一種預焙陽極鋁電解連續生產方法及結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種預焙陽極鋁電解連續生產方法及結構，其特征在于：在陽極的炭塊本體（1）上方設置聯接凹槽（2），聯接凹槽（2）連接鋼爪（7），在電解槽中的炭塊本體（1）需要連接時，將新的炭塊本體（1）放置在舊炭塊本體（1）上方，通過設置在炭塊本體（1）頂部和底部的固定凸頭（3）和固定凹槽（4）將新舊炭塊本體（1）連接，并通過在固定凸頭（3）和固定凹槽（4）之間的間隙內填充燒結料或澆筑料將新舊炭塊本體（1）固定在一起。本發明能夠實現預焙陽極炭塊無殘極生產，陽極炭塊結構和現有的差別不大，對生產系統改造小。對現有的電解槽改造也小，只需改造連接鋼爪，并增加輔助掛鉤即可，能在不停槽的情況下實現改造。
【專利說明】
一種預焙陽極鋁電解連續生產方法及結構
技術領域
[0001]本發明涉及一種電解鋁生產方法，特別是一種預焙陽極鋁電解連續生產方法及結構。
【背景技術】
[0002]現代電解鋁工業，普遍采用預焙陽極生產電解鋁。在陽極炭塊上表面設有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，陽極爪頭和鋁導電桿通過鋁鋼爆炸焊連接，繼而使鋁導電桿與陽極炭塊緊密連接，組成陽極炭塊組。在電解鋁生產過程中，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。目前該生產工藝主要存在以下缺點，I)更換新的陽極炭塊處于常溫態，要放入電解槽內經約24小時預熱后才能導電，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沖擊很大；2)陽極的更換會對鋁電解生產形成周期性的影響，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生量一般為鋁錠產量的10%?15%，按我國鋁錠產量為2600萬?2700萬噸/年計算，每年產生的陽極殘極為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25%?27%的孔隙率，因此陽極殘極內吸附了大量的電解質，電解質的主要成分是氟化鹽，含有大量氟化鹽的陽極殘極對環境污染十分嚴重;5)在將將陽極爪頭澆鑄在炭碗內時，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水平面，受磁場和氣流影響，電解質表面不斷有強烈的波浪產生，在實際生產過程中，陽極爪頭常被電解質侵蝕，陽極爪頭的鐵元素溶入電解質中，隨即進入鋁錠，影響成品品質；陽極爪頭一般使用壽命在3年左右，這也使生產成本相應增加，且在陽極炭塊壽命末期，過薄的陽極殘極厚度，必然帶來炭極導電不均，進而導致電解槽工況波動，電耗增加。要想改進現有陽極炭塊的使用方式，實現無殘極的生產，以降低成本，不僅僅是改進陽極炭塊，必須是將陽極炭塊相關的整套系統進行改進，而現有的鋁電解槽如果要停槽改造，電解槽上部結構及底部槽殼內的耐火保溫結構、陽極棒、陰極炭塊等完全報廢，損失巨大，而電解槽上方的母線、龍門架等結構重新制造的費用也十分尚昂。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提供一種預焙陽極鋁電解連續生產方法及結構。本發明具有實現無殘極生產，改造成本低等特點。
[0004]本發明的技術方案:一種預焙陽極鋁電解連續生產方法，在陽極的炭塊本體上方設置炭塊鋼爪聯接凹槽，聯接凹槽連接鋼爪，在電解槽中的炭塊本體需要連接時，將新的炭塊本體放置在舊炭塊本體上方，通過設置在炭塊本體頂部和底部的固定凸頭和固定凹槽將新舊炭塊本體連接，并通過在固定凸頭和固定凹槽之間的間隙內填充燒結料或澆筑料將新舊炭塊本體固定在一起。
[0005]前述的預焙陽極鋁電解連續生產方法，所述固定凸頭和固定凹槽之間設有通孔， 將澆筑料注入固定凸頭和固定凹槽之間的間隙。
