一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法技术

本申请公开了一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法，先得到粉料和四级骨料，并确定骨料和粉料的占比后干混；之后加入占比为21.9％、软化点为105

【技术实现步骤摘要】
一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法


[0001]本申请涉及铝电解槽阴极炭块加工领域，尤其涉及一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法。

技术介绍

[0002]为提高市场竞争力，电解铝企业广泛采用强化生产，在不改变或很少改变电解槽结构的条件下，提高电流密度，增加电解槽的生产能力。导电性是高导电铝用阴极炭块的关键性能指标，也是现行铝电解工业中亟需改善的问题。
[0003]目前，按有色金属行业标准YS/T 699
‑
2018，品质最佳的石墨化阴极炭块的性能指标为电阻率≤12μΩ.m。随着电解铝行业产能达到天花板，电解槽强化电流已成为各大电解铝企业的首选，高导电性石墨化阴极炭块需求也进一步加大，要求石墨化阴极炭块电阻率≤10μΩ.m，且要保证炭块寿命，耐压强度要≥24MPa。因此，急需研制高导电铝用石墨化阴极炭块，以适应电解铝企业对高品质石墨化阴极炭块的需求，达到提高电解槽节能要求，促进电解铝行业高效能、低排放的发展目标。现今主要采用合焦碳和含碳粒子混合后加入粘结剂，混匀后通过压型、焙烧、石墨化得到由石墨组成的阴极块。
[0004]然而，采用现有的方式生产的石墨化阴极炭块的电阻率仅可最低达到11μΩ.m，意味着导电性能是次优的。现今，高导电石墨化炭块常采用针状焦生产，针状焦较普通煅后石油焦生产的石墨化阴极炭块有更高的石墨化度，从而提高阴极块电阻率，以针状焦生产的石墨化阴极炭块最低可达8μΩ.m，但是，针状焦较普通煅后石油焦生产石墨化阴极炭块加了4000元/吨的成本，且耐压强度随着石墨化度提高而降低。因此，改进常规生产方法得到优选压型工艺，在不增加生产成本、降低生产效率的前提下研制出电阻率更低，导电性能更好，寿命不更长的炭块是目前研究的主要方向。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法，解决了现有技术中采用传统的生产方式制备石墨化阴极炭块电阻率高不达标，以及导电性能差的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供了一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法，包括：
[0007]将干料依次经破碎、磨粉、筛分得到多个规格的骨料颗粒以及粉料，其中，骨料颗粒包括8
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4mm的一级骨料，4
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1mm的二级骨料、2
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1mm的三级骨料及1
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0mm的四级骨料，所述8
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4mm的一级骨料占比为10％
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15％，所述4
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1mm的二级骨料占比为14％
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18％，所述2
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1mm的三级骨料的占比为23％
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25％，所述1
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0mm的四级骨料占比为22％
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28％，所述粉料占比为20％
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25％；
[0008]将所述骨料颗粒和所述粉料放入混捏锅内干混得混合干料，并同时预热，向所述混合干料中加入预热后的粘结剂，其中，所述混捏温度为175℃，所述干混时间为30
‑
50分钟，所述粘结剂的占比为21.9％，所述粘结剂软化点的控制范围为105
‑
112℃；
[0009]将所述混合干料与所述粘结剂加热混匀后转运至振动成型机以将糊料振实为长方体形状生坯；
[0010]对所述生坯进行冷却后转运至焙烧炉进行碳化，通过最高1100℃高温得到石墨化焙烧坯；
[0011]将所述石墨化焙烧坯进行冷却后转运至石墨化炉进行石墨化，通过2500℃高温得到石墨化坯，并根据送电时间和送电功率对石墨化送电曲线进行优化；
[0012]将石墨化坯转运至组合铣床，并按照设计图纸加工成不同规格的炭块。
[0013]优选地，所述8
‑
4mm的一级骨料占比为10％，所述4
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1mm的二级骨料占比为15％，所述2
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1mm的三级骨料的占比为25％，所述1
‑
0mm的四级骨料占比为22％，所述粉料占比为25％。
[0014]优选地，所述干料包括煅后石油焦以及石墨碎。
[0015]优选地，所述粘结剂包括改质沥青。
[0016]优选地，所述根据送电时间和送电功率对石墨化送电曲线进行优化具体为：
[0017]控制所述送电时间最长为20小时，所述送电功率最大为15000千瓦。
