本發(fā)明屬于陰極炭塊技術領域，特別是涉及一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊及其制備方法。
背景技術：
隨著鋁電解槽施工技術的不斷進步，電解槽內(nèi)襯陰極炭塊采用磷生鐵澆鑄技術應運而生，根據(jù)試驗技術數(shù)據(jù)分析，磷生鐵澆鑄技術可降低鋼棒炭塊的接觸壓降50mv--80mv，有明顯的節(jié)能效果，鋁噸耗電可降160kwh，陰極炭塊鋼棒磷生鐵澆鑄將成為今后國內(nèi)鋁電解槽發(fā)展的趨勢，對鋁企的長期發(fā)展有著重要現(xiàn)實意義。
然而，原來普通的石墨質陰極炭塊由于其比較落后的配方工藝和傳統(tǒng)的焙燒工藝所限，陰極炭塊在采用磷生鐵澆鑄過程中，出現(xiàn)嚴重的炭塊裂紋問題，裂紋產(chǎn)品占比為20％--40％，因此普通的陰極炭塊的產(chǎn)品質量遠遠不適應磷生鐵澆鑄技術的施工要求。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊及其制備方法，解決普通的陰極炭塊在采用磷生鐵澆鑄過程中，易出現(xiàn)嚴重裂紋得技術問題。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊，其中：所述陰極炭塊由80％的電煅無煙煤和20％的粘結劑組成；
所述電煅無煙煤的粒度分布為：10-12mm為0-5％；4-10mm為12-22％；2-4mm為20-24％；0.15-2mm為30-35％；0.075-0.15mm為18-25％。
一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備方法，包括以下步驟：
1)、混合：按比例將電煅無煙煤和粘結劑混合均勻；
2)、熱壓成型：將混合均勻的原料放置在成型機中進行熱壓成型，熱壓溫度為140-150℃、壓強為7500mpa；
3)、焙燒：將熱壓成型的炭塊放置在焙燒爐，依次經(jīng)過以下階段進行焙燒：
第一階段：從室溫升溫至450±5℃，加熱時間為207h；
第二階段：從450±5℃升溫至550±5℃，升溫速度為1.2℃/h，加熱時間為83h；
第三階段：從550±5℃升溫至650±5℃，升溫速度為1.5℃/h，加熱時間為67h；
第四階段：從650±5℃升溫至750±5℃，升溫速度為2℃/h，加熱時間為50h；
第五階段：從750±5℃升溫至850±5℃，升溫速度為2.5℃/h，加熱時間為40h；
第六階段：從850±5℃升溫至950±5℃，升溫速度為4℃/h，加熱時間為25h；
第七階段：從950±5℃升溫至1050±5℃，升溫速度為5℃/h，加熱時間為40h；
第八階段：在1050±5℃溫度下保溫72h；
4)、冷卻：爐冷至400℃后空冷至室溫，即可完成適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備。
本發(fā)明通過對原料配方和篩分級配的調(diào)整，使得粉料總純度下降了33％，降低了炭塊出現(xiàn)裂紋的可能性；焙燒曲線的調(diào)整，提高了炭塊抗熱振性能和抗折強度、降低了熱膨脹系數(shù)，控制了炭塊裂紋的產(chǎn)生，有效提高了炭塊的質量和炭塊澆鑄成功率。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有炭塊抗熱振性能好、抗折強度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
實施例1
本實施例中的一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊，其中：所述陰極炭塊由80％的電煅無煙煤和20％的粘結劑組成；
所述電煅無煙煤的粒度分布為：10-12mm為1％；4-10mm為22％；2-4mm為24％；0.15-2mm為35％；0.075-0.15mm為18％。
一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備方法，包括以下步驟：
1)、混合：按比例將電煅無煙煤和粘結劑混合均勻；
2)、熱壓成型：將混合均勻的原料放置在成型機中進行熱壓成型，熱壓溫度為140-150℃、壓強為7500mpa；
3)、焙燒：將熱壓成型的炭塊放置在焙燒爐，依次經(jīng)過以下階段進行焙燒：
第一階段：從室溫升溫至450±5℃，加熱時間為207h；
第二階段：從450±5℃升溫至550±5℃，升溫速度為1.2℃/h，加熱時間為83h；
第三階段：從550±5℃升溫至650±5℃，升溫速度為1.5℃/h，加熱時間為67h；
第四階段：從650±5℃升溫至750±5℃，升溫速度為2℃/h，加熱時間為50h；
第五階段：從750±5℃升溫至850±5℃，升溫速度為2.5℃/h，加熱時間為40h；
第六階段：從850±5℃升溫至950±5℃，升溫速度為4℃/h，加熱時間為25h；
第七階段：從950±5℃升溫至1050±5℃，升溫速度為5℃/h，加熱時間為40h；
第八階段：在1050±5℃溫度下保溫72h；
4)、冷卻：爐冷至400℃后空冷至室溫，即可完成適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備。
實施例2
