一种阳极炭块上部保温层组合结构制造技术

本发明专利技术一种阳极炭块上部保温层组合结构，主要应用于预备铝电解槽生产过程中的阳极炭块保温层的构造和该定型保温组合块的生产制备。其特征是：在阳极炭块(1)部用多块碳素条形预制块(3)设置构建一层牺牲保护层(9)再在碳素条形预制块(3)层牺牲保护层(9)上部构建一层和覆盖保温层(10)，对阳极炭块实施上部保温。在铝电解槽现有生产工艺中，采用可减少覆盖结壳的热吸收和热散失，降低电解铝在生产过程中的能耗，减少覆盖料的物流周转量和破碎处理工作量，减少残极清理作业的工序环节，减轻工人的劳动强度，降低企业的生产成本。

Composite structure of upper insulating layer on anode carbon block

The invention relates to an upper heat insulating layer composite structure of an anode carbon block, which is mainly applied to the structure of an anode carbon block insulation layer in the preparation process of an aluminum electrolytic bath and the preparation and manufacture of the heat insulation composite block. The utility model is characterized in that the anode carbon block (1) pieces of carbon strip precast block for Ministry (3) set up a layer of sacrificial protective layer (9) on carbon strip preform (3) layer of sacrificial protective layer (9) to construct a upper layer and a cover insulating layer (10), the implementation of the upper temperature the anode carbon block. In aluminum electrolysis and the existing production process, can reduce the loss of the heat absorption and heat crust coverage, reduce the energy consumption of electrolytic aluminum in the production process, reduce the logistics turnover volume covering material and crushing workload, reduce scrap cleaning operation process, reduce labor intensity, reduce the production cost of enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种阳极炭块上部保温层组合结构
