專利名稱：鋁電解槽配套陰極的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽的陰極的加工方法，具體為一種以新生鐵、回
爐鐵、石墨、磷鐵、CaC2、 Si02、 A1203、錳鐵和硅鐵為原料，經(jīng)中頻爐熔煉后 形成的鐵合金液體，在一定工藝條件下對陰極炭塊進(jìn)行澆鑄的鋁電解槽配套 陰極的加工方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外鋁行業(yè)普遍使用霍爾-埃魯型電解槽，該型電解槽的陰極炭塊 既是導(dǎo)電材料，又是構(gòu)成槽膛的耐火材料。近年來，隨著電解槽向著大容量、 自動化方向的發(fā)展，陰極炭塊同導(dǎo)電母線的連接仍依靠傳統(tǒng)的鋼棒糊，陰極 壓降高達(dá)400mv，使用700天后，陰極壓降能達(dá)到600mv以上，嚴(yán)重影響了電 解槽電流效率的提高，增加了生產(chǎn)成本，實(shí)驗(yàn)表明，電解槽使用1600天后就 不再盈利，主要原因就是陰極電耗過高，維護(hù)成本大造成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的鋁電解槽陰極的電耗過高，維護(hù)成本 大的等問題，而提出一種鋁電解槽配套陰極的加工方法。
本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的， 一種鋁電解槽配套陰極的加工方法， 包括陰極和陰極鋼棒的預(yù)熱準(zhǔn)備，配料，熔煉，澆鑄，
澆鑄前需將陰極和鋼棒預(yù)熱至200-60(TC;鐵合金澆鑄陰極時的溫度為 1300-1450°C，澆鑄用鐵合金的各類原料的配比為新生鐵和或回爐鐵，石墨，磷鐵，CaC2， Si02， A1203，錳鐵，硅鐵；石墨以顆?；蚍哿闲问郊尤?，其灰分 含量小于0.5%;配入的CaC2， Si02和Al20s的工業(yè)純度不低于70%;經(jīng)過熔煉 后的鐵合金的主要成分為鐵含量90-97%，炭含量2. 5-4. 0%，磷含量0. 5_2%， 硫含量低于0.2%，錳含量0.2-1%,硅含量為1. 5-3. 0%。
陰極炭塊為石墨質(zhì)陰極炭塊或石墨化陰極炭塊或惰性陰極炭塊；石墨以 顆?；蚍哿闲问郊尤?，其灰分含量小于0.5%;配入的CaC2， Si02和Al203的工 業(yè)純度不低于70%。
按照本發(fā)明所述的鋁電解槽配套陰極的澆鑄技術(shù)得到的陰極，與己有技 術(shù)相比，陰極壓降降低15-30%，陰極的維護(hù)成本降低50%，電流效率提高1%, 從而降低了原鋁的生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
首先將陰極炭塊和鋼棒進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為20(TC，保溫待用。然后選 擇預(yù)熱好的中頻爐，添加0.5%石墨放入中頻爐爐底，加入50%新生鐵、3%磷 鐵、0.5%錳鐵、0.25%CaC2、 1%硅鐵、44.25%回爐鐵，送電加熱熔煉，在熔煉 過程中每隔20分鐘電磁攪拌一次，攪拌時間3-5分鐘，當(dāng)溫度達(dá)到135(TC時 保溫120分鐘，然后再升溫到1450°C,配入0.25呢Si02、 0. 5%A1203，除渣后倒 入澆包，對預(yù)熱好的陰極炭塊和鋼棒進(jìn)行澆鑄組裝。經(jīng)過熔煉后的鐵合金的 主要成分符合以下要求鐵含量90-97%，炭含量2.5-4.0%，磷含量0. 5-2%， 硫含量0-0.2%，錳含量0.2-1%，硅含量為1.5-3.0%。以上均為質(zhì)量比例。
將制作好的陰極組冷卻，待溫度達(dá)到室溫時即可進(jìn)行上槽作業(yè)，陰極壓 降低于280mv。實(shí)施例2
