一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊。包括炭塊本體（1），炭塊本體（1）上設(shè)有第二層錯位搭接多功能孔槽（2）。本發(fā)明具有，降低勞動強度，電耗低，節(jié)約成本、環(huán)保和生產(chǎn)效率高的特點。
【專利說明】
一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電解鋁生產(chǎn)領(lǐng)域用的陽極炭塊，特別是一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電解鋁工業(yè)，普遍采用預(yù)焙陽極生產(chǎn)電解鋁。在陽極炭塊上表面設(shè)有2?4個直徑為160?180mm，深為80?I 1mm的圓槽，俗稱炭碗，在陽極組裝時炭碗用來安裝陽極爪頭，并用磷生鐵將陽極爪頭澆鑄在炭碗內(nèi)，陽極爪頭和鋁導(dǎo)電桿通過鋁鋼爆炸焊連接，繼而使鋁導(dǎo)電桿與陽極炭塊緊密連接，組成陽極炭塊組。在電解鋁生產(chǎn)過程中，陽極炭塊會因其與氧化鋁電解分解出來的氧氣在高溫下不斷反應(yīng)釋放二氧化碳而不斷消耗，因此陽極炭塊需定期更換，更換后殘余的炭塊俗稱陽極殘極。目前該生產(chǎn)工藝主要存在以下缺點，I)更換新的陽極炭塊處于常溫態(tài)，要放入電解槽內(nèi)經(jīng)約24小時預(yù)熱后才能導(dǎo)電，因此更換陽極炭塊會使熱損失增大，且換極時對電解槽的工作平穩(wěn)沖擊很大；2)陽極的更換會對鋁電解生產(chǎn)形成周期性的影響，破壞電解槽的能量和物料平衡，影響電流效率，增大電耗率;3)為了將陽極爪頭與陽極殘極分離，需要將磷生鐵澆鑄處的炭碗敲碎，使陽極殘極從陽極爪頭脫落以實現(xiàn)分離，該過程不僅耗時，而且工人勞動強度大、效率低;4)更換下的陽極殘極產(chǎn)生量一般為鋁錠產(chǎn)量的10%?15%，按我國鋁錠產(chǎn)量為2600萬?2700萬噸/年計算，每年產(chǎn)生的陽極殘極為260萬?390萬噸/年，按照陽極炭塊2700元/噸計算，每年我國會浪費價值達百億元的陽極炭塊;4)因陽極炭塊本身有14%?18%的孔隙率，因此陽極殘極內(nèi)吸附了大量的電解質(zhì)，電解質(zhì)的主要成分是氟化鹽，含有大量氟化鹽的陽極殘極對環(huán)境污染十分嚴重；5)在將將陽極爪頭澆鑄在炭碗內(nèi)時，為了減少陽極殘極浪費，必須盡量把陽極殘極燒薄，在陽極炭塊壽命末期，陽極炭塊的頂面十分接近電解質(zhì)水平面，受磁場和氣流影響，電解質(zhì)表面不斷有強烈的波浪產(chǎn)生，在實際生產(chǎn)過程中，陽極爪頭常被電解質(zhì)侵蝕，陽極爪頭的鐵元素溶入電解質(zhì)中，隨即進入鋁錠，影響成品品質(zhì)；陽極爪頭一般使用壽命在3年左右，這也使生產(chǎn)成本相應(yīng)增加，且在陽極炭塊壽命末期，過薄的陽極殘極厚度，必然帶來炭極導(dǎo)電不均，進而導(dǎo)致電解槽工況波動，電耗增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊。本發(fā)明具有降低勞動強度，電耗低，節(jié)約成本、環(huán)保和生產(chǎn)效率高的特點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，包括炭塊本體，炭塊本體上設(shè)有第二層錯位搭接多功能孔槽。
[0005]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，所述第二層錯位搭接多功能孔槽連接承重導(dǎo)電梁。
[0006]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，所述炭塊本體上設(shè)有第一層錯位搭接多功能孔槽，第一層錯位搭接多功能孔槽位于炭塊本體的上表面。
