[發明專利]一種復合碳塊及其生產工藝

無效

• 申請號: 201210248035.8
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102786310A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李厚獻;謝有贊;李真
• 申請（專利權）人: 湖南汨特科技新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/532;C04B35/622
• 代理公司: 岳陽市大正專利事務所 43103
• 代理人: 皮維華

技術領域

本發明涉及一種復合碳塊及其生產工藝。

背景技術

在電化學鋁、氟化鹽等生產過程中，陽極碳塊處于硫酸根，硝酸、堿、鈹離子、冰晶一氧化鋁熔鹽電解質這中，承受著高溫、電解質及電解過程的復雜反應生成物，還有電磁場熱沖擊的作用，因此，電解槽的陽極碳塊的破損是很嚴重的，引起電化學碳塊破損腐蝕的原因主要有以下幾個方面：1.陽極材料的膨脹與收縮；2.氟化鹽、硫酸根，硝酸、堿、鈹離子向碳塊內襯的侵入；3.電解質和鋁根滲透；4.電化學化學腐蝕；5.空氣氧化；6.內襯材料的質量；7.內襯砌筑質量；8.電解槽預熱、起動、操作、管理方面的原因，因此如何解決電化學碳塊的破損問題，是本領域研究的一大難題。現在碳塊的生產工藝采用的工藝是：使用原材料（石油焦、電煅無煙煤、石墨化碎）加煤瀝青——混合（捏）——成形——焙燒——浸漬——石墨化——外尺寸加工——成品，這樣制成的碳塊存在不耐腐蝕，使用壽命短，生產成本較高的缺點，而且造成電化學使用壽命縮短。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐腐蝕，使用壽命長，生產成本低，且電化學使用壽命縮長的復合碳塊及其生產工藝。

本發明采用的技術方案是：一種復合碳塊，其特征在于：由石油焦、石墨化焦、煤瀝青、超細碳化硅粉經細粉、糊料多次軋輥、等靜壓成型、焙燒、石墨化制成，所述各成分的質量百分比如下：石油焦67～69%，煤瀝青28～30%，碳化硅粉1～2%，石墨化焦粉2～3%。

上述復合碳塊的生產工藝，包括如下過程：

（1）先將石墨化焦粉、石油焦、碳化硅粉細粉為500目的粉末；

（2）按質量百分比取石油焦67～69%，煤瀝青28～30%、碳化硅粉1～2%在混捏鍋內混合，并160-170℃下混捏；

（3）將混捏后的糊料多次軋輥成3mm厚的薄片；

（4）將軋輥后的薄片進懸輥磨磨粉成200目的細粉；

（5）細粉進模壓機等靜壓成生坯碳塊；

（7）然后在2200-2700℃加入質量百分比2～3%的石墨化焦粉石墨化，可獲得碳塊；

（8）在所得碳塊表面涂上高溫抗氧化涂料形成薄膜后,得成品。

所述高溫抗氧化涂料是用質量百分比氧化鋯10-12%、氧化鋁15-17%、氧相硅8-10%的超細粉料，加水60～65%和8～10%懸浮劑，經高速攪拌，形成乳狀膠凝物。

本發明采用等靜壓生產密度同性石墨，超細高純石墨，特別研究在碳塊表面涂覆一種高溫抗氧化涂料，高溫涂料（或成涂膠狀）采用氧化鋯、氧化鋁，超細粉膠，涂覆在碳塊表面。

本發明所得碳塊不是一般質量的碳塊，是一種等靜壓特種石墨，同時采用高溫抗氧化涂料涂覆一薄層和采用高溫抗氧化涂料直接浸漬，不同以往的二次焙燒，完全可以解決高溫抗氧化問題，并且不腐蝕碳塊，延長設備壽命，降低碳的排放，抗渣性好，不損失碳塊導電性，電阻率能保持在10-15μΩ·m。

具體實施方式

根據具體實施例對本發明作進一步說明如下：

實施例1

（1）先將石墨化焦粉、石油焦、碳化硅粉細粉為500目的粉末；

（2）按質量百分比取石油焦67.5g?，煤瀝青28?g、碳化硅粉1?g在混捏鍋內混合，并在160-170℃下混捏；

（3）將混捏后的糊料多次軋輥成3mm厚的薄片；

（4）將軋輥后的薄片進懸輥磨磨粉成200目的細粉；

（5）細粉進模壓機等靜壓成生坯碳塊；

（6）制得生坯碳塊在焙燒爐中，在1100～1250℃下焙燒；

（7）然后在2200-2700℃加入質量百分比2.5g?的石墨化焦粉石墨化，可獲得碳塊；

（8）在所得碳塊表面涂上高溫抗氧化涂料形成薄膜后,得成品。

所述高溫抗氧化涂料是用質量百分比氧化鋯10-12%、氧化鋁15-17%、氧相硅8-10%的超細粉料，加水60～65%和8～10懸浮劑，經高速攪拌，形成乳狀膠凝物。

制得成品碳塊參數如下：電阻率9.1μΩ·m，抗折強度35Mpa，導熱率108w/k·m。

實施例2

（1）先將石墨化焦粉、石油焦、碳化硅粉細粉為500目的粉末；

（2）按質量百分比取石油焦69g?，煤瀝青28g、碳化硅粉2?g在混捏鍋內混合，并在160-170℃下混捏；

（3）將混捏后的糊料多次軋輥成3mm厚的薄片；

（4）將軋輥后的薄片進懸輥磨磨粉成200目的細粉；