一种连续预焙阳极炭块炭碗制造技术

本发明专利技术公开了一种连续预焙阳极炭块炭碗。包括有炭碗总成，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；所述炭碗总成嵌入炭碗总成连接凹坑与炭块本体焙烧或粘接成一体；按重量计，炭碗总成中含有0.5‑7%碳纤维，所述碳纤维长度为0.5‑2mm。本发明专利技术炭碗在制作时通过在常规预焙阳极炭块的原料配方基础上加入适量的、高强度、高韧性的碳纤维，可确保炭碗总成在电解槽上工作时，无裂纹、裂缝产生，不会发生炭碗铝水泄漏，同时也提高了炭碗底部的机械钢爪连接环槽的机械强度，使连接更牢固可靠的有益效果。

A Continuous Prebaked Anode Carbon Bowl

【技术实现步骤摘要】
一种连续预焙阳极炭块炭碗
本专利技术涉及一种铝电解槽阳极炭块结构领域，特别是一种连续预焙阳极炭块炭碗的制作材料和方法。
技术介绍
现代电解铝工业，均采用预焙阳极生产电解铝。通常的预焙阳极炭块是间断使用的，一块阳极炭块的使用周期是30天左右。预焙阳极炭块在使用过程中逐步消耗，当剩余高度为15～18cm时，必须从电解槽上取出，更换新的阳极炭块。预焙阳极一般为长方体，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。现有的预焙阳极电解铝生产中，阳极钢爪与阳极炭块全部采用磷生铁浇铸式连接，在预焙阳极炭块导电方向的上表面设有2-4个直径为160-180mm，深为80-110mm的圆槽，俗称炭碗，在阳极组装时，炭碗用来安放阳极爪头，用磷生铁将阳极爪头浇铸在炭碗中，阳极钢爪头和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，这样阳极导电杆和阳极炭块连为一体，组成阳极炭块组，磷生铁浇铸式预焙阳极炭块组是现代预焙电解槽目前使用的唯一阳极生产方式。这种阳极生产方式在更换阳极时不可有序拆解，只能破坏性解体阳极残极和磷生铁浇铸的阳极钢爪，造成大量的阳极残极产生。现有的预焙阳极炭块为一次性生产、消耗材料产品，现有炭块工艺决定其内应力较大常有开裂、掉块、掉粒现象。开裂为横纹时，电流无法通过，就视为不合格产品，只能直接报废，收回作为原料使用。炭块燃烧过程中也会应为内应力的变化，经常造成槽内掉块和裂纹产生。在配合本专利技术人专利技术的铝水浇铸--机械式复合钢爪及相应结构的炭块（专利号201710088066.4）使用时，必定会造成漏铝水，造成泄漏了铝水的炭碗、钢爪不导电，破坏电解生产。本专利技术申请人还申请了一系列连续预焙阳极炭块的结构与制作方法的专利并申请了一系列便于阳极换极的铝水浇铸～机械复合式阳极钢爪，参考专利号201710088066.4，可以将阳极钢爪从被烧损的阳极炭块上有序拆解，再在旧炭块上对接新炭块继续工作，以实现阳极的连续使用。铝水浇铸的连接方式不允许炭碗底部以及四周有裂纹、裂缝存在，会造成炭碗中铝水泄漏，阳极钢爪不导电，破坏电解生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种连续预焙阳极炭块炭碗结构、制造方法及制造材料。本专利技术炭碗在制作时通过在常规预焙阳极炭块的原料配方基础上加入适量的、高强度、高韧性的碳纤维，可确保炭碗总成在电解槽上工作时，无裂纹、裂缝产生，不会发生炭碗铝水泄漏，同时也提高了炭碗底部的机械钢爪连接环槽的机械强度，使连接更牢固可靠。本专利技术的技术方案：一种连续预焙阳极炭块炭碗，包括有炭碗总成，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。前述的连续预焙阳极炭块炭碗中，所述炭碗总成嵌入炭碗总成连接凹坑与炭块本体焙烧或粘接成一体。前述的连续预焙阳极炭块炭碗中，按重量计，所述炭碗总成中含有0.2-7%碳纤维。前述的连续预焙阳极炭块炭碗中，按重量计，所述炭碗总成中含有0.3-6%碳纤维。前述的连续预焙阳极炭块炭碗中，按重量计，所述炭碗总成中含有0.5-5%碳纤维。前述的连续预焙阳极炭块炭碗中，所述碳纤维长度为0.5-2mm。所述的连续预焙阳极炭块炭碗制备方法，在炭碗总成混捏时加入碳纤维，使炭碗总成材料和碳纤维混合在一起，然后成型、焙烧即得。前述的连续预焙阳极炭块炭碗制备方法中，所述炭碗总成材料为石油焦和沥青。前述的连续预焙阳极炭块炭碗制备方法中，所述具体步骤是将炭碗总成材料破碎、筛分后，加入碳纤维混捏、成型、焙烧即得。前述的连续预焙阳极炭块炭碗制备方法中，所述炭碗总成材料破碎、筛分后粒径大小为0.07-1mm。与现有技术相比，具有以下有益效果：1、本专利技术改变了现有预焙阳极炭块炭碗的制造方式、部分制造材料和结构。