[0006]前述的預焙陽極鋁電解連續生產方法，炭塊本體連接時，舊的炭塊本體通過輔助掛件承重定位。
[0007]前述的預焙陽極鋁電解連續生產方法，所述鋼爪包括導電桿，導電桿連接橋型支架，橋型支架連接定位鋼板，定位鋼板上設有聯接鎖緊部件，聯接鎖緊部件與炭塊本體的聯接凹槽連接，將鋼爪和炭塊本體固定連接。
[0008]預焙陽極鋁電解連續生產結構，包括陽極的炭塊本體，炭塊本體上方設置聯接凹槽，聯接凹槽連接鋼爪，在炭塊本體頂部和底部分別設置固定凸頭和固定凹槽，新舊炭塊本體通過固定凸頭和固定凹槽定位連接，并通過在固定凸頭和固定凹槽之間的間隙內填充燒結料或澆筑料將新舊炭塊本體固定在一起。
[0009]前述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，所述炭塊本體連接輔助掛件。
[0010]前述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，所述輔助掛件包括橫擔，橫擔連接吊桿，所述輔助掛件或為叉車的叉車臂。
[0011]前述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，所述輔助掛件包括掛鉤，掛鉤插入炭塊本體側面的輔助定位槽。
[0012]前述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，所述鋼爪包括導電桿，導電桿連接導電橋型支架，橋型支架連接導電定位鋼板，定位鋼板上設有聯接鎖緊部件，聯接鎖緊部件與炭塊本體的聯接凹槽連接。
[0013]前述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，所述聯接鎖緊部件與聯接凹槽截面為L型。
[0014]與現有技術相比，本發明將陽極炭塊與鋼爪的連接方式改為機械連接，在陽極炭塊的炭塊本體上設有聯接凹槽，使用時，通過鋼爪與聯接凹槽連接，將陽極炭塊固定。在連接陽極炭塊時，先用輔助掛鉤掛住炭塊，承受炭塊、鋼爪的重量，再將鋼爪與舊陽極炭塊分開，把新的陽極炭塊放置在舊陽極炭塊上，固定凸頭和固定凹槽對應連接，并在固定凸頭和固定凹槽之間放入燒結料，通過在電解槽內舊陽極炭塊的高溫，將新舊陽極炭塊迅速燒結連接。或者使用在固定凸頭和固定凹槽之間設有的上下貫通炭塊的通孔，放入澆筑料，將新舊陽極炭塊澆筑連接在一起，澆筑料也可先涂覆在舊陽極炭塊上，然后立即將新陽極炭塊放置在舊陽極炭塊上。此時下方的舊陽極炭塊可通過連接輔助掛鉤來承重，輔助掛件可采用橫擔放置在陽極炭塊的底部，橫擔再連接吊桿或叉車直接叉到炭塊底部托住炭塊。或者輔助掛件制作掛鉤，插入炭塊本體側面的輔助定位槽或由掛件橫向夾住炭塊使炭塊不下落。新陽極炭塊連接完畢后，新陽極炭塊仍然通過頂部的鋼爪固定和承重，舊陽極炭塊則通過固定凸頭和固定凹槽與新陽極炭塊連接在一起，由于此時舊陽極炭塊已燒損大部分，且有大部分浸在電解槽的電解質中，而電解質對陽極炭塊有浮力，且靜置在電解槽內不受沖擊，所以此時舊陽極炭塊所需的連接力并不大，通過固定凸頭和固定凹槽之間的燒結或澆筑方式即可將舊陽極炭塊連接牢固。本發明鋼爪的導電桿連接橋型支架，橋型支架連接定位鋼板，定位鋼板與炭塊本體上表面的尺寸相同或大于炭塊上表面的尺寸，不僅用于連接炭塊本體，還可以將炭塊本體上表面覆蓋，保證炭塊本體上表面的干凈、平整。定位鋼板通過聯接鎖緊部件連接炭塊本體，炭塊本體可以將聯接鎖緊部件包裹在內部，防止高溫融熔狀態的電解質與聯接鎖緊部件接觸融蝕聯鎖機構，以便盡可能的燒損舊陽極炭塊，減輕舊陽極炭塊的重量，降低舊炭塊高度。
[0015]本發明能夠實現預焙陽極炭塊無殘極生產的連續使用，同時，陽極炭塊的結構和現有的陽極炭塊結構差別不大，現有的陽極炭塊生產系統改造小。而本發明的陽極炭塊在使用時，對現有的電解槽改造也小，不對電解槽上部的母線、龍門架等進行改造，只需改造連接鋼爪，并增加輔助掛鉤即可完成，在不停槽、不影響現有生產的情況下實現改造，電解車間現有的炭塊也可機加工改裝使用無浪費，降低了現有鋁電解廠改造的成本。本發明
