本发明涉及石墨涂料的生产过程，具体涉及在铝电解生产工程中阳极钢爪和阳极炭块完成磷生铁浇铸时，阳极钢爪表面涂覆的一种水性石墨涂料及其制备方法。
背景技术：
电解铝工业中，阳极钢爪是反复经过磷铁环压脱、残极压脱、钢爪表面抛丸等工序的，一组工序中阳极钢爪的表面抛丸工序完成以后，在使用磷生铁将阳极钢爪与阳极炭块浇铸成一体前，需要在铸钢钢爪表面蘸拭或喷涂一层一定厚度的石墨，目的是使铸钢钢爪、磷铁环之间形成一层导电的隔层，进而便于磷生铁环压脱。当前，国内的电解铝企业普遍采用的是阳极钢爪蘸拭煤油和石墨的搅拌液或者水和石墨的搅拌液的方法来实现上述工艺的，，部分企业也采用压缩空气和石墨的混合喷涂来进行涂层。在水和石墨的搅拌液在使用过程中，石墨颗粒易沉淀，需要定时搅拌，且蘸拭水和石墨的搅拌液的钢爪必须烘干，烘干后形成的石墨层不均匀。煤油和石墨的搅拌液也存在石墨颗粒易沉淀、蘸拭过程中煤油浪费严重、形成的石墨涂层不均匀问题。压缩空气和石墨的混合喷涂的方法仅在部分企业中应用，该方法存在喷涂过程中作业环境恶劣、涂层易被铁水冲掉问题。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种铝电解用阳极石墨涂料及其制备方法，以解决在于铸钢钢爪表面涂层石墨时，石墨颗粒过早沉淀，石墨附着性差，涂层容易脱落等问题。
为满足上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种铝电解用阳极石墨涂料，其特征在于：由以下重量份的原料组成：粉状石墨：20~40份，羧甲基纤维素：1.5~1.8份，甲醛：0.2~0.5份，水：57.7~78.3份。
优选的，所述粉状石墨的粒度大小为500~800目。
优选的，铝电解用阳极石墨涂料的制备方法包括以下的步骤：
第一步：在10℃~70℃的57.7~78.3份水中加入1.5~1.8份的羧甲基纤维素，并进行搅拌，搅拌速率为60~100r/min，搅拌时间为10~15min，使溶液中无羧甲基纤维素固体颗粒；
第二步：在羧甲基纤维素溶液中，再加入20~40份的粉状石墨，加入过程中进行搅拌，搅拌速率60~100r/min，使溶液中无石墨粉团簇时，停止搅拌；
第三步：在加入粉状石墨的羧甲基纤维素溶液中再加入0.2~0.5份的甲醛，并进行搅拌，搅拌速率为60~100r/min，搅拌反应时间为3~5min。
优选的，所述粉状石墨的粒度大小为500~800目。
优选的，所述铝电解用阳极石墨涂料的使用方法为：所述铝电解用阳极采用蘸拭方法涂覆铝电解用阳极石墨涂料，蘸拭时间为15~20s，蘸拭后用60~120s感应线圈或火焰加热进行烘干。
本发明的有益效果为：
（1）本发明中添加的羧甲基纤维素，因为与水有很好的亲和性，加入到水后，能够在水中迅速溶解，提高水粘稠度，从而使含有粉状石墨颗粒的溶液在电解铝用阳极组钢爪表层的附着能力增强，粉状石墨的涂覆厚度增加；添加的粉状石墨颗粒均匀，虽然疏水性强，但由于在溶液中羧甲基纤维素的包裹作用下，避免了加入后迅速沉入溶液底部，使粉状石墨颗粒在溶液中的悬停时间大大增加；粉状石墨颗粒在溶液中由于具有聚集成团簇的倾向，因此，添加甲醛利用其分散作用，消除石墨颗粒的团簇问题。
（2）本发明铝电解用阳极石墨涂料在使用后，涂层的石墨附着性良好，不易脱落。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作更详细的描述：
实施例1
本实施例提供的一种铝电解用阳极石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：粉状石墨：20份，羧甲基纤维素：1.5份，甲醛：0.2份，水：78.3份，其中粉状石墨的粒度大小为500目。
其制备方法包括以下的工艺步骤：
第一步：在温度为10℃的78.3份水中加入1.5份的羧甲基纤维素，并进行搅拌，搅拌速率为60r/min，时间为10min，使熔体中无羧甲基纤维素固体颗粒。
第二步：在羧甲基纤维素溶液中，再加入20份的粉状石墨，加入过程中进行搅拌，搅拌速率为60r/min，使熔体中无明显石墨粉团簇时，停止搅拌；
第三步：在加入粉状石墨的羧甲基纤维素溶液中再加入0.2份的甲醛，并进行搅拌，搅拌速率为60r/min，搅拌和反应时间为3min。
本发明中所得的石墨涂料使用方法步骤为：
第一步：在自动化阳极组装生产线上，位于悬链输送机吊装钟罩中的阳极组，经过循环工序中的磷铁环压脱、残极压脱、阳极钢爪抛丸及后续校直作业后，向所述水性石墨涂料蘸拭工位移动；
第二步：所述阳极组到达水性石墨涂料蘸拭工位后，悬链停止移动，蘸拭工位的plc控制器捕捉阳极组停止信号，再将位于阳极组正下方的盛装有水性石墨涂料的液槽，在plc控制器和液压装置控制下，向所述阳极组方向运动，直至阳极组钢爪头接触水性石墨涂料,接触时间为15s，液槽停止移动并逐步回复到原有位置；