现有的预焙阳极炭块炭碗均是直接在炭块本体上部开2个或多个以上的凹坑，形成炭碗。本专利技术首先在炭块本体上部开2个或多个直径大于炭碗直径的凹坑，且凹坑的深度大于炭碗深度，凹坑以直径大于炭碗40～60mm，深度大于炭碗深度20～30mm为佳，单独制作一个与炭块本体上的凹坑匹配的炭块，炭块内含有一个完整的炭碗空间，还在炭碗底部设计了机械钢爪连接环槽。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。当炭碗总成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嵌入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。2、由于炭碗总成内添加的碳纤维极细，经过混捏、焙烧等一系列加工，碳纤维在炭碗总成内呈网络状分布，因为强韧的碳纤维拉扯，炭碗总成不会有裂纹、裂缝产生。3、炭碗总成中加入碳纤维同样能提高炭碗的抗钠浸蚀能力和抗热震性，有很高的抗拉强度，能防止炭碗总成在电解槽上工作时因内应力变化，炭碗总成底部以及四周产生裂纹、裂缝，炭碗总成中的铝水泄漏，破坏电解生产。添加了碳纤维的炭碗总成增强了机械强度，保证了炭碗总成中浇铸的铝水熔化后，机械钢爪钩挂炭块的可靠性、牢固性，保证电解槽的稳定工作。4、炭碗总成的底部设计了机械钢爪连接环槽，有利于铝水浇铸--机械复合式钢爪与预焙阳极炭块之间的有序拆解，协助消除阳极残极的产生，有效的减少环境污染。综上所述，本专利技术炭碗在制作时通过在常规预焙阳极炭块的原料配方基础上加入适量的、高强度、高韧性的碳纤维，可确保炭碗总成在电解槽上工作时，无裂纹、裂缝产生，不会发生炭碗铝水泄漏，同时也提高了炭碗底部的机械钢爪连接环槽的机械强度，使连接更牢固可靠的有益效果。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。附图中的标记为：1-炭块本体，2-炭碗总成连接凹坑，3-炭碗总成，4-炭碗，5-机械钢爪连接环槽。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例1。一种连续预焙阳极炭块炭碗，构成如图1所示，包括有炭碗总成3，炭碗总成3上设有炭碗4，炭碗4底部的炭碗总成3上设有机械钢爪连接环槽5；按重量计，炭碗总成3中含有0.2%碳纤维，碳纤维长度为0.5-2mm；具体将炭碗总成材料破碎、筛分，筛分后粒径大小为0.07-1mm加入碳纤维混捏、使炭碗总成材料和碳纤维混合在一起，然后成型，焙烧，即得炭碗总成3，所述炭碗总成材料为石油焦和沥青；将炭碗总成3熟块涂抹粘接剂嵌入在炭块本体1熟块上的炭碗总成连接凹坑内2，其上表面与炭块本体平1齐。实施例2。一种连续预焙阳极炭块炭碗，构成如图1所示，包括有炭碗总成3，炭碗总成3上设有炭碗4，炭碗4底部的炭碗总成3上设有机械钢爪连接环槽5；按重量计，炭碗总成3中含有3%碳纤维，碳纤维长度为0.5-2mm；具体将炭碗总成材料破碎、筛分，筛分后粒径大小为0.07-1mm加入碳纤维混捏、使炭碗总成材料和碳纤维混合在一起，然后成型，嵌入炭块本体1生块上的炭碗总成连接凹坑2后，随着炭块本体1生块一起焙烧，即得；所述炭碗总成材料为石油焦和沥青；实施例3。一种连续预焙阳极炭块炭碗，构成如图1所示，包括有炭碗总成3，炭碗总成3上设有炭碗4，炭碗4底部的炭碗总成3上设有机械钢爪连接环槽5；按重量计，炭碗总成3中含有5%碳纤维，碳纤维长度为0.5-2mm；具体将炭碗总成材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续预焙阳极炭块炭碗，其特征在于：包括有炭碗总成（3），炭碗总成（3）上设有炭碗（4），炭碗（4）底部的炭碗总成（3）上设有机械钢爪连接环槽（5）。

【技术特征摘要】
1.一种连续预焙阳极炭块炭碗，其特征在于：包括有炭碗总成（3），炭碗总成（3）上设有炭碗（4），炭碗（4）底部的炭碗总成（3）上设有机械钢爪连接环槽（5）。2.根据权利要求1所述的连续预焙阳极炭块炭碗，其特征在于：所述炭碗总成（3）嵌入炭碗总成连接凹坑（2）与炭块本体（1）焙烧或粘接成一体。3.根据权利要求2所述的连续预焙阳极炭块炭碗，其特征在于：按重量计，所述炭碗总成（3）中含有0.2-7%碳纤维。4.根据权利要求3所述的连续预焙阳极炭块炭碗，其特征在于：按重量计，所述炭碗总成（3）中含有0.3-6%碳纤维。5.根据权利要求4所述的连续预焙阳极炭块炭碗...

【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