[发明专利]一种铝用炭素阳极混捏成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝用炭素阳极混捏成型方法，属于铝用炭素阳极技术领域。

背景技术

目前我国铝工业预焙阳极混捏成型方法最大的特点是一段混捏选择传统的卧式混捏机或混捏锅作为混捏设备、二段采用强力冷却机或卧式冷却机，大部分厂家由于液体沥青技术的应用，糊料混捏温度得以提高，其工艺参数为：骨料预热温160～175℃，液体沥青配料温度175～185℃，混捏温度180～190℃，通过强力冷却机大约40℃的冷却能力，将糊料冷却到140～150℃的水平，进入成型工序。

研究表明沥青与骨料颗粒表面的润湿接触角对于混捏质量有较大影响，混捏温度越高，润湿接触角就越小，对骨料颗粒的浸润性就越强，混捏效果就越好。而沥青的软化点对浸润性也有较大影响，即在相同混捏温度下，软化点越低的沥青浸润性越强。传统工艺混捏温度控制在170～180℃，通常选择100～110℃软化点的沥青，其润湿接触角为60～70°，但当选择120～130℃软化点的改质沥青或高温沥青时，就必须使混捏温度超过190℃，才能使沥青的浸润性达到要求。但当混捏温度超过190℃时会带来以下问题：一、提高混捏温度就需要改进预热螺旋设备，这样投资会大大增加；二、提高混捏温度后，由于现有技术的强力冷却机只有大约40℃的冷却能力，这样只能在高于150℃下成型，而现有技术在此温度下成型时产品会有裂纹，使产品质量不合格。

目前没有铝用炭素阳极高温混捏(混捏温度超过190℃)、高温成型(成型温度超过150℃)方法的实际应用相关报道，也没有选用120～130℃软化点的改质沥青或高温沥青生产铝用炭素阳极块或阳极的实际应用相关报道，更未见其有工业应用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种混捏温度超过190℃、并在165±10℃下成型，生产出高质量的铝用炭素阳极块的方法。

本发明铝用炭素阳极混捏成型方法，包括以下步骤：

a、骨料预热，温度为180～195℃；

b、液体沥青配料，温度为175～185℃；

c、混捏，温度为195～210℃；

d、冷却至温度为165±10℃，于真空度50mbar以下成型。

本发明方法中高温混捏的实现可以通过二种方式：一是通过骨料预热温度的提高；二是通过混捏机内高速摩擦接触的物料之间的摩擦发热。采用第二种方式可以在4分钟～5分钟内将糊料温度在原有基础上提高15～20℃，例如：骨料温度选择185℃，液体沥青温度180℃，一般混捏时间选择4分钟左右，即可使混捏机出口糊料温度达到200℃左右。如果选择逆向的物料涡流，则可以使温度进一步升高。

本发明铝用炭素阳极混捏成型方法，步骤b是在混捏机中进行的，混捏时间为3.5～8min，混捏时间太短，达不到提高温度的效果，混捏时间太长糊料会变干，产品的体积密度会下降，生产出的产品质量不符合要求。该步骤的混捏时间优选4～7min。

本发明铝用炭素阳极混捏成型方法，步骤c是在冷却机中进行的，冷却时间为4～7min，冷却机也有一定混捏效果，冷却时间太短，则达不到冷却目的，冷却时间太长也会出现上述糊料变干、产品的体积密度会下降等情况。

常规方法的成型温度为140～150℃，如果在165±10℃成型时，生产的阳极块会出现裂纹，本发明方法成型真空度控制在50mbar以下，较好的解决了这一技术难题。为得到更高质量的铝用炭素阳极，提高产品合格率，成型真空度优选10～30mbar。

本发明的第二个目的是提供一种由上述铝用炭素阳极混捏成型方法生产的铝用炭素阳极块，以及由该阳极块制成的铝用炭素阳极。

本发明铝用炭素阳极混捏成型方法具有以下优点和积极效果：

1、可以选择软化点高至135℃的沥青，提高了对原料的适应范围；

2、在采用国家二级标准的改质沥青的条件下，沥青配比由传统的14.5％～16％的配比降低到13.8-14.0％；

3、保证阳极块质量的同时，减少了焙烧后阳极块的清理难度，降低了阳极块的生产成本，并减少了有害气体的排放量；

4、本发明方法生产的铝用炭素阳极块抗压强度为42～56Mpa，电阻率为50～55μΩ·m，真密度为2.03～2.06g/cm³，体积密度为1.53～1.65g/cm³，质量优于国家一级质量标准。

综上所述，本发明铝用炭素阳极混捏成型方法及用该方法生产的产品具有广阔的应用前景，值得推广。

具体实施方式