专利名称：一种铝电解用磷生铁阴极的制备方法
技术领域：
本发明涉及铝电解技术领域，是一种用于铝电解过程中磷生铁阴极的制备方法。
背景技术：
铝电解用阴极是由碳块、方钢两部分组成。其组合方式为先将阴极碳块和阴极 方钢加热到200°C以上，再将加热好的热冷捣糊均勻地撒在阴极碳块的燕尾槽底部，用工具 扎实后放入阴极方钢，最后在方钢两侧用热捣糊扎实，此组合方式有以下缺点一是最先扎 在燕尾槽底部的热捣糊与阴极方钢表面全靠方钢自重压力使两者接触，加之受阴极方钢加 热变形等因素影响两者之间接触不会很好。二是在扎热捣糊过程中，受温度、人为因素等影 响，扎固质量较难控制。三是阴极碳块、糊料、方钢三者之间因受温度差异、材质差异、应力、 膨胀系数影响，当温度发生改变后，接触面间难免会出现接触不太紧密现象。四是热捣糊料 受批次、原料配比等因素影响，导电率会发生变化。
发明内容
本发明的目的是针对阴极碳块与方钢组合方式在传统的钢棒糊夯实工艺技术上 存在的不足，提供一种能有效解决阴极碳块与方钢联接不好的问题，同时又能有效地降低 了铝电解过程中的阴极压降，从而降低了铝电解过程中生产成本的铝电解用磷生铁阴极的 制备方法。解决本发明的技术问题所采用的技术方案为方钢与阴极碳块的预组合体进行密 封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热并 保温，运出均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，浇铸好后，再进行密封处理，即将箱体 内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，再放入常温下自然冷却，得到的磷生铁阴极 即可用在铝电解的生产中。本发明主要的技术条件是(1)磷生铁的所含的杂质含量的重量百分比组分为Mn :0. 2 1. 2%，P :0. 4 1. 8%，Si :1· 5 4. 5%，C :2· 5 3. 7%，S < 0. 3%。(2)加热设备为均热炉，均热炉内的温度为400 1000°C，保温时间为4 24h。(3)制备磷生铁阴极过程中需要将阴极碳块与阴极方钢做密封处理，将箱体内氧 气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化。本发明的有益效果是磷生铁阴极应用于铝电解中，使得铝电解过程中阴极压降 得到了很大程度的下降，从而使得铝电解过程中所消耗的电耗得以大大的降低，同时也延 长了阴极的使用寿命。磷生铁阴极的生产对环境没有任何污染，产品的经济效益显著。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1:阴极方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极 方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热，加热温度为450°C，并保温5小时，运出均 热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，再进行密封处理，将箱体内氧气排出，再放入常温下 自然冷却，得到的磷生铁阴极即可用在铝电解的生产中。磷生铁的所含的杂质含量的重量 百分比为:Mn 0. 2%, P :0. 4%, Si :1· 5%, C :2· 5%, S < 0. 3%0将制备好的磷生铁阴极应用在铝电解槽中，比较磷生铁阴极与传统热捣糊阴极的 压降差别。结果磷生铁阴极使用过程时，单块磷生铁阴极的压降为18. OmV,比热捣糊阴极 降低6. OmV。整个电解槽的阴极压降也从340mV下降到247mV。实施例2:阴极方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极 方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热，加热温度为650°C，并保温10小时，运出 均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，再进行密封处理，将箱体内氧气排出，再放入常温 下自然冷却，得到的磷生铁阴极即可用在铝电解的生产中。磷生铁的所含的杂质含量的重 量百分比为:Mn 1. 2%, P :1. 8%, Si :4· 5%, C :3· 7%, S < 0. 3%0将制备好的磷生铁阴极应用于铝电解槽中，比较磷生铁阴极与热捣糊阴极的压降 差别。结果磷生铁阴极使用过程时，单块磷生铁阴极的压降为17. 4mV,比热捣糊阴极降低
6.6mV。整个电解槽的阴极压降也从340mV下降到246mV。实施例3阴极方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极 方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热，加热温度为800°C，并保温20小时，运出 均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，再进行密封处理，将箱体内氧气排出，再放入常温 下自然冷却，得到的磷生铁阴极即可用在铝电解的生产中。磷生铁的所含的杂质含量的重 量百分比组分为Mn 0. 8%, P :1. 2%, Si 3. 5%, C 3. 1%, S < 0. 3%。将制备好的磷生铁阴极应用在铝电解槽中，比较磷生铁阴极与热捣糊阴极的压降 差别。结果磷生铁阴极使用过程时，单块磷生铁阴极的压降为16. 8mV,比热捣糊阴极降低
7.2mV。整个电解槽的阴极压降也从340mV下降到244mV。
权利要求
1.一种铝电解用磷生铁阴极的制备方法，其特征在于方钢与阴极碳块的预组合体进 行密封处理，即将箱体内氧气排出，然后放入均热炉内加热并保温，运出均热炉后用预先准 备好的磷生铁水浇铸，浇铸好后再进行密封处理，即将箱体内氧气排出，再放入常温下自然 冷却，制得的磷生铁阴极即可用于铝电解的生产中。
2.根据权利要求1所述的铝电解用磷生铁阴极的制备方法，其特征在于磷生铁的所含 的杂质含量的重量百分比组分为Mn :0. 2 1. 2%，P :0. 4 1. 8%，Si :1. 5 4. 5%，C 2. 5 3. 7%, S < 0. 3%。
3.根据权利要求1所述的铝电解用磷生铁阴极的制备方法，其特征在于均热炉内的温 度为400 1000°C，保温时间为4 24h。
全文摘要
本发明涉及一种铝电解工业中磷生铁阴极的制备方法。即将阴极方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热到400～1000℃，保温4～24h，运出均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，浇铸好后，再进行密封处理，将箱体内氧气排出，再放入常温下自然冷却。本发明工艺简单，生产处理成本低。生产出来的磷生铁阴极能够有效降低铝电解的阴极压降，大大降低铝电解过程的电耗，产品应用后能耗大幅度下降，同时也延长了阴极的使用寿命，经济效益显著。
文档编号C25C3/08GK102002732SQ20101056931
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者丁吉林, 信伟松, 普光平, 杨叶伟, 熊自勇, 王建平, 王跃全, 赵仕堂, 赵瑞敏, 陈才荣, 陈渝, 颜非亚, 龙国辉 申请人:云南云铝涌鑫铝业有限公司