1.本发明属于铝电解槽焙烧技术领域，涉及一种铝电解槽焙烧专用保温板材及其生产方法。
背景技术：
2.铝电解槽焙烧技术主要有燃气焙烧和焦粒焙烧两种。燃气焙烧是近10年来在铝电解行业新兴起的焙烧方法，并且应用日益广泛，铝电解槽燃气焙烧时，首先需要在电解槽炉膛内部形成一定容积的空腔，以便于高温烟气的流动和焙烧均匀，因此，通常将阳极提高，使阳极底掌距离阴极表面一定的高度，并在阳极中缝和碳间缝上铺设保温板，然后在阳极表面和四周铺盖一定厚度的覆盖料进行保温；焦粒焙烧经常也需要在阳极中缝和碳间缝上铺设保温板，以便于测温和观察焙烧槽槽内状况。
3.现有技术中的铝电解槽焙烧时，阳极中缝和碳间缝所采用的保温板材通常为陶瓷纤维板、石棉板、硅酸钙板、钢板等的一种或几种搭配使用。采用陶瓷纤维板、石棉板、硅酸钙板时，焙烧结束后不易彻底取出，其落入电解槽内会污染电解质，造成铝液中的硅含量过高，降低铝液品质，并且陶瓷纤维板、石棉板、硅酸钙板每焙烧1台电解槽后材料烧损破碎严重，不能重复利用；采用钢板时，焙烧结束后钢板上部的覆盖料高温板结，致使取钢板的劳动强度较大，并且钢板氧化同样会污染电解质，造成铝液中的铁含量过高，降低铝液品质。
4.因此，现有的陶瓷纤维板、石棉板、硅酸钙板、钢板等保温板材不是特别适用于电解槽焙烧时的保温密封。
技术实现要素：
5.有鉴于此，本发明确有必要提供一种铝电解槽焙烧专用保温板材及其生产方法，以解决上述问题。
6.本发明主要提供一种以铝电解生产原辅物料为主要原料，生产的铝电解槽焙烧专用保温板材产品及其生产方法，该产品可替代传统技术阳极中缝和碳间缝所使用的陶瓷纤维板、石棉板、硅酸钙板、钢板等板材，焙烧结束后不需取出，其材料进入电解槽后成为生产原料，不污染电解质和铝液。
7.具体地，本发明采用的技术方案如下：一种铝电解槽焙烧专用保温板材，它由以下质量百分比的原料组成：铝电解阳极覆盖料52～69%、锯末3～10%和酚醛树脂28～38%。
8.基于上述，所述铝电解阳极覆盖料为铝电解生产过程中，残极清理及面壳块破碎过程中产生的阳极覆盖料，其粒径不大于6 mm。如此，不但使得所述铝电解槽焙烧专用保温板材具有保温性能，还能降低铝电解槽焙烧专用保温板材的生产成本。其中，本文中的“铝电解阳极覆盖料”来源于各铝电解厂的阳极上的覆盖料。
9.基于上述，所述铝电解阳极覆盖料包括粒径为3～6 mm的大颗粒、1～3 mm的中颗粒和0～1 mm的小颗粒，且所述大颗粒、中颗粒、小颗粒的质量比为10～15 : 15～20 : 27
～44。如此，三种粒度的铝电解阳极覆盖料配合使得所述铝电解槽焙烧专用保温板材便于成型，并具有较高的强度和较好的均匀性。
10.基于上述，所述酚醛树脂为热固性酚醛树脂。
11.基于上述，所述锯末的粒径0～2 mm。
12.本发明还提供一种上述铝电解槽焙烧专用保温板材的生产方法，依次包括工序：原料混配、模具成型和焙烧。
13.基于上述，所述原料混配的工序包括：先将铝电解阳极覆盖料和锯末进行干混，再加入酚醛树脂进行湿混，直至物料混合成可揉捏成形的状态，得到混配料。
14.基于上述，所述模具成型的工序包括：将所述混配料置于模具中，并采用振动成型法将所述模具中的混配料振实，得到成型板材坯。
15.基于上述，所述焙烧的工序包括：将所述成型板材坯置于焙烧炉中，在400～600℃进行焙烧处理，制得铝电解槽焙烧专用保温板材。其中，在所述成型板材坯焙烧过程中，其中的原料锯末和酚醛树脂被氧化燃烧形成孔隙，从而使得最终制得的所述保温板材的成分为铝电解阳极覆盖料。
