一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块制造技术

本发明专利技术公开了一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块。包括有炭块本体，炭块本体上设有炭碗总成连接凹坑，炭碗总成连接凹坑内设有炭碗总成，炭碗总成上设有炭碗，炭碗底部的炭碗总成上设有机械钢爪连接环槽，炭碗总成上的炭碗内活动设有超长炭碗填充块。本发明专利技术与浇铸‑机械复合式钢爪配合，可实现预焙阳极的连续使用，连接新阳极炭块时间短、劳动强度低，使用方便，提高了连续预焙阳极炭块的填充率，提高了炭块的连接强度，降低了阳极炭块整体的电阻，延长了单块炭块的寿命，生产成本低，且炭块本体和分体式独立炭碗、超长填充块制造、焙烧、运输、使用都简单，制造成品率高、费用、成本低廉的特点。

A continuous pre-baked anode carbon block with split independent carbon bowl and super-long filler block structure

【技术实现步骤摘要】
一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块
本专利技术涉及一种铝电解槽预焙阳极炭块，特别是一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块。
技术介绍
现代电解铝工艺均采用预焙阳极生产电解铝。在电解槽工作时阳极组件由铝导杆、爆炸片、阳极钢爪、磷生铁浇铸层和预焙阳极炭块共同构成。预焙阳极炭块一般为长方体，具有稳定的几何形状，以石焦油、沥青焦为骨料，以煤沥青为粘结剂，根据电解槽电流的大小和工艺的不同而有不同的尺寸，其电流密度一般在0.68～0.9A/cm2范围内，每个炭块使用周期一般在30天左右。在电解铝生产过程中，炭阳极与氧化铝电解分解出来的氧气在高温下不断反应，释放二氧化碳气体而不断消耗，需要定时更换，更换下来的炭块行业中称之为阳极残极。预焙铝电解生产必定产生大量阳极残极，无残极产生是上世纪60～70年代，预焙铝电解工艺成熟以来一直没有实现的行业梦想。现有的预焙阳极炭块为一次性产品，在换极时首先必须靠多功能天车仔细打掉残极四周的保温料，再拔出导杆、钢爪、残极组合体。当残极移除后，高温的残极不仅带走了大量热能，还使得熔融的电解质直接暴露在眼前，930～950℃的高温，大面积的热辐射和对流也造成巨大的热能损失。换上的新阳极直接插入电解质中，需吸收电解槽内的有效大量热能，冷凝在冷炭块表面的电解质使新炭块不导电，需一天左右新换上的炭块才能正常工作。本专利技术申请人在申请了一系列的铝电解连续阳极生产专利基础上，如中国专利201710088066.4—预焙阳极铝电解在线连接阳极的方法及结构，对阳极钢爪和阳极炭块结构以及钢爪与炭块的连接方式等方面进行了改造，连续阳极炭块不需要炭块消耗到很薄就可直接对接新炭块，所以不需要担心阳极钢爪会被高温的电解质烧蚀而变形、损坏。钢爪和阳极炭块的连接，用铝水浇铸替代磷生铁，阳极炭块在电解槽中逐渐烧损，炭块表面温度会达到750℃左右，而铝的熔点为660℃，此时炭碗中的铝早已彻底熔化，解锁复合式机械钢爪，提起铝导杆，整体移除机械复合式阳极钢爪。移除了钢爪的炭块，被其四周烧结了的保温料支撑，保留在原位未动，能承受巨大的重压也不会下沉。但是对于移除了钢爪的旧炭块上炭碗是空心，旧炭块和新炭块进行连接时，由于旧炭块上的炭碗是空心的，旧炭块上的粘接面积小，导致旧炭块和新炭块粘接不牢固，粘接后阳极炭块整体强度差，且导电接触小，粘接后阳极炭块整体的电阻增大，压降增加，电解能耗大，生产成本高。现有众所周知，用多种粒径的炭素颗粒和焦油、沥青经混捏、生块振动（或挤压）成型，再经过焙烧烧结的预焙阳极炭块生产工艺。从它的炭块模具设计、生块振动（或挤压）成型，专用焙烧炉焙烧时，生炭块与生炭块之间要用大量焦粉隔、垫，都十分忌讳炭块上有凸起，特别是多个凸起。有凸起的炭块成型时，凸起部分炭素糊料难以填充满，密实度低，甚至缺失，生块合格率低；生炭块有近一吨重，体积巨大，生炭块强度低且易碎。装炉时运输、吊装极易碰伤凸起部分，焦粉隔、垫量大，有效装炉量小，能耗大，且产品变形大，合格率低；焙烧好的炭块从炭素厂运往铝厂时，为了保护凸起，必须采用相应的保护措施，费时费工、运输难度大、费用高、损伤率高。中国专利201710088066.4公开的预焙阳极铝电解在线连接阳极的方法及结构所述炭块上、下部都有多个凸起部分的预焙阳极炭块，都有成型、焙烧、运输困难、能耗高、成品率低、费用高的问题。综上所述，现有技术存在以下技术缺陷：1、现有的预焙阳极生产电解铝更换阳极造成巨大的热能损失，更换阳极费时，造成电能浪费，换极时的工作环境温度高，劳动条件极端恶劣，炭素材料浪费大，对环境污染严重；2、中国专利201710088066.4公开的预焙阳极铝电解在线连接阳极的方法及结构，旧炭块要和新炭块进行连接时由于旧炭块上的炭碗是空心的，旧炭块上的粘接面积小，导致旧炭块和新炭块粘接不牢固，粘接后阳极炭块整体强度差，且导电接触小，粘接后阳极炭块整体的电阻增大，压降增加，电解能耗大，生产成本高；3、现有阳极炭块上、下部都有多个凸起部分的预焙阳极炭块，成型、焙烧、运输困难、能耗高、成品率低、费用高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块。