【申請人】之前申請的一種預焙鋁電解槽無殘極產生的陽極炭塊結構，申請號為201610104972.4，采用四周裸露的T形連接凸頭，本申請與之相比，本申請采用內藏式L型連接，殘留炭塊高度比以T型連接的炭塊更低，L型鎖緊螺栓底部低于電解質水平線高度時，炭塊能夠繼續保護L型鎖緊螺栓不會被電解質侵蝕;使炭塊本體的上表面成為一個平面，能夠使舊炭塊和新炭塊的導電面連接更可靠，也便于鋼爪以平面方式與炭塊表面接觸并全覆蓋，在拆去鋼爪接極時，炭塊上表面沒有其它雜質存在，無需清理炭塊上表面，使接極工作簡潔順暢。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明炭塊本體的結構示意圖；
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是圖1的側視圖；
圖4是炭塊本體與鋼爪連接示意圖；
圖5是鋼爪的結構示意圖；
圖6是圖5的側視圖；
圖7是輔助掛件為橫擔和吊桿的結構示意圖；
圖8是輔助掛件為掛鉤和吊桿的結構示意圖；
圖9是輔助掛件為掛鉤和吊桿的結構示意圖。
[0017]附圖中的標記為:1-炭塊本體，2-聯接凹槽，3-固定凸頭，4-固定凹槽，5-通孔，6_輔助定位槽，7-鋼爪，8-導電桿，9-橋型支架，10-定位鋼板，11-聯接鎖緊部件，12-輔助掛件，13-橫擔，14-吊桿，15-叉車臂，16-掛鉤。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。
[0019]實施例1。預焙陽極鋁電解連續生產結構，如圖1-9所示，包括陽極的炭塊本體1，炭塊本體I上方設置聯接凹槽2，聯接凹槽2連接鋼爪7，在炭塊本體I頂部和底部分別設置固定凸頭3和固定凹槽4，新舊炭塊本體I通過固定凸頭3和固定凹槽4定位連接，并通過在固定凸頭3和固定凹槽4之間的間隙內填充燒結料或澆筑料將新舊炭塊本體I固定在一起。
[0020]所述炭塊本體I連接輔助掛件12，用于固定舊陽極。
[0021]所述輔助掛件12可以采用橫擔13，橫擔13連接吊桿14，也可以采用叉車，通過叉車臂15對炭塊本體I承重。
[0022]所述輔助掛件12還可以采用掛鉤16，掛鉤16插入炭塊本體I側面的輔助定位槽6，掛鉤16連接吊桿14。
[0023]如圖5-6所示，鋼爪7包括導電桿8，導電桿8連接橋型支架9，橋型支架9連接定位鋼板10，定位鋼板10上設有聯接鎖緊部件11，聯接鎖緊部件11與炭塊本體I的聯接凹槽2連接。所述聯接鎖緊部件11與聯接凹槽2截面為L型。聯接鎖緊部件11上方為螺桿，聯接凹槽2的孔徑大于聯接鎖緊部件11整體的寬度，使用時，將聯接鎖緊部件11放入聯接凹槽2，然后向內靠近，聯接鎖緊部件11的L型底部插入聯接凹槽2底部，然后通過螺母、墊片將聯接鎖緊部件11與定位鋼板10炭塊本體I鎖緊。
[0024]所述固定凸頭3和固定凹槽4之間設有通孔5，可放入澆筑料，將新舊陽極炭塊澆筑連接在一起。。
[0025]預焙陽極鋁電解連續生產方法，在陽極的炭塊本體I上方設置聯接凹槽2，聯接凹槽2連接鋼爪7，在電解槽中的炭塊本體I需要連接時，將新的炭塊本體I放置在舊炭塊本體I上方，通過設置在炭塊本體I頂部和底部的固定凸頭3和固定凹槽4將新舊炭塊本體I連接，并通過在固定凸頭3和固定凹槽4之間的間隙內填充燒結料或澆筑料將新舊炭塊本體I固定在一起。燒結料可采用陶瓷泥、高嶺土和炮泥等各種可燒結的材料，澆注料可采用熔融的硅、鐵和鐵合金、各種非金屬的高溫融熔漿等。
[0026]所述固定凸頭3和固定凹槽4之間設有通孔5，將澆筑料注入固定凸頭3和固定凹槽4之間的間隙，澆筑料也可在新舊炭塊本體I連接時，先涂覆在舊炭塊本體I上。
[0027]炭塊本體I連接時，舊的炭塊本體I通過輔助掛件12承重定位。輔助掛件12可以采用橫擔13，橫擔13連接吊桿14，也可以采用叉車，通過叉車臂15對炭塊本體I承重。所述輔助掛件12還可以采用掛鉤16，掛鉤16插入炭塊本體I側面的輔助定位槽6，掛鉤16連接吊桿14。輔助掛件12可借助母線，或車間內的叉車對舊的炭塊本體I進行承重。