[0007]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，所述炭塊本體上設(shè)有第三層錯位搭接多功能孔槽，第三層錯位搭接多功能孔槽位于炭塊本體的中部。
[0008]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，所述炭塊本體上設(shè)有第四層錯位搭接多功能孔槽，第四層錯位搭接多功能孔槽位于炭塊本體的底部。
[0009]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，所述的第一層錯位搭接多功能孔槽與第四層錯位搭接多功能孔槽在豎直方向一一對應(yīng)。
[0010]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，所述第二層錯位搭接多功能孔槽位于第一層錯位搭接多功能孔槽與第三層錯位搭接多功能孔槽間。
[0011]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，上下兩炭塊本體間經(jīng)炭塊黏結(jié)層連接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在陽極炭塊的炭塊本體上設(shè)有第二層錯位搭接多功能孔槽，使用時，將承重導(dǎo)電梁貫通第二層錯位搭接多功能孔槽，將陽極炭塊串挑起來，并由掛架連接陽極串組升降裝置;通過該結(jié)構(gòu)，替代了炭碗結(jié)構(gòu)；與炭碗結(jié)構(gòu)相比，陽極炭塊與其連接結(jié)構(gòu)(指承重導(dǎo)電梁或陽極爪頭)的分離無需經(jīng)過敲碎陽極殘極的過程，而是直接將承重導(dǎo)電梁從第二層錯位搭接多功能孔槽抽出，因此不僅節(jié)約時間，而且使勞動強度降低、效率提尚O
[0013]本發(fā)明通過炭塊黏結(jié)層連接兩塊炭塊本體(簡稱上一塊和下一塊)，生產(chǎn)過程中，下一塊進行電解生產(chǎn)，上一塊隨著生產(chǎn)中溫度的升高通過炭塊黏結(jié)層粘接在一起。當下一塊消耗到承重導(dǎo)電梁必須撤出，不然承重導(dǎo)電梁將被電解質(zhì)侵蝕時，將掛架連接貫通上一塊的承重導(dǎo)電梁，并使掛架脫離下一塊上的承重導(dǎo)電梁，將下一塊炭塊承重導(dǎo)電梁上的導(dǎo)電小母線一一轉(zhuǎn)接到上一塊承重導(dǎo)電梁的相應(yīng)部位，掛架、小母線都連接好后，抽出下一塊內(nèi)的承重導(dǎo)電梁，(該過程簡稱連接轉(zhuǎn)換)。此時，上一塊與下一塊的剩余部分合并為一個整體(該整體簡稱中間塊)，轉(zhuǎn)接過程中和之后都連續(xù)使用中間塊進行電解生產(chǎn)，并且再在中間塊上疊加粘接一塊陽極炭塊，且逐步下降，連續(xù)消耗，以此實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn);通過該結(jié)構(gòu)，下一塊的生產(chǎn)過程也是上一塊的緩慢預(yù)熱過程，預(yù)熱過程不觸及電解質(zhì)，加極也就不像換極，加極不產(chǎn)生強烈的熱、電沖擊，使電解生產(chǎn)更平穩(wěn)。
[0014]本發(fā)明在生產(chǎn)過程中，不需再進行陽極炭塊更換，只需連續(xù)地增加陽極炭塊，從而消除了“更換”對鋁電解生產(chǎn)的周期性影響，避免了因“更換”破壞電解槽能量和物料平衡進而影響電流效率造成的電耗增大問題，并使整個陽極部分的工作量大幅減少。
[0015]本發(fā)明在生產(chǎn)中，不產(chǎn)生陽極殘極因此極大的節(jié)約了生產(chǎn)成本，避免了浪費，而且也避免了吸附者大量氟化鹽的陽極殘極對環(huán)境的污染。除此外本發(fā)明在生產(chǎn)中，通過連接轉(zhuǎn)換，避免了承重導(dǎo)電梁被電解質(zhì)侵蝕，同陽極鋼爪相比，承重導(dǎo)電梁不存在被電解質(zhì)侵蝕的問題，防止了承重導(dǎo)電梁中的元素因腐蝕進入電解質(zhì)而影響鋁水品質(zhì)。本發(fā)明在生產(chǎn)中不會出現(xiàn)陽極殘極厚度過薄的情況，從而避免了因炭極導(dǎo)電不均導(dǎo)致電解槽工況波動進而增加電耗的問題。