16.基于上述，所述焙烧的工序包括步骤：将所述成型板材坯在窑车上进行码垛，所述成型板材坯的间距为40～80 mm；将码垛结束后的窑车送入焙烧炉，关闭炉门，即可开始点火焙烧；在400～600℃焙烧1～12 h，获得所述铝电解槽焙烧专用保温板材。
17.基于上述生产方法，还包括切割加工的工序：将所述铝电解槽焙烧专用保温板材切割加工成预设的规格。具体地，焙烧后的板材经检查合格后，可分别锯切成400
×
1000
×
50 mm、150
×
500
×
10 mm等常用规格尺寸；或根据用户需求定制锯切为相关尺寸。
18.在本发明提供的铝电解槽焙烧专用保温板材的配方中，各原料的作用如下：铝电解阳极覆盖料为主要原料，其成分与铝电解槽中物料比较接近，主要起到保温作用，其含量与保温板材的保温及强度等性能密切相关。若该原料的含量比较小，则影响保温板材的保温性能和强度；若其含量比较大，则不利于保温板材成型，所以，铝电解阳极覆盖料的含量限定在52～69%。
19.锯末主要起到造孔的作用，相当于造孔剂。在保温板材生产过程中，锯末在焙烧时被氧化形成气体，从而在保温板材中形成气孔。所以锯末的含量及粒径影响保温板材的气孔率及气孔的孔隙，进而会影响保温板材的保温性能。若锯末的含量比较小，则保温板材的气孔率低，保温系数低；若锯末的含量比较大，则保温板材的气孔率会比较大，同样会降低保温板材的保温系数。所以，锯末的含量限定在3～10%。
20.酚醛树脂作为粘结剂，主要起到粘结各物料，使原料铝电解阳极覆盖料成型的作用。若酚醛树脂的含量比较大，则保温板材易变型，不容易定型；若酚醛树脂的含量比较小，则容易出现物料混合不均匀，不易粘结成型。所以，酚醛树脂的含量限定在28～38%。
21.因此，本发明提供的上述保温板材的体积密度为1.05～1.50 g/cm3，耐压强度达到3.3 mpa及以上，可耐1300℃高温，并能熔解于熔融的电解质中，符合铝电解槽焙烧时的保温密封需求，能够用作铝电解槽焙烧专用保温板材。由于所述保温板材中的主要成分为铝电解阳极覆盖料，且铝电解阳极覆盖料与铝电解槽物料的成分接近，因此所述保温板材经铝电解槽焙烧结束后不需取出，其材料进入电解槽后成为生产原料，不污染电解质和铝液，不但减少了人工工作量，而且实现了铝电解阳极覆盖料的循环利用；如此，同时减少了
陶瓷纤维板、石棉板、硅酸钙板等一次性原材物料的浪费，有助于企业降本增效，有助于社会资源浪费减少。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的铝电解槽焙烧专用保温板材的使用状态照片图，其中，该图中填充于阳极中缝和碳间隙中的长条型板材即为本发明实施例提供的保温板材。
具体实施方式
23.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
24.实施例1本发明实施例提供一种铝电解槽焙烧专用保温板材，其包括以下质量百分比的原料：铝电解阳极覆盖料63%、0～2 mm的锯末5%和热固性酚醛树脂32%，其中，3～6 mm的大颗粒阳极覆盖料占比15%、1～3 mm的中颗粒阳极覆盖料占比15%、0～1 mm的小颗粒阳极覆盖料占比33%。
