在转速为330-350r/min下，球磨48-52h。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述阳极钢爪头消失模组包括，爪头白模，其为竖直设置的圆柱体结构，其上部近顶端处的相对两侧向内缩合形成截面为等腰梯形的连接部，所述爪头白模的中部设有一圆环形的凹槽，所述凹槽内套设有一与其尺寸相适配的陶瓷环；冒口，其竖直放置在所述连接部的顶部中央。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述陶瓷环的外径等于所述爪头白模的外径。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述陶瓷环的高度为20-30cm，陶瓷环底面距爪头白模底面的距离为5-15cm，陶瓷环的厚度为1-10mm。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述爪头白模为壁厚为15-18mm的中空结构。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述爪头白模的上部位于所述连接部的下方的所述相对两侧，向上向内缩合形成开口朝上的半椭圆形的过度部，且所述过度部的上边缘与所述连接部的下边缘完全重合。优选的是，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述爪头白模的高度为70-80cm，所述连接部的高度为5cm、与所述爪头白模的中轴线的夹角为60°，所述过度部的高度为12cm、与所述爪头白模的中轴线的夹角为30°。本专利技术至少包括以下有益效果：第一、本专利技术通过在钢水中配入合金材料，改变钢水的组成，可显著提高阳极钢爪头的耐腐蚀和抗氧化性能，在一定程度上有效抑制爪头的形变，提高阳极钢爪头的综合质量，从而降低生产成本，实现铝生产节能降耗的目的；通过将合金材料分别经磁化水浸泡、猪油浸润和电流处理，可改善合金材料内部晶粒形态，使其与低碳钢混合熔融后，形成稳定致密的均一相，进而进一步提高了阳极钢爪头的耐腐蚀和抗氧化性能；通过在冷却成型后的阳极钢爪头表面喷涂经球磨和电沉积处理的耐腐涂料，可显著提高耐腐涂料的导电率，增强耐腐涂料与阳极钢爪头表面的结合强度，从而进一步提高了阳极钢爪头的耐腐蚀和抗氧化性能；第二、本专利技术通过在爪头白模的中部设置凹槽并在凹槽内设置与其尺寸相适配的陶瓷环，铸造时，钢水与陶瓷环相互融合，形成均一的陶瓷基增强相，可显著改善爪头的局部的耐腐蚀和抗氧化性能，抑制爪头形变；第三、本专利技术的阳极钢爪头的综合质量好，使用寿命长，有效降低了生产维护成本，实现了铝生产的节能降耗。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的阳极钢爪头消失模组的主视图；图2是根据本专利技术一个实施例的阳极钢爪头消失模组的俯视图；图3是根据本专利技术一个实施例的阳极钢爪头消失模组侧面的剖视图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提供一种消失模铸造阳极钢爪头的方法，包括：步骤一、制备钢水，所述钢水中铬含量为3％-6％，锰含量为0.6％-1.2％，碳含量为0.45％-0.8％，硅含量为0.4％-0.8％，钼含量为0.2％-0.3％，硫含量小于0.04％，磷含量小于0.04％，余量为Fe；步骤二、采用消失模铸造工艺，将钢水浇注到阳极钢爪头消失模组中，冷却成型，即得。通过在钢水中配入合金材料，改变钢水的组成，可显著提高阳极钢爪头的耐腐蚀和抗氧化性能，在一定程度上有效抑制爪头的形变，提高阳极钢爪头的综合质量，从而降低生产成本，实现铝生产节能降耗的目的。进一步的，所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，所述钢水由低碳钢和合金材料按配方量熔融制得，合金材料熔融前还需要进行预处理，具体为：将合金材料粉碎至30-50目后，置于40-50℃的磁化水中浸泡1-2h，再加入占所述合金材料0.1％-0.3％质量的猪油，混合均匀后，向所得混合料中通入0.01-0.1A的电流，保持30-40min，通电过程中，采用绝缘棒不断搅拌，使所述合金材料保持悬浮状态。通过将合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.消失模铸造阳极钢爪头的方法，其特征在于，包括：步骤一、制备钢水，所述钢水中铬含量为3％‑6％，锰含量为0.6％‑1.2％，碳含量为0.45％‑0.8％，硅含量为0.4％‑0.8％，钼含量为0.2％‑0.3％，硫含量小于0.04％，磷含量小于0.04％，余量为Fe；步骤二、采用消失模铸造工艺，将钢水浇注到阳极钢爪头消失模组中，冷却成型，即得。

【技术特征摘要】
1.消失模铸造阳极钢爪头的方法，其特征在于，包括：步骤一、制备钢水，所述钢水中铬含量为3％-6％，锰含量为0.6％-1.2％，碳含量为0.45％-0.8％，硅含量为0.4％-0.8％，钼含量为0.2％-0.3％，硫含量小于0.04％，磷含量小于0.04％，余量为Fe；步骤二、采用消失模铸造工艺，将钢水浇注到阳极钢爪头消失模组中，冷却成型，即得。2.如权利要求1所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，其特征在于，所述钢水由低碳钢和合金材料按配方量熔融制得，合金材料熔融前还需要进行预处理，具体为：将合金材料粉碎至30-50目后，置于40-50℃的磁化水中浸泡1-2h，再加入占所述合金材料0.1％-0.3％质量的猪油，混合均匀后，向所得混合料中通入0.01-0.1A的电流，保持30-40min，通电过程中，采用绝缘棒不断搅拌，使所述合金材料保持悬浮状态。3.如权利要求1所述的消失模铸造阳极钢爪头的方法，其特征在于，还包括，在冷却成型后，向所得阳极钢爪头的表面喷涂耐腐涂料，所述耐腐涂料的制备方法为：称取2.6-2.8重量份的纳米氧化锆、1.7-1.9重量份的纳米氧化硅、1.2-1.4重量份钕铁硼磁体粉，0.3-0.5重量份的铌粉和0.05-0.1重量份的钯粉，将其置于球磨罐中，进行球磨处理，得球磨粉；将所得球磨粉加入100重量份的铁粉中，混合均匀后，将其投入用磁化水配制的含0.35-0.4M氯化钾的电解液中，沉积2-3h后，过滤，将所得滤渣置于180-200℃下烘干，即得所述耐腐涂料，其中，所述球...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓家宏，黄三财，徐赋，曹建富，陈朝永，黄丽梅，
申请(专利权)人：百色皓海碳素有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45