[0016]現(xiàn)有的預(yù)焙陽極炭塊在電解生產(chǎn)時，特別是體積大到相當于自焙陽極的預(yù)焙陽極炭塊，常會在其掌底面中部的位置形成“包塊”，“包塊”會造成局部電流短路，引起電流效率明顯降低；“包塊”的形成主要是因為位于陽極炭塊底面中部的位置離陽極炭塊的邊緣過遠，使氣泡不易排出，從而形成較大的氣膜電阻，還導(dǎo)致炭渣聚集在該位置，形成包塊。為了解決這一問題，本發(fā)明在陽極炭塊上開設(shè)第一、二、三、四層錯位搭接多功能孔槽，通過該結(jié)構(gòu)，能夠有效地接力將氣泡排出，通過多層孔槽接力防止了包塊和較大的氣膜電阻的產(chǎn)生，從而提升電流效率。不僅如此，開設(shè)上述多功能孔槽，不僅能減小炭塊在焙燒過程中的內(nèi)應(yīng)力，防止裂紋產(chǎn)生，還能有效釋放陽極炭塊在電解過程中的內(nèi)應(yīng)力，避免因溫度變化，內(nèi)應(yīng)力不能得到釋放而損壞陽極炭塊，進而延長了陽極炭塊使用壽命。本發(fā)明還將第一層錯位搭接多功能孔槽與第四層錯位搭接多功能孔槽在豎直方向上的位置一一對應(yīng);通過該結(jié)構(gòu)，在中間塊生產(chǎn)時，上一塊的第四層錯位搭接多功能孔槽與下一塊的第一層錯位搭接多功能孔槽對齊，形成一條導(dǎo)氣槽，通過該槽能夠及時及將氣體導(dǎo)出。
[0017]本發(fā)明上一塊和下一塊炭塊的槽在疊加時，上一塊的第四層錯位搭接多功能孔槽和下一塊的第一層錯位搭接多功能孔槽連接形成了孔，隨著陽極的消耗，陽極底掌面不斷的上移，兩槽連接成的孔變成槽，槽再逐步消失。原本體內(nèi)的孔也如此，隨著陽極的消耗，掌底面不斷上移，孔變成槽，槽再逐步消失，因此本發(fā)明以孔槽統(tǒng)一來命名四層錯位搭接的多功能孔或槽。錯位搭接的多功能孔槽多、或者少，或多層，同樣視為本發(fā)明的保護范圍。多功能孔槽可以是沿一個方向順向錯位搭接，也可以是十字錯位搭接，如圖3所示。
[0018]本發(fā)明將第二層錯位搭接多功能孔槽設(shè)置在第一層錯位搭接多功能孔槽與第三層錯位搭接多功能孔槽間，通過該結(jié)構(gòu)，延遲了連接轉(zhuǎn)換的時間，增加了連續(xù)生產(chǎn)的持續(xù)時間，有效提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明順向錯位搭接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1側(cè)視方向工作狀態(tài)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明十字錯位搭接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖中的標記為:1-炭塊本體，2-第二層錯位搭接多功能孔槽，3-第一層錯位搭接多功能孔槽，4-第三層錯位搭接多功能孔槽，5-第四層錯位搭接多功能孔槽，6-炭塊黏結(jié)層，7-承重導(dǎo)電梁，8-掛架，9-陽極串組升降裝置。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。
[0024]實施例1。一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊為，如圖1-2所示，包括炭塊本體I，炭塊本體I上設(shè)有第二層錯位搭接多功能孔槽2。
[0025]前述的第二層錯位搭接多功能孔槽2連接承重導(dǎo)電梁7。
[0026]前述的炭塊本體I上設(shè)有第一層錯位搭接多功能孔槽3，第一層錯位搭接多功能孔槽3位于炭塊本體I的上表面。