25.本实施例还提供一种上述保温板材的生产方法，包括以下工序：原料准备、第1道工序，按照本实施例准备上述3种原料：铝电解阳极覆盖料、锯末、热固性酚醛树脂，且所述大颗粒铝电解阳极覆盖料包括大颗粒、中颗粒和小颗粒；称重计量、按照本实施例提供的上述比例称重大颗粒铝电解阳极覆盖料、中颗粒铝电解阳极覆盖料、小颗粒铝电解阳极覆盖料和锯末，并将称重后的物料送入混捏锅中；原料混配、该工序共分3步，1）将所述称重计量工序称取的铝电解阳极覆盖料和锯末送至混合机的物料进行干混60 min；2）按照本实施例的比例称重酚醛树脂，并送入所述混合机中；3）所述混合机中各物料湿混90 min，将其中的物料混配成可揉捏成形的状态，混配结束，得到混配料；磨具成型、先将所述混配料置于磨具中，再将盛有混配料的磨具置于成型机中，然后采用振动成型方式通过所述成型机的高频振动，将模具中的物料振实，得到未烧结的成型板材坯；焙烧、该工序包括：1）将所述成型板材坯放在窑车上进行码垛，且成型板材坯的间距为80 mm；2）码垛结束后将窑车送入焙烧炉，关闭炉门，即可开始点火焙烧；3）在600℃焙烧2h，获得所述铝电解槽焙烧专用保温板材；切割加工：焙烧制得的铝电解槽焙烧专用保温板材经检查合格后，锯切成400
×
1000
×
50 mm，即生产得到铝电解槽焙烧专用保温板材成品，如图1所示的长条型保温板材。
26.按行业标准gb/t2998-2001、gb/t5072-2008、gb/t7322-2007提供的方法，分别测定本实施例提供的上述铝电解槽焙烧专用保温板材成品的体积密度、耐压强度和耐火度。经检测，本实施例提供的上述铝电解槽焙烧专用保温板材成品的体积密度1.45～1.50 g/cm3，耐压强度3.6 mpa，可耐1300℃高温，可溶解于熔融电解质。因此，本实施例提供的保温板材可替代传统技术阳极中缝和碳间缝所使用的陶瓷纤维板、石棉板、硅酸钙板、钢板等板材；铝电解槽焙烧结束后不需取出，其材料进入电解槽后成为生产原料，不污染电解质和铝液。
27.实施例2
本实施例提供一种铝电解槽焙烧专用保温板材，其包括以下质量百分比的原料：铝电解阳极覆盖料61%、0～2 mm的锯末7%和热固性酚醛树脂32%，其中，3～6 mm的大颗粒阳极覆盖料占比13%、1～3 mm的中颗粒阳极覆盖料占比15%、0～1 mm的小颗粒阳极覆盖料占比33%。
28.本实施例还提供一种上述铝电解槽焙烧专用保温板材的生产方法，该生产方法与实施例1提供的生成方法基本相同，主要不同之处在于：原料混配工序中先干混20 min，再加入酚醛树脂后湿混40 min；焙烧工序中的焙烧温度为500℃、焙烧时间5 h；切割加工工序中将保温板材切割成150
×
500
×
10 mm。
29.采用与实施例1相同的方法检测本实施例提供的上述铝电解槽焙烧专用保温板材成品的性能，经检测，其体积密度1.4～1.45g/cm3，耐压强度3.7mpa，可耐1300
°
c高温，可溶解于熔融电解质。
30.实施例3本实施例提供一种铝电解槽焙烧专用保温板材，其包括以下质量百分比的原料：按照以下原料质量百分比配方进行配比：铝电解阳极覆盖料69%、0～2 mm的锯末3%和酚醛树脂28%；其中，3～6 mm的大颗粒阳极覆盖料占比10%、1～3 mm的中颗粒阳极覆盖料占比15%、0～1 mm的小颗粒阳极覆盖料占比44%。