第三步：所述蘸拭有水性石墨涂料的阳极组完成水性石墨涂料蘸拭后，在悬链牵引下，向阳极组烘干工位移动，停止在烘干工位后，在所述烘干设备plc控制器和液压装置控制下，经过60s感应线圈加热进行烘干。
实施例2
本实施例提供的一种铝电解用阳极石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：粉状石墨：30份，羧甲基纤维素：1.7份，甲醛：0.4份，水：67.9份，其中粉状石墨的粒度大小为600目。
其制备方法包括以下的工艺步骤：
第一步：在温度为20℃的67.9份水中加入1.7份的羧甲基纤维素，并进行搅拌，搅拌速率为70r/min，时间为13min，使熔体中无羧甲基纤维素固体颗粒。
第二步：在羧甲基纤维素溶液中，再加入30份的粉状石墨，加入过程中进行搅拌，搅拌速率为70r/min，使熔体中无明显石墨粉团簇时，停止搅拌；
第三步：在加入粉状石墨的羧甲基纤维素溶液中再加入0.4份的甲醛，并进行搅拌，搅拌速率为70r/min，搅拌和反应时间为4min。
本发明中所得的石墨涂料使用方法步骤为：
第一步：在自动化阳极组装生产线上，位于悬链输送机吊装钟罩中的阳极组，经过循环工序中的磷铁环压脱、残极压脱、阳极钢爪抛丸及后续校直作业后，向所述水性石墨涂料蘸拭工位移动；
第二步：所述阳极组到达水性石墨涂料蘸拭工位后，悬链停止移动，蘸拭工位的plc控制器捕捉阳极组停止信号，再将位于阳极组正下方的盛装有水性石墨涂料的液槽，在plc控制器和液压装置控制下，向所述阳极组方向运动，直至阳极组钢爪头接触水性石墨涂料,接触时间为18s，液槽停止移动并逐步回复到原有位置；
第三步：所述蘸拭有水性石墨涂料的阳极组完成水性石墨涂料蘸拭后，在悬链牵引下，向阳极组烘干工位移动，停止在烘干工位后，在所述烘干设备plc控制器和液压装置控制下，经过火焰加热进行烘干。
实施例3
本实施例提供的一种铝电解用阳极石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：粉状石墨：40份，羧甲基纤维素：1.8份，甲醛：0.5份，水：78.3份，其中粉状石墨的粒度大小为800目。
其制备方法包括以下的工艺步骤：
第一步：在温度为30℃的57.7份的水中加入1.8份的羧甲基纤维素，并进行搅拌，搅拌速率为80r/min，时间为15min，使熔体中无羧甲基纤维素固体颗粒。
第二步：在羧甲基纤维素溶液中，再加入40份的粉状石墨，加入过程中进行搅拌，搅拌速率为80r/min，使熔体中无明显石墨粉团簇时，停止搅拌；
第三步：在加入粉状石墨的羧甲基纤维素溶液中再加入0.5份的甲醛，并进行搅拌，搅拌速率为80r/min，搅拌和反应时间为5min。
本发明中所得的石墨涂料使用方法步骤为：
第一步：在自动化阳极组装生产线上，位于悬链输送机吊装钟罩中的阳极组，经过循环工序中的磷铁环压脱、残极压脱、阳极钢爪抛丸及后续校直作业后，向所述水性石墨涂料蘸拭工位移动；
第二步：所述阳极组到达水性石墨涂料蘸拭工位后，悬链停止移动，蘸拭工位的plc控制器捕捉阳极组停止信号，再将位于阳极组正下方的盛装有水性石墨涂料的液槽，在plc控制器和液压装置控制下，向所述阳极组方向运动，直至阳极组钢爪头蘸拭水性石墨涂料的高度为195mm，接触时间为18s，液槽停止移动并逐步回复到原有位置；
第三步：所述蘸拭有水性石墨涂料的阳极组完成水性石墨涂料蘸拭后，在悬链牵引下，向阳极组烘干工位移动，停止在烘干工位后，在所述烘干设备plc控制器和液压装置控制下，经过80s感应线圈加热或火焰加热进行烘干；
本发明中所得的石墨涂料使用方法步骤为：
第一步：在自动化阳极组装生产线上，位于悬链输送机吊装钟罩中的阳极组，经过循环工序中的磷铁环压脱、残极压脱、阳极钢爪抛丸及后续校直作业后，向所述水性石墨涂料蘸拭工位移动；
第二步：所述阳极组到达水性石墨涂料蘸拭工位后，悬链停止移动，蘸拭工位的plc控制器捕捉阳极组停止信号，再将位于阳极组正下方的盛装有水性石墨涂料的液槽，在plc控制器和液压装置控制下，向所述阳极组方向运动，直至阳极组钢爪头接触水性石墨涂料,接触时间为20s，液槽停止移动并逐步回复到原有位置；
第三步：所述蘸拭有水性石墨涂料的阳极组完成水性石墨涂料蘸拭后，在悬链牵引下，向阳极组烘干工位移动，停止在烘干工位后，在所述烘干设备plc控制器和液压装置控制下，经过120s感应线圈加热进行烘干。
实验结果：将实施例1、2和3得到的石墨涂料在烧杯中静置5分钟后，杯底未出现石墨沉淀悬浮效果较好，在静置14小时后，杯底中只出现了少量沉淀。将实施例1、2和3中所得的石墨涂料都经过对应实施例的使用方法后，铝电解用阳极钢爪上的涂层厚度依次为0.3mm、0.4mm和0.5mm，烘干后的涂层石墨附着性良好，不易脱落。