：本专利技术一种阳极炭块上部保温层组合结构，主要应用于预备铝电解槽生产过程中的阳极炭块保温层的构造和该定型保温组合块的生产制备。技术背景：现通用的铝电解槽阳极钢爪组，其阳极炭块上部构造有用于阳极钢爪连接梯形凸台(2)，阳极炭块梯形凸台(2)上构造用碳碗，阳极炭块内插入阳极钢爪后，在碳碗内浇注磷生铁，将阳极钢爪和阳极炭块进行导电连接。现有预焙铝电解槽，在进行电解生产过程中，一个重要的生产工序是更换阳极作业，即当阳极炭块消耗到残极厚度时，电解质液腐蚀危及到阳极钢爪头的使用安全时，需将残阳极炭块从铝电解槽槽膛内取出，更换上一个高度如初的新阳极炭块。在新更换的阳极炭块入槽就位后，为了提升阳极炭块的升温速度，防止阳极炭块氧化，减少铝电解槽阳极炭块的热散失，维持铝电解槽内的热平衡，需在新阳极炭块的上表面部和侧表面部，添加的散状颗粒物料粉，在阳极炭块上部形成一厚度在15cm至18cm厚度的覆盖料保温层。在电解生产过程中，该散状物料覆盖保温层，会随着阳极炭块消耗，温度的提高，在电解槽内烧结成一个整体的覆盖料结壳块层，俗称覆盖料结壳块。该覆盖料结壳块层，一旦在铝电解槽内烧结定型，其强度和温度较高，在更换阳极炭块时，需要打壳锤头将残极边部的覆盖料结壳块打开，(俗称开边缝作业)，而后，才能将残极炭块和上部处于红热状态的覆盖料结壳块层，从铝电解槽内取出，腾出位置，以便更换上一块新阳极炭块。刚从电解槽内取出的残极炭块、阳极钢爪和覆盖料结壳层烧结在一起，平均温度在700C°左右。为了使得阳极钢爪和覆盖料可重复利用，需先清理掉阳极炭块上部的散状覆盖料烧结结壳层。残极覆盖料结壳清理的工序是：待残极炭块和电解质覆盖料结壳层冷却后，采用机械干涉破碎或人工锤击破碎的方法，将电解质覆盖料结壳层在残极上击碎破清理下来，而后在将这些覆盖料结壳层碎块块，运至到机械破碎系统装置，将其破碎成粉状物料后，重新返回到电解生产工艺中，作为覆盖料粉重复使用。现通用的铝电解槽生产工艺，采用散状不定型的粉状物料，对阳极炭块上部进行覆盖保温的生产方式，在电解铝生产行业已经延续了几十年年，这种生产作业方式，主要存在以下缺陷；1、用电解质或氧化铝粉状颗粒料做成覆盖料保温层，在电解槽内烧结形成硬质结壳的过程中，会吸收大量的热能，浪费电解能耗。2、在更换阳极过程中，残极炭块带出的的覆盖保温结壳层处在红热高温状态，会在铝电解槽外释放出大量的无功热能，浪费电解能耗。3、在清理破碎残极炭块上部覆盖料结壳过程中，不仅会消耗大量的人工作业劳动和机械能耗，而且会产生大量的电解质粉尘污染环境。4、在更换残极进行开边缝作业过程中，以及吊取残极出槽过程中，会有覆盖料结壳块坠入到电解质液中，为防止覆盖料结壳块污染电解质，需用人工或机械进行捞块作业。该项作业在高温环境下进行，不仅环境艰苦，而且劳动强度较大。现有的预焙铝电解槽生产工艺，只要采用预焙阳极炭块进行生产，就必然存在着换极作业工序，就会产生阳极炭块上部覆盖料保温层的处理作业工序。而在现行生产工艺过程中，对残极炭块上部覆盖料的清理，破碎，输送物料工序，不仅占用了大量的劳务作业量，需要投入相当多的设备进行配置，而且粉尘物料会污染环境。
技术实现思路
：为了减少现有铝电解槽生产工艺中，采用粉散颗粒料作为阳极炭块上部保温层覆盖料所产生的上述缺陷，本发提出了一种新的对铝电解槽阳极炭块上部实施保温作业的技术方案，即一种阳极炭块上部保温层组合结构的设计和应用实施技术方案。一种阳极炭块上部保温层组合结构的技术路线是，用定型保温组合砖块(4)作为阳极炭块(1)上顶部的保温层材料，安装在铝电解槽阳极炭块(1)的上顶部部、阳极钢爪头(5)的外围，形成一个即可以移动拆卸、又可以重复使用的阳极炭块(1)保温层；以替代现有的用散状料对阳极炭块进行覆盖作业形成电解质覆盖料烧结壳保温层。其具体结构和实施技术方案是：1、一种阳极炭块上部保温层组合结构，其特征是：在阳极炭块(1)部设置构建有一层牺牲保护层(9)和一层覆盖保温层(10)，对阳极炭块上部实施保温，；其牺牲保护层(9)用多块碳素条形预制块(3)在阳极炭块(1)的上肩部水平面和炭块梯形凸台(2)外侧结合部位构建而成；其覆盖保温层(10)，在阳极炭块梯形凸台(2)的上顶部，以及牺牲保护层(9)碳素条形预制块(3)的上顶部，阳极钢爪头(5)外围，用2块以上的定型保温组合砖块(4)组合构建而成，其覆盖保温层(10)的外轮廓的平面投影为矩形，中间留有阳极钢爪头(5)与阳极炭块连接配置穿过的空间位置。在阳极炭块(1)肩部平面及炭块梯形凸台(2)的外侧部位置，用碳素条形预制块(3)构造抗电解质液侵蚀氧化的牺牲保护层(9)，其主要目的是：一是：在阳极炭块(1)使用到残极阶段时，可减少电解质液对阳极炭块(1)的本体的氧化烧损，以降低吨铝单位产品阳极炭块毛耗。