31.本实施例还提供一种上述铝电解槽焙烧专用保温板材的生产方法，该生产方法与实施例1提供的生成方法基本相同，主要不同之处在于：各物料的配比不同；原料混配工序中先干混50 min，再加入酚醛树脂后湿混70 min；焙烧工序中的焙烧温度为400℃、焙烧时间9 h。
32.采用与实施例1相同的方法检测本实施例提供的上述铝电解槽焙烧专用保温板材成品的性能，经检测，其体积密度1.10～1.15 g/cm3，耐压强度3.4 mpa，可耐1300℃高温，可溶解于熔融电解质。
33.实施例4本实施例提供一种铝电解槽焙烧专用保温板材，其包括以下质量百分比的原料：按照以下原料质量百分比配方进行配比：铝电解阳极覆盖料52%、0～2 mm的锯末10%和酚醛树脂38%；其中，3～6 mm的大颗粒阳极覆盖料占比10%、1～3 mm的中颗粒阳极覆盖料占比15%、0～1 mm的小颗粒阳极覆盖料占比27%。
34.本实施例还提供一种上述铝电解槽焙烧专用保温板材的生产方法，该生产方法与实施例3提供的生成方法基本相同，主要不同之处在于：原料混配工序中先干混40 min，再加入酚醛树脂后湿混80 min；焙烧工序中的焙烧温度为400℃、焙烧时间12 h。
35.采用与实施例1相同的方法检测本实施例提供的上述铝电解槽焙烧专用保温板材成品的性能，经检测，其体积密度1.05～1.10 g/cm3，耐压强度3.6 mpa，可耐1300℃高温，可溶解于熔融电解质。
36.实施例5本实施例提供一种铝电解槽焙烧专用保温板材，其包括以下质量百分比的原料：按照以下原料质量百分比配方进行配比：铝电解阳极覆盖料64%、0～2 mm的锯末5%和酚醛树脂31%，其中，3～6 mm的大颗粒阳极覆盖料占比15%、1～3 mm的中颗粒阳极覆盖料占比20%、0～1 mm的小颗粒阳极覆盖料占比29%。
37.本实施例还提供一种上述铝电解槽焙烧专用保温板材的生产方法，该生产方法与实施例1提供的生成方法基本相同，主要不同之处在于：各物料的配比不同；原料混配工序中先干混45 min，再加入酚醛树脂后湿混75 min；焙烧工序中的焙烧温度为600℃、焙烧时间为1 h。
38.采用与实施例1相同的方法检测本实施例提供的上述铝电解槽焙烧专用保温板材成品的性能，经检测，其体积密度1.35～1.40 g/cm3，耐压强度3.3 mpa，可耐1300℃高温，可溶解于熔融电解质。
39.实施例6本实施例提供一种铝电解槽焙烧专用保温板材，其包括以下质量百分比的原料：按照以下原料质量百分比配方进行配比：铝电解阳极覆盖料58%、锯末8%和酚醛树脂34%；其中，3～6 mm的大颗粒阳极覆盖料占比13%、1～3 mm的中颗粒阳极覆盖料占比20%、0～1 mm的小颗粒阳极覆盖料占比25%。
40.本实施例还提供一种上述铝电解槽焙烧专用保温板材的生产方法，该生产方法与实施例5提供的生成方法基本相同，主要不同之处在于：原料混配工序中先干混30 min，再加入酚醛树脂后湿混80 min；焙烧工序中的焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h。
41.采用与实施例1相同的方法检测本实施例提供的上述铝电解槽焙烧专用保温板材成品的性能，经检测，其体积密度1.25～1.30 g/cm3，耐压强度3.4 mpa，可耐1300℃高温，可溶解于熔融电解质。
42.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。