一种电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的装备及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明是一种电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的装备及方法，属于电解铝电极制备技术领域。
【背景技术】
[0002]电解铝是以氧化铝作为溶质，以熔融冰晶石作为溶剂，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950°C-970°C下，在电解槽内的两极上进行电化学反应而得到的最终铝产品。
[0003]电解槽是电解铝制作生产的重要设备，电解铝阴极作为电解槽的核心部分，其制造生产中外一直延用电阻热加热法，即通过对钢棒通电使得钢棒产生电阻热再传导给石墨碳块预热，经过长时间保温，至达到阴极棒600 0C -700 0C和石墨块200 °C-300 °C符合生产工艺所需温度;详见原加热工艺。其缺陷是电耗高、效率低、投资大。
[0004]具体表现为:
1.电阻热加热时间长、电耗高:一组6块加热需3小时，测算到每块需加热时间30分钟，每块电耗800kwh;
2.由于电解铝阴极规格型号众多，常规的有5种，电阻加热法需要每一种规格配置一种定型设备，即常规电解铝附极需5套设备；
3.现有手工或半机械生产工艺浇注成形电极使钢棒与大型碳块成为一体，生产工艺落后、产品质量不稳定、能耗高、生产效率低下。
[0005]本发明的技术解决方案:电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的装备，其结构是包括感应器1、感应加热电源2、水冷电缆3、阴极棒4、石墨块5、填充钢液空间6;其中感应器I固定在加热区机动棍道8的上部，阴极棒4被置放在石墨块5的上面，阴极棒4和石墨块5之间分别留有填充钢液空间6。
[0006 ]电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的方法，包括如下步骤:
1)石墨块5被置放在上料机动辊道7上，四个阴极棒4被置放在石墨块5上面；
2)阴极棒4和石墨块5之间，分别留有共四个的填充钢液空间6;
3)上料机动辊道7、加热区机动辊道8同时运转，将置放有阴极棒4的石墨块5，从上料机动辊道7上移动至加热区机动辊道8，同时进入了感应器I中；
4 )上料机动辊道7、加热区机动辊道8同时停止运转，感应加热电源2通电启动，通过水冷电缆3，使得感应器I开始对阴极棒4和石墨块5进行感应加热；
5)阴极棒4和石墨块5被加热，至达到阴极棒6000C -700 °C和石墨块200 °C_300 °C符合工艺所需温度；
6)加热区机动辊道8、下料机动辊道9同时运转，将置放有阴极棒4的石墨块5，从加热区机动辊道8上移动至下料机动辊道9上，准备钢液浇注；
7 )加热区机动辊道8、下料机动辊道9同时停止运转，浇包1将钢液，浇入阴极棒4和石墨块5之间的四个填充钢液空间6中； 8)待钢液冷却后，阴极棒4即被冷却凝固钢液，与石墨块5固定成一体，最终制作完成一个电解铝阴极电极的成品；
9)重复步骤1)，制备下一个电解铝阴极电极成品。
[0007]本发明的优点:
(I)电阻热加热时间长、电耗高:一组6块加热需3小时，测算到每块需加热时间30分钟，每块电耗800kwh。
[0008]只需一套装备就能加热生产各种型号规格的电解铝阴极产品，例
如:按5种规格产品来计算，其投资额只占电阻生产加热法的20%，大大节约了投资成本。而最显著的优点是高效节能:采用电磁感应加热制造工艺，时间由原来的每块30分钟下降至每块9分钟，速度提高66%;而且可以不间断连续加热生产，电耗由原来的800kwh/块减少到500kwh/块，节能38%左右;产量由50块/天提高到120块/天，提高效率140%。
[0009](2)是将原来传统的手工或半机械生产工艺提升为全自动智能流水线生产工艺，即通过智能控制系统将阴极石墨碳块由机械传送至电磁感应器内加热到工艺所需温度，然后经过机械传动将石墨碳块送到钢棒浇铸位置，同时对钢液进行自动浇铸，使得钢棒与大型碳块成为一体，并达到同一温度，提高了产品质量和生产效率。
【附图说明】
[0010]附图1是一种电磁感应加热法制作电解铝阴极电极装备的主视图。
[0011]附图2是一种电磁感应加热法制作电解铝阴极电极装备的俯视图。
[0012]图1中的I是感应器、2是感应加热电源、3是水冷电缆、4是阴极棒、5是石墨块、6是填充钢液空间；图2中的7是上料机动辊道、8是加热区机动辊道、9是下料机动辊道、10是浇包。
【具体实施方式】
[0013]对照附图1和图2，电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的装备，其结构包括一个感应器1、一个感应加热电源2、二根水冷电缆3、四个阴极棒4、一个石墨块5、四个填充钢液空间6、一个上料机动辊道7、一个加热区机动辊道8、一个下料机动辊道9和一个浇包10;其中一个感应加热电源2、一个上料机动辊道7、一个加热区机动辊道8、一个下料机动辊道9和一个浇包10均按图2布置，固定在地面上，一个感应器I固定在一个加热区机动辊道8上部，四个阴极棒4被置放在一个石墨块5上面，阴极棒4和石墨块5之间，分别留有共四个的填充钢液空间6，置放有阴极棒4的石墨块5，可以依次在一个上料机动辊道7、一个加热区机动辊道8、一个下料机动辊道9间被移动。