[0027]前述的炭塊本體I上設(shè)有第三層錯位搭接多功能孔槽4，第三層錯位搭接多功能孔槽4位于炭塊本體I的中部。
[0028]前述的炭塊本體I上設(shè)有第四層錯位搭接多功能孔槽5，第四層錯位搭接多功能孔槽5位于炭塊本體I的底部。
[0029]前述的第一層錯位搭接多功能孔槽3與第四層錯位搭接多功能孔槽5在豎直方向
——對應(yīng)。
[0030]前述的第二層錯位搭接多功能孔槽2位于第一層錯位搭接多功能孔槽3與第三層錯位搭接多功能孔槽4間。
[0031]前述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊中，上下兩炭塊本體I間經(jīng)炭塊黏結(jié)層6連接。
[0032]本發(fā)明工作原理:將兩個陽極炭塊通過炭塊黏結(jié)層6連接后，分別將承重導(dǎo)電梁7插入各自的第二層錯位搭接多功能孔槽2，生產(chǎn)時，現(xiàn)將掛架8連接下一塊的承重導(dǎo)電梁，再將掛架8連接陽極串組升降裝置9，通過陽極串組升降裝置9將下一塊放入電解槽中進行電解生產(chǎn)，電解時，電流通過承重導(dǎo)電梁7流入陽極炭塊。當下一塊快耗盡時，將掛架8連接貫通上一塊的承重導(dǎo)電梁7，并使掛架8脫離下一塊上的承重導(dǎo)電梁7，連接好后，抽出下一塊內(nèi)的承重導(dǎo)電梁。此時，上一塊與下一塊的剩余合并為一個整體(該整體簡稱中間塊)，之后使用中間塊進行陽極電解生產(chǎn)，并且再在中間塊上粘接一塊陽極炭塊，以此實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
【主權(quán)項】
1.一種連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:包括炭塊本體(I)，炭塊本體(I)上設(shè)有第二層錯位搭接多功能孔槽(2)。2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:所述第二層錯位搭接多功能孔槽(2)連接承重導(dǎo)電梁(7)。3.如權(quán)利要求2所述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:所述炭塊本體(I)上設(shè)有第一層錯位搭接多功能孔槽(3)，第一層錯位搭接多功能孔槽(3)位于炭塊本體(I)的上表面。4.如權(quán)利要求3所述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:所述炭塊本體(I)上設(shè)有第三層錯位搭接多功能孔槽(4)，第三層錯位搭接多功能孔槽(4)位于炭塊本體(I)的中部。5.如權(quán)利要求4所述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:所述炭塊本體(I)上設(shè)有第四層錯位搭接多功能孔槽(5)，第四層錯位搭接多功能孔槽(5)位于炭塊本體(I)的底部。6.如權(quán)利要求5所述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:所述的第一層錯位搭接多功能孔槽(3)與第四層錯位搭接多功能孔槽(5)在豎直方向一一對應(yīng)。7.如權(quán)利要求6所述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:所述第二層錯位搭接多功能孔槽(2)位于第一層錯位搭接多功能孔槽(3)與第三層錯位搭接多功能孔槽(4)間。8.如權(quán)利要求7所述的連續(xù)預(yù)焙陽極用的陽極炭塊，其特征在于:上下兩炭塊本體(I)間經(jīng)炭塊黏結(jié)層(6)連接。
【文檔編號】C25C3/12GK105821446SQ201610268904
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】鄒建明
【申請人】周俊和, 杜艷華