二是：采用对电解液无污染的、且材料化学成分接近于阳极炭块(1)本体的碳质材料、作为制备的碳素条形预制块(3)的主体材料，构建成的牺牲保护层(9)，即使在电解槽内碳素条形预制块(3)有烧损氧化，其材料的化学成分，也不会对电解质液造成污染；三是：将碳素条形预制块(3)作为单体材料部件制备，与其它构造方式相比，如上部层为耐火保温材料、下部层为碳素复合材料的上下复一体构造的定型保温组合砖块(4)相比，其构造成本低，且材料的适应性强选择广。四是：在电解槽内，设置构建在电解槽内阳极炭块(1)上肩部与阳极炭块梯形凸台结合处的牺牲保护层(9)处，与电解质液层接触的机率以及烧损的速率，与构造安装在阳极炭块顶部的覆盖保温层(10)相比要小的多；在电解生产过程中，其定型保温组合砖块(4)的烧损维护更换量，与碳素条形预制块(3)的烧损维护更换量相比要小得多；如果合理的进行配置组合，不仅可以减少阳极保温层的整体构造成本，而且便于定型保温组合砖块(4)和碳素条形预制块(3)的维护，降低其周转使用的成本。2、依据上述技术方案：构造牺牲保护层(9)用的碳素条形预制块(3)，其断面形状为矩形、或为单边斜角矩形、其外观结构尺寸与炭块梯形凸台(2)进行对应配置。3、依据上述技术方案：构造牺牲保护层(9)用的碳素条形预制块(3)的制备材料，可采用阳极碳素材料或铝电解槽废旧阴极炭块材料进行制备，亦可采用其它耐火复合材料进行制备。4、依据上述技术方案：构造覆盖保温层(10)用的定型保温组合砖块(4)、采用耐火材料或保温隔热材料制成。5、依据上述技术方案：构造覆盖保温层(10)用的定型保温组合砖块(4)，其上部设置有吊装卡具或吊装卡槽。6、依据上述技术方案：定型保温组合砖块(4)，在靠贴阳极钢爪头(5)的侧边部处，设置有与阳极钢爪头(5)对应配置的凹型口(7)，该凹型口为矩形形或半圆形。本专利技术所提出的一种阳极炭块上部保温层组合结构特点是，先在阳极炭块上肩部水平面与梯形凸台(2)周围的结合处，用与阳极炭块(1)本体材料性能相接近的、且不会污染电解质液、又具有抗电解质液侵蚀氧化功能的碳素条形预制块(3)，构造一层牺牲保温层(9)，而后，再在碳素条形预制块(3)上顶部、阳极钢爪头(5)的外围，用定型保温组合砖块(4)构造一层阳极炭块覆盖保温层(10)，即采用功能分解，构造分层的设计方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳极炭块上部保温层组合结构，其特征是：在阳极炭块(1)部设置构建有一层牺牲保护层(9)和一层覆盖保温层(10)，对阳极炭块上部实施保温；其牺牲保护层(9)用多块碳素条形预制块(3)在阳极炭块(1)的上肩部水平面和炭块梯形凸台(2)外侧结合部位构建而成；其覆盖保温层(10)，在阳极炭块梯形凸台(2)的上顶部，以及牺牲保护层(9)碳素条形预制块(3)的上顶部，阳极钢爪头(5)外围，用2块以上的定型保温组合砖块(4)组合构建而成，其覆盖保温层(10)的外轮廓的平面投影为矩形，中间留有阳极钢爪头(5)与阳极炭块连接配置穿过的空间位置。

【技术特征摘要】
1.一种阳极炭块上部保温层组合结构，其特征是：在阳极炭块(1)部设置构建有一层牺牲保护层(9)和一层覆盖保温层(10)，对阳极炭块上部实施保温；其牺牲保护层(9)用多块碳素条形预制块(3)在阳极炭块(1)的上肩部水平面和炭块梯形凸台(2)外侧结合部位构建而成；其覆盖保温层(10)，在阳极炭块梯形凸台(2)的上顶部，以及牺牲保护层(9)碳素条形预制块(3)的上顶部，阳极钢爪头(5)外围，用2块以上的定型保温组合砖块(4)组合构建而成，其覆盖保温层(10)的外轮廓的平面投影为矩形，中间留有阳极钢爪头(5)与阳极炭块连接配置穿过的空间位置。2.依据权利要求1所述的一种阳极炭块上部保温层组合结构，其特征是：构造牺牲保护层(9)用的碳素条形预制块(3)，其断面形状为矩形、或为单边斜角矩形、其外观结构尺寸与炭块梯形凸台(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：高德金，高伟，王晓宇，
申请(专利权)人：高德金，
类型：发明
国别省市：广西,45