[發(fā)明專利]一種分體式填充塊連續(xù)預(yù)焙陽極炭塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910324943.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN110029362B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒銅華;鄒建明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州鋁城鋁業(yè)原材料研究發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C25C3/12
• 分類號(hào): C25C3/12
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 韓煒

本發(fā)明公開了一種分體式填充塊連續(xù)預(yù)焙陽極炭塊，包括有炭塊本體，炭塊本體上設(shè)有炭碗，炭碗內(nèi)活動(dòng)設(shè)有炭碗填充塊，炭碗內(nèi)炭碗填充塊的上端面與炭碗的上端面平齊。本發(fā)明與澆鑄?機(jī)械復(fù)合式鋼爪配合，可實(shí)現(xiàn)預(yù)焙陽極的連續(xù)使用，連接新陽極炭塊時(shí)間短、勞動(dòng)強(qiáng)度低，使用方便，增加了新舊炭塊的粘接面積，提高了炭塊的連接強(qiáng)度，降低了陽極炭塊整體的電阻，生產(chǎn)成本低，且本發(fā)明炭塊本體和分體填充塊可提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品合格率、降低單位產(chǎn)品能耗、降低破損率、運(yùn)輸、吊裝、安裝簡(jiǎn)便，各個(gè)環(huán)節(jié)的費(fèi)用成本均大幅降低，極佳的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁電解槽預(yù)焙陽極炭塊，特別是一種分體式填充塊連續(xù)預(yù)焙陽極炭塊。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電解鋁工藝均采用預(yù)焙陽極生產(chǎn)電解鋁。在電解槽工作時(shí)陽極組件由鋁導(dǎo)桿、爆炸片、陽極鋼爪、磷生鐵澆鑄層和預(yù)焙陽極炭塊共同構(gòu)成。預(yù)焙陽極炭塊一般為長(zhǎng)方體，具有穩(wěn)定的幾何形狀，以石焦油、瀝青焦為骨料，以煤瀝青為粘結(jié)劑，根據(jù)電解槽電流的大小和工藝的不同而有不同的尺寸，其電流密度一般在0.68～0.9A/cm²范圍內(nèi)，每個(gè)炭塊使用周期一般在30天左右。在電解鋁生產(chǎn)過程中，炭陽極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?xì)怏w而不斷消耗，需要定時(shí)更換，更換下來的炭塊行業(yè)中稱之為陽極殘極。預(yù)焙鋁電解生產(chǎn)必定產(chǎn)生大量陽極殘極，無殘極產(chǎn)生是上世紀(jì)60～70年代，預(yù)焙鋁電解工藝成熟以來一直沒有實(shí)現(xiàn)的行業(yè)夢(mèng)想。

現(xiàn)有的預(yù)焙陽極炭塊為一次性產(chǎn)品，在換極時(shí)首先必須靠多功能天車仔細(xì)打掉殘極四周的保溫料，再拔出導(dǎo)桿、鋼爪、殘極組合體。當(dāng)殘極移除后，高溫的殘極不僅帶走了大量熱能，還使得熔融的電解質(zhì)直接暴露在眼前，930～950℃的高溫，大面積的熱輻射和對(duì)流也造成巨大的熱能損失。換上的新陽極直接插入電解質(zhì)中，需吸收電解槽內(nèi)的有效大量熱能，冷凝在冷炭塊表面的電解質(zhì)使新炭塊不導(dǎo)電，需一天左右新?lián)Q上的炭塊才能正常工作。

本發(fā)明申請(qǐng)人在申請(qǐng)了一系列的鋁電解連續(xù)陽極生產(chǎn)專利基礎(chǔ)上，如中國專利201710088066.4—預(yù)焙陽極鋁電解在線連接陽極的方法及結(jié)構(gòu)，對(duì)陽極鋼爪和陽極炭塊結(jié)構(gòu)以及鋼爪與炭塊的連接方式等方面進(jìn)行了改造，連續(xù)陽極炭塊不需要炭塊消耗到很薄就可直接對(duì)接新炭塊，所以不需要擔(dān)心陽極鋼爪會(huì)被高溫的電解質(zhì)燒蝕而變形、損壞。鋼爪和陽極炭塊的連接，用鋁水澆鑄替代磷生鐵，陽極炭塊在電解槽中逐漸燒損，炭塊表面溫度會(huì)達(dá)到750℃左右，而鋁的熔點(diǎn)為660℃，此時(shí)炭碗中的鋁早已徹底熔化，解鎖復(fù)合式機(jī)械鋼爪，提起鋁導(dǎo)桿，整體移除機(jī)械復(fù)合式陽極鋼爪。移除了鋼爪的炭塊，被其四周燒結(jié)了的保溫料支撐，保留在原位未動(dòng)，能承受巨大的重壓也不會(huì)下沉。

但是對(duì)于移除了鋼爪的舊炭塊上炭碗是空心，舊炭塊和新炭塊進(jìn)行連接時(shí)，由于舊炭塊上的炭碗是空心的，舊炭塊上的粘接面積小，導(dǎo)致舊炭塊和新炭塊粘接不牢固，粘接后陽極炭塊整體強(qiáng)度差，且導(dǎo)電接觸小，粘接后陽極炭塊整體的電阻增大，壓降增加，電解能耗大，生產(chǎn)成本高。

現(xiàn)有眾所周知，用多種粒徑的炭素顆粒和焦油、瀝青經(jīng)混捏、生塊振動(dòng)(或擠壓)成型，再經(jīng)過焙燒燒結(jié)的預(yù)焙陽極炭塊生產(chǎn)工藝。從它的炭塊模具設(shè)計(jì)、生塊振動(dòng)(或擠壓)成型，專用焙燒爐焙燒時(shí)，生炭塊與生炭塊之間要用大量焦粉隔、墊，都十分忌諱炭塊上有凸起，特別是多個(gè)凸起。有凸起的炭塊成型時(shí)，凸起部分炭素糊料難以填充滿，密實(shí)度低，甚至缺失，生塊合格率低；生炭塊有近一噸重，體積巨大，生炭塊強(qiáng)度低且易碎。裝爐時(shí)運(yùn)輸、吊裝極易碰傷凸起部分，焦粉隔、墊量大，有效裝爐量小，能耗大，且產(chǎn)品變形大，合格率低；焙燒好的炭塊從炭素廠運(yùn)往鋁廠時(shí)，為了保護(hù)凸起，必須采用相應(yīng)的保護(hù)措施，費(fèi)時(shí)費(fèi)工、運(yùn)輸難度大、費(fèi)用高、損傷率高。

中國專利201710088066.4公開的預(yù)焙陽極鋁電解在線連接陽極的方法及結(jié)構(gòu)所述炭塊上、下部都有多個(gè)凸起部分的預(yù)焙陽極炭塊，都有成型、焙燒、運(yùn)輸困難、能耗高、成品率低、費(fèi)用高的問題。