本专利技术与浇铸-机械复合式钢爪配合，可实现预焙阳极的连续使用，连接新阳极炭块时间短、劳动强度低，使用方便，提高了连续预焙阳极炭块的填充率，提高了炭块的连接强度，降低了阳极炭块整体的电阻，延长了单块炭块的寿命，生产成本低，且炭块本体和分体式独立炭碗、超长填充块制造、焙烧、运输、使用都简单，制造成品率高、费用、成本低廉的特点。本专利技术的技术方案：提供一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块，包括有炭块本体，炭块本体上设有炭碗总成连接凹坑，炭碗总成连接凹坑内设有炭碗总成，炭碗总成上设有炭碗，炭碗底部的炭碗总成上设有机械钢爪连接环槽，炭碗总成上的炭碗内活动设有超长炭碗填充块。前述的分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块中，所述炭碗总成中含有0.5-5%碳纤维。前述的分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块中，所述炭块本体上部正中经连接凸头粘接凹槽活动设有连接凸头，炭块本体底部正中设有连接凹槽。前述的分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块中，所述炭碗下方的炭块本体底部上对应设有炭碗凸头连接凹坑。前述的分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块中，所述炭块本体上下表面上均设有1-2mm炮泥层。与现有技术相比，本专利技术通过具有以下有益效果：1、本专利技术分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块的炭块本体、炭碗总成和超长炭碗填充块制备时所用的炭块模具结构简单合理，连续预焙阳极炭块生块成型率高、合格率高。原中国专利201710088066.4公开的预焙阳极铝电解在线连接阳极的方法及结构所述炭块上、下部都有多个凸起部分的预焙阳极炭块，生块合格率为80%。本专利技术的炭块生块合格率为98%，单位生块成型工序生产成本大幅降低。2、本专利技术分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块的的炭块本体、炭碗总成和超长炭碗填充块在焙烧时，运输、吊装方便，工作效率高，生块不易损伤，焦粉隔层厚度较薄，焙烧炉有效装填率高，单块焙烧能耗低、变形小、成品合格率高。原中国专利201710088066.4公开的预焙阳极铝电解在线连接阳极的方法及结构所述炭块上、下部都有多个凸起部分的预焙阳极炭块，炭块合格率为90%。本专利技术的合格率为99%，焙烧工序的单位成本大幅降低。3、本专利技术在运输时，吊装简单、方便、损伤报废率低、运输费用低廉，本专利技术在电解槽上安装时，超长炭碗填充块上、下插入的炭碗凸头连接凹坑、炭碗都有一定活动退让空间，安装精度要求低，安装更顺畅，新旧炭块连接时，便于超长炭碗填充块安装。4、本专利技术在此单独制作的含有炭碗及机械钢爪连接环槽的炭块命名为炭碗总成，命名与炭碗总成匹配的炭块本体上的凹坑为炭碗总成连接凹坑。通过在炭碗总成的原料中添加了0.5-5%碳纤维，经混捏、成型制备炭碗总成生块，或将炭碗总成生块经焙烧成炭碗总成熟块，当炭碗总成生块嵌入炭碗总成连接凹坑后，随着炭块本体生块一起焙烧，或在炭碗总成熟块涂抹粘接剂粘接在炭块本体熟块上的炭碗总成连接凹坑内，其上表面与炭块本体平齐，实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块，其特征在于：包括有炭块本体（1），炭块本体（1）上设有炭碗总成连接凹坑（5），炭碗总成连接凹坑（5）内设有炭碗总成（6），炭碗总成（6）上设有炭碗（10），炭碗（10）底部的炭碗总成（6）上设有机械钢爪连接环槽（11），炭碗总成（6）上的炭碗（10）内活动设有超长炭碗填充块（7）。

【技术特征摘要】
1.一种分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块，其特征在于：包括有炭块本体（1），炭块本体（1）上设有炭碗总成连接凹坑（5），炭碗总成连接凹坑（5）内设有炭碗总成（6），炭碗总成（6）上设有炭碗（10），炭碗（10）底部的炭碗总成（6）上设有机械钢爪连接环槽（11），炭碗总成（6）上的炭碗（10）内活动设有超长炭碗填充块（7）。2.根据权利要求1所述的分体式独立炭碗、超长填充块结构连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述炭碗总成（6）中含有0.5-5%碳纤维。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹铜华，邹建明，
申请(专利权)人：贵州铝城铝业原材料研究发展有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52