[0028]所述鋼爪7包括導電桿8，導電桿8連接橋型支架9，橋型支架9連接定位鋼板10，定位鋼板10上設有聯接鎖緊部件11，聯接鎖緊部件11與炭塊本體I的聯接凹槽2連接，將鋼爪7和炭塊本體I固定連接。定位鋼板10與炭塊本體I上表面的尺寸相同或大于炭塊本體I上表面的尺寸，不僅用于連接炭塊本體I，還可以將炭塊本體I上表面覆蓋，保證炭塊本體I上表面的干凈、平整。
【主權項】
1.一種預焙陽極鋁電解連續生產方法，其特征在于:在陽極的炭塊本體(1)上方設置聯 接凹槽(2 )，聯接凹槽(2 )連接鋼爪(7 )，在電解槽中的炭塊本體(1)需要連接時，將新的炭塊 本體(1)放置在舊炭塊本體(1)上方，通過設置在炭塊本體(1)頂部和底部的固定凸頭(3)和 固定凹槽(4)將新舊炭塊本體(1)連接，并通過在固定凸頭(3)和固定凹槽(4)之間的間隙內 填充燒結料或澆筑料將新舊炭塊本體(1)固定在一起。2.根據權利要求1所述的預焙陽極鋁電解連續生產方法，其特征在于:所述固定凸頭 (3)和固定凹槽(4)之間設有通孔(5)，將澆筑料注入固定凸頭(3)和固定凹槽(4)之間的間 隙。3.根據權利要求1所述的預焙陽極鋁電解連續生產方法，其特征在于:炭塊本體(1)連 接時，舊的炭塊本體(1)通過輔助掛件(12)承重定位。4.根據權利要求1所述的預焙陽極鋁電解連續生產方法，其特征在于:所述鋼爪(7)包 括導電桿(8)，導電桿(8)連接橋型支架(9)，橋型支架(9)連接定位鋼板(10)，定位鋼板(10) 上設有聯接鎖緊部件(11)，聯接鎖緊部件(11)與炭塊本體(1)的聯接凹槽(2)連接，將鋼爪 (7)和炭塊本體(1)固定連接。5.如權利要求1-4任一項所述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，其特征在于:包括陽極 的炭塊本體(1)，炭塊本體(1)上方設置聯接凹槽(2)，聯接凹槽(2)連接鋼爪(7)，在炭塊本 體(1)頂部和底部分別設置固定凸頭(3)和固定凹槽(4)，新舊炭塊本體(1)通過固定凸頭 (3)和固定凹槽(4)定位連接，并通過在固定凸頭(3)和固定凹槽(4)之間的間隙內填充燒結 料或饒筑料將新舊炭塊本體(1)固定在一起。6.根據權利要求5所述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，其特征在于:所述炭塊本體 (1)連接輔助掛件(12)。7.根據權利要求6所述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，其特征在于:所述輔助掛件 (12)包括橫擔(13)，橫擔(13)連接吊桿(14)，所述輔助掛件(12)或為叉車的叉車臂(15)。8.根據權利要求6所述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，其特征在于:所述輔助掛件 (12)包括掛鉤(16)，掛鉤(16)插入炭塊本體(1)側面的輔助定位槽(6)。9.根據權利要求5所述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，其特征在于:所述鋼爪(7)包 括導電桿(8)，導電桿(8)連接導電橋型支架(9)，橋型支架(9)連接導電定位鋼板(10)，定位 鋼板(10)上設有聯接鎖緊部件(11)，聯接鎖緊部件(11)與炭塊本體(1)的聯接凹槽(2)連 接。10.根據權利要求9所述的預焙陽極鋁電解連續生產結構，其特征在于:所述聯接鎖緊 部件(11)與聯接凹槽(2)截面為L型。
【文檔編號】C25C3/12GK106011939SQ201610526791
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】鄒建明
【申請人】周俊和, 杜艷華