本實施例中的一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊，其中：所述陰極炭塊由80％的電煅無煙煤和20％的粘結劑組成；
所述電煅無煙煤的粒度分布為：4-10mm為22％；2-4mm為20％；0.15-2mm為35％；0.075-0.15mm為23％。
一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備方法，包括以下步驟：
1)、混合：按比例將電煅無煙煤和粘結劑混合均勻；
2)、熱壓成型：將混合均勻的原料放置在成型機中進行熱壓成型，熱壓溫度為140-150℃、壓強為7500mpa；
3)、焙燒：將熱壓成型的炭塊放置在焙燒爐，依次經(jīng)過以下階段進行焙燒：
第一階段：從室溫升溫至450±5℃，加熱時間為207h；
第二階段：從450±5℃升溫至550±5℃，升溫速度為1.2℃/h，加熱時間為83h；
第三階段：從550±5℃升溫至650±5℃，升溫速度為1.5℃/h，加熱時間為67h；
第四階段：從650±5℃升溫至750±5℃，升溫速度為2℃/h，加熱時間為50h；
第五階段：從750±5℃升溫至850±5℃，升溫速度為2.5℃/h，加熱時間為40h；
第六階段：從850±5℃升溫至950±5℃，升溫速度為4℃/h，加熱時間為25h；
第七階段：從950±5℃升溫至1050±5℃，升溫速度為5℃/h，加熱時間為40h；
第八階段：在1050±5℃溫度下保溫72h；
4)、冷卻：爐冷至400℃后空冷至室溫，即可完成適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備。
實施例3
本實施例中的一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊，其中：所述陰極炭塊由80％的電煅無煙煤和20％的粘結劑組成；
所述電煅無煙煤的粒度分布為：10-12mm為5％；4-10mm為12％；2-4mm為24％；0.15-2mm為34％；0.075-0.15mm為25％。
一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備方法，包括以下步驟：
1)、混合：按比例將電煅無煙煤和粘結劑混合均勻；
2)、熱壓成型：將混合均勻的原料放置在成型機中進行熱壓成型，熱壓溫度為140-150℃、壓強為7500mpa；
3)、焙燒：將熱壓成型的炭塊放置在焙燒爐，依次經(jīng)過以下階段進行焙燒：
第一階段：從室溫升溫至450±5℃，加熱時間為207h；
第二階段：從450±5℃升溫至550±5℃，升溫速度為1.2℃/h，加熱時間為83h；
第三階段：從550±5℃升溫至650±5℃，升溫速度為1.5℃/h，加熱時間為67h；
第四階段：從650±5℃升溫至750±5℃，升溫速度為2℃/h，加熱時間為50h；
第五階段：從750±5℃升溫至850±5℃，升溫速度為2.5℃/h，加熱時間為40h；
第六階段：從850±5℃升溫至950±5℃，升溫速度為4℃/h，加熱時間為25h；
第七階段：從950±5℃升溫至1050±5℃，升溫速度為5℃/h，加熱時間為40h；
第八階段：在1050±5℃溫度下保溫72h；
4)、冷卻：爐冷至400℃后空冷至室溫，即可完成適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備。
實施例4
本實施例中的一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊，其中：所述陰極炭塊由80％的電煅無煙煤和20％的粘結劑組成；
所述電煅無煙煤的粒度分布為：10-12mm為5％；4-10mm為16％；2-4mm為24％；0.15-2mm為30％；0.075-0.15mm為25％。
一種適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備方法，包括以下步驟：
1)、混合：按比例將電煅無煙煤和粘結劑混合均勻；
2)、熱壓成型：將混合均勻的原料放置在成型機中進行熱壓成型，熱壓溫度為140-150℃、壓強為7500mpa；
3)、焙燒：將熱壓成型的炭塊放置在焙燒爐，依次經(jīng)過以下階段進行焙燒：
第一階段：從室溫升溫至450±5℃，加熱時間為207h；
第二階段：從450±5℃升溫至550±5℃，升溫速度為1.2℃/h，加熱時間為83h；
第三階段：從550±5℃升溫至650±5℃，升溫速度為1.5℃/h，加熱時間為67h；
第四階段：從650±5℃升溫至750±5℃，升溫速度為2℃/h，加熱時間為50h；
第五階段：從750±5℃升溫至850±5℃，升溫速度為2.5℃/h，加熱時間為40h；
第六階段：從850±5℃升溫至950±5℃，升溫速度為4℃/h，加熱時間為25h；
第七階段：從950±5℃升溫至1050±5℃，升溫速度為5℃/h，加熱時間為40h；
第八階段：在1050±5℃溫度下保溫72h；
4)、冷卻：爐冷至400℃后空冷至室溫，即可完成適合磷生鐵澆鑄的陰極炭塊的制備。
本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于前述的細節(jié)，而應在權利要求所限定的范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內(nèi)的變化和改型都應為權利要求所涵蓋。