首先將陰極炭塊和鋼棒進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為50(TC，保溫待用。然后選 擇預(yù)熱好的中頻爐，添加1%石墨放入中頻爐爐底，加入30%新生鐵、2%磷鐵、 1%錳鐵、0.25%CaC2、 2%硅鐵、64.75%回爐鐵，送電熔煉，在熔煉過程中每隔 20分鐘電磁攪拌一次，攪拌時間3-5分鐘，當(dāng)溫度達(dá)到135(TC時保溫120分 鐘，然后再升溫到1450°C,配入0.2596Si02、 0. 5%A1203，除渣后倒入澆包，對 預(yù)熱好的陰極炭塊和鋼棒進(jìn)行澆鑄組裝。經(jīng)過熔煉后的鐵合金的主要成分符 合以下要求鐵含量90-97%,炭含量2. 5-4. 0%，磷含量0. 5-2%，硫含量0-0. 2%， 錳含量0.2-1%，硅含量為1. 5-3. 0%。將制作好的陰極組進(jìn)行冷卻，待溫度達(dá) 到室溫時即可進(jìn)行上槽作業(yè)，陰極壓降低于290mv。
實(shí)施例3
首先將陰極炭塊和鋼棒進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為600'C，保溫待用。然后選 擇預(yù)熱好的中頻爐，添加0.8%石墨放入中頻爐爐底，加入20%新生鐵、1%磷 鐵、1%錳鐵、0.25%CaC2、 1.5%硅鐵、75.75%回爐鐵，送電熔煉，在熔煉過程 中每隔20分鐘電磁攪拌一次，攪拌時間3-5分鐘，當(dāng)溫度達(dá)到135(TC時保溫 120分鐘，然后再升溫到1450°C，配人0.25。/。Si02、 0. 5%A1203，除渣后倒入澆 包，對預(yù)熱好的陰極炭塊和鋼棒進(jìn)行澆鑄組裝。經(jīng)過熔煉后的鐵合金的主要 成分符合以下要求鐵含量90-97%，炭含量2.5-4.0%，磷含量0. 5-2%，硫含 量0-0. 2%，錳含量0. 2-1%,硅含量為1. 5-3. 0%。將制作好的陰極組進(jìn)行冷卻， 待溫度達(dá)到室溫時即可進(jìn)行上槽作業(yè)，陰極壓降低于300mv。
權(quán)利要求
1、一種鋁電解槽配套陰極的加工方法，包括陰極和陰極鋼棒的預(yù)熱準(zhǔn)備，配料，熔煉，澆鑄，其特征在于澆鑄前需將陰極和鋼棒預(yù)熱至200-600℃；鐵合金澆鑄陰極時的溫度為1300-1450℃，澆鑄用鐵合金原料為，新生鐵和或回爐鐵、石墨、磷鐵、CaC2、SiO2、Al2O3、錳鐵、硅鐵；熔煉后的成分含量為鐵含量90-97％，炭含量2.5-4.0％，磷含量0.5-2％，硫含量低于0.2％，錳含量0.2-1％，硅含量為1.5-3.0％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽配套陰極的加工方法，其特征在于 陰極炭塊為石墨質(zhì)陰極炭塊或石墨化陰極炭塊或惰性陰極炭塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁電解槽配套陰極的加工方法，其特征在于炭原料的石墨以顆?；蚍哿闲问郊尤?，其灰分含量小于0. 5%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽配套陰極的加工方法，其特征在于 配入的CaC2、 Si02、八1203的工業(yè)純度不低于70%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽的陰極的加工方法，具體為一種以新生鐵、回爐鐵、石墨、磷鐵、CaC₂、SiO₂、Al₂O₃、錳鐵和硅鐵為原料，經(jīng)中頻爐熔煉后形成的鐵合金液體，在一定工藝條件下對陰極炭塊進(jìn)行澆鑄的鋁電解槽配套陰極的加工方法。解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的鋁電解槽陰極的電耗過高，維護(hù)成本大的等問題。陰極和陰極鋼棒的預(yù)熱準(zhǔn)備，配料，熔煉，澆鑄，熔煉后的成分含量為鐵含量90-97％，炭含量2.5-4.0％，磷含量0.5-2％，硫含量低于0.2％，錳含量0.2-1％，硅含量為1.5-3.0％。與已有技術(shù)相比，陰極壓降降低15-30％，陰極的維護(hù)成本降低50％，電流效率提高1％，從而降低了原鋁的生產(chǎn)成本。
文檔編號C22C33/00GK101597771SQ200910074999
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者周艷桃, 張喜榮, 張安全, 張甲子, 楊從國, 溫俊華, 潘培中, 肖利峰, 路偉紅, 杰 陳 申請人:山西華澤鋁電有限公司