[0014]电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的方法，包括如下步骤:
1)石墨块5被置放在上料机动辊道7上，四个阴极棒4被置放在石墨块5上面；
2)阴极棒4和石墨块5之间，分别留有共四个的填充钢液空间6;
3)上料机动辊道7、加热区机动辊道8同时运转，将置放有阴极棒4的石墨块5，从上料机动辊道7上移动至加热区机动辊道8，同时进入了感应器I中；
4)上料机动辊道7、加热区机动辊道8同时停止运转，感应加热电源2通电启动，通过水冷电缆3，使得感应器I开始对阴极棒4和石墨块5进行感应加热；5)阴极棒4和石墨块5被加热，至达到阴极棒6000C -700 °C和石墨块200 °C_300 °C符合工艺所需温度；
6)加热区机动辊道8、下料机动辊道9同时运转，将置放有阴极棒4的石墨块5，从加热区机动辊道8上移动至下料机动辊道9上，准备钢液浇注；
7 )加热区机动辊道8、下料机动辊道9同时停止运转，浇包1将钢液，浇入阴极棒4和石墨块5之间的四个填充钢液空间6中；
8)待钢液冷却后，阴极棒4即被冷却凝固钢液，与石墨块5固定成一体，最终制作完成一个电解铝阴极电极的成品；
9)重复步骤1)，制备下一个电解铝阴极电极成品。
[0015]本发明的投资成本只占电阻生产加热法的20%，大大节约了投资成本，高效节能:采用电磁感应加热制造工艺，单件生产时间速度提高66%;产量由50块/天提高到120块/天，提尚效率140%。
[0016]可以连续加热不间断生产提高产能。电耗由原来的800kwh/块减少到500kwh/块，节能38%，年节电600万元。
[0017]原来传统的手工或半机械生产工艺提升为全自动智能流水线生产工艺，即通过智能控制系统将阴极石墨碳块由机械传送至电磁感应器内加热到工艺所需温度，然后经过机械传动将石墨碳块送到钢棒浇铸位置，同时对钢液进行自动浇铸，使得钢棒与大型碳块成为一体，并达到同一温度，提高了产品质量和生产效率。
【主权项】
1.电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的装备，其特征是包括感应器、感应加热电源、水冷电缆、阴极棒、石墨块、填充钢液空间；其中感应器固定在加热区机动辊道的上部，阴极棒被置放在石墨块的上面，阴极棒和石墨块之间分别留有填充钢液空间。2.根据权利要求1所述的电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的装备，其特征是所述的感应器、感应加热电源、石墨块均为一个，水冷电缆二根、阴极棒、填充钢液空间各有四个。3.如权利要求1的电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的方法，其特征是包括如下步骤: 1)石墨块被置放在上料机动辊道上，四个阴极棒被置放在石墨块上面； 2)阴极棒和石墨块之间，分别留有共四个的填充钢液空间； 3)上料机动辊道、加热区机动辊道同时运转，将置放有阴极棒的石墨块，从上料机动辊道上移动至加热区机动辊道，同时进入了感应器中； .4 )上料机动棍道、加热区机动棍道同时停止运转，感应加热电源通电启动，通过水冷电缆，使得感应器开始对阴极棒和石墨块进行感应加热； 5)阴极棒和石墨块被加热，至达到阴极棒6000C-700 0C和石墨块200 °C-300 °C符合工艺所需温度； 6)加热区机动辊道、下料机动辊道同时运转，将置放有阴极棒的石墨块，从加热区机动辊道上移动至下料机动辊道上，准备钢液浇注； 7)加热区机动辊道、下料机动辊道同时停止运转，浇包将钢液浇入阴极棒和石墨块之间的四个填充钢液空间中； 8)待钢液冷却后，阴极棒即被冷却凝固钢液与石墨块固定成一体，完成一个电解铝阴极电极的成品； .9)重复步骤1)，制备下一个电解铝阴极电极成品。
【专利摘要】本发明是一种电磁感应加热法制作电解铝阴极电极的装备及方法，其结构包括感应器、感应加热电源、水冷电缆、阴极棒、石墨块、填充钢液空间；优点：投资成本只占电阻生产加热法的20%：采用电磁感应加热制造方法，单件生产时速提高66%；由50块/天提高到120块/天，可以连续加热不间断生产提高产能。电耗由原来的800kwh/块减少到500kwh/块，节能38%；生产工艺方法可提升为全自动智能流水线生产工艺，即通过智能控制系统将阴极石墨碳块由机械传送至电磁感应器内加热至达到阴极棒600℃-700℃和石墨块200℃-300℃符合工艺所需温度，然后经过机械传动将石墨碳块送到钢棒浇铸位置，同时对钢液进行自动浇铸，使阴极棒与大型碳块成为一体，达到同一温度，提高产品质量。
【IPC分类】C25C3/08
【公开号】CN105586608
【申请号】CN201610089621
【发明人】朱兴发, 朱卫星, 候利民, 智通才, 李亚逸, 丁富托
【申请人】苏州振湖电炉有限公司, 苏州振吴电炉有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年2月18日