[0018]优选地，所述煅后石油焦为YJDS
‑
1煅后石油焦。
[0019]优选地，所述振动成型机的重锤比压为0.15、气囊压力为2.8、一次振动时间为40秒，二次振动时间为70秒。
[0020]相比于现有技术，本申请所提供的一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法，先将干料依次经破碎、磨粉、筛分得到多个规格的骨料颗粒以及粉料，骨料颗粒包括8
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4mm、4
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1mm、2
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1mm以及1
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0mm四个等级，且占比分别为10％
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15％、14％
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18％、23％
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25％、22％
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28％，粉料占比为20％
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25％，目的是提高原料配比的稳定性；之后将各级骨料颗粒和粉料干混后，加入占比为21.9％、软化点为105
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112℃的粘结剂湿混，在175℃下进行混合，提高粘结剂的浸润效果，保证粘结剂具有较好的流动性及浸入骨料孔隙的充分性；接着将混合料依次制成生坯、石墨化焙烧坯、石墨化坯，并根据送电时间和送电功率对石墨化送电曲线进行优化，确保石墨化坯的电阻率在较短的时间内降低至合格值，最后将石墨化坯转运至组合铣床，加工得炭块。尽管本专利技术没有增加干料比例，更没有使用特殊焦型，但阴极块导电性能获得以提升，因为使用了最优地料粒度配比和粘结剂配比，优化了湿混温度以提升糊料塑性，生坯内部结构均质且稳定，配合优化的石墨化曲线，电阻率显著降低。制得的炭块电阻率最低达到7μΩ.m，且耐压强度≥24Mpa。
附图说明
[0021]为了更清楚的说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例所提供的一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例所提供的一种焙烧升温曲线图；
[0024]图3为本专利技术实施例所提供的一种石墨化送电曲线图对比图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。
[0026]本申请的核心是提供一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法，可以解决现有技术中采用传统的生产方式制备石墨化阴极炭块电阻率高不达标，以及导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝电解用高导电石墨化炭块的制备方法，其特征在于，包括：将干料依次经破碎、磨粉、筛分得到多个规格的骨料颗粒以及粉料，其中，骨料颗粒包括8
‑
4mm的一级骨料，4
‑
1mm的二级骨料、2
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1mm的三级骨料及1
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0mm的四级骨料，所述8
‑
4mm的一级骨料占比为10％
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15％，所述4
‑
1mm的二级骨料占比为14％
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18％，所述2
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1mm的三级骨料的占比为23％
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25％，所述1
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0mm的四级骨料占比为22％
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28％，所述粉料占比为20％
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25％；将所述骨料颗粒和所述粉料放入混捏锅内干混得混合干料，并同时预热，向所述混合干料中加入预热后的粘结剂，其中，所述混捏温度为175℃，所述干混时间为30
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50分钟，所述粘结剂的占比为21.9％，所述粘结剂软化点的控制范围为105
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112℃；将所述混合干料与所述粘结剂加热混匀后转运至振动成型机以将糊料振实为长方体形状生坯；对所述生坯进行冷却后转运至焙烧炉进行碳化，通过最高1100℃高温得到石墨化焙烧坯；将所述石墨化焙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建平，张鸿儒，陈升，锁明敏，路海，尹训铜，张永刚，胡江涛，董璇，王维祥，刘宁，谢文涛，黄建勇，罗勇，马小龙，吴建城，周保家，简国锋，曹光辉，徐兆康，赵强，
申请(专利权)人：国电投宁夏能源铝业青鑫炭素有限公司，
类型：发明
国别省市：