一种连续阳极炭块及其加工方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种连续阳极炭块及其加工方法。

背景技术：

预焙阳极铝电解槽已成为当今世界炼铝方法的技术主流。然而，传统铝电解槽生产采用“间断更换预焙阳极”的工艺方法，存在着如下问题：①配套的阳极组装生产线投资与运行成本增加；②铝电解槽未使用完的残极，处理量大(约为20％)；③残极返回阳极生产系统作为添加料后，大幅降低了预焙阳极的质量。

以30万吨铝电解系列工程为例，配套的阳极组装生产线的基建投资约为1.03亿元，折合吨铝投资约增加264元；按阳极毛耗540kg和净耗410kg计算吨铝残极量为130kg，占阳极毛耗的24.1％，返回阳极组装车间和阳极制造生产线的残极年处理量达到3.76万吨。单阳极组装生产线的吨铝生产成本就增加了约300元，约为铝用炭阳极售价的10％。

为了解决阳极无法连续更换及产生残极的问题，国内外做了一些开发应用。包括：1)上世纪50年代，德国VAW公司开发了一种连续预焙阳极CPA(Continuous Prebaked Anode)结构，并于1972年改进后在Eibewerk铝厂投产了7万吨产能的204台120kA连续预焙阳极铝电解槽系列，其特点是：①特制粘结糊。由焦炭和沥青组成，在75℃下可塑，焦化状态下能提供较强的机械连接作用；②采用类似于自焙阳极铝电解槽的自焙阳极炭块从炭块侧部插入导电钢棒的组装方式。该结构的缺点是：不能采用中间点式自动下料技术，预焙阳极尺寸过大难于更换，对特制粘结糊质量要求非常高等。

国内的一些专利也提出连续阳极方法。专利“铝电解槽的连续预焙阳极组合结构(CN103088367A)”提供了一种新型的夹具与异形阳极炭块配合使用，可以解决产生残极的问题，但是阳极无法连续更换。专利“一种铝电解槽连续阳极的装置(CN2552947Y)”提出采用履带以及阳极糊，实现阳极连续供应，该专利采用的类似于自焙阳极的阳极炭块，且没有提供阳极母线的连接方法。

随着现代铝电解厂的设计产能越来越大，对铝电解槽的原材料质量、节能环保、高效降本要求越来越高。因而，设计提供一种能大幅降低生产成本、节约投资、改善阳极质量的新型连续预焙阳极组合结构是必须的、意义重大的。

技术实现要素：

针对传统铝电解槽需间断更换预焙阳极所产生的问题，本发明提供了一种连续阳极炭块及其加工方法，该连续阳极炭块是一种铝电解槽的连续预焙阳极结构，起到导电和还原的双重作用，具有稳定的几何形状，该方法加工的阳极炭块实现了铝电解槽阳极的连续化操作，解决了目前间断性更换阳极以及产生残极的问题，降低铝电解过程的成本。

本发明的一种连续阳极炭块，为长方体或正方体结构，上表面设置有卡装块，下表面设置有卡装槽，上表面和下表面均为锯齿波纹面；侧面的一组对立面上分别设置有滑道，滑道两侧为固连区。

所述的卡装块为燕尾块；所述的卡装槽为燕尾槽。

所述的固连区，采用锯齿波纹面或平面，当固连区为平面时，在平面上设置有固连孔。

所述的固连区的锯齿波纹面为贯通锯齿波纹面。

所述的固连孔为圆孔或多边形孔。

所述的固连孔为1～3列。

所述的固连区为锯齿波纹面时，配合使用的移机履带的锯齿波纹面，与固连区的锯齿波纹面卡装配合；所述的固连区为带有固连孔的平面时，配合使用的移机履带的固连钮，与固连孔卡装配合。

所述的侧面的一组对立面为左侧面和右侧面，或为前面和后面。

所述的侧面的一组对立面的滑道为滑动导电槽，与滑动导电板配合使用。

在使用中，若干个阳极炭块联合使用，相邻的两个连续阳极炭之间，通过燕尾块和燕尾槽卡装固连。

本发明的连续阳极炭块的加工方法，按照如下步骤进行：

(1)阳极炭块的制备：

将原料成型为长方体或正方体，预焙烧后，得到阳极炭块；

(2)上下面加工：

将阳极炭块的上表面，加工成带有卡装块的结构，将阳极炭块的下表面，加工成带有卡装槽的结构；

将上表面和下表面，加工成锯齿波纹面；

(3)两个端面加工：

将连续阳极炭块与滑动导电板方向一致的两个端面，加工成上下贯通的滑道；

(4)滑动导电槽加工：

在滑道两侧的凸台上，加工成固连孔或锯齿波纹面，即制得连续阳极炭块。

所述的步骤(1)中，原料为石油焦、沥青焦油、残极、粘结剂、生碎和焙烧碎料。

所述的步骤(1)中，焙烧温度为1050～1250℃，焙烧时间为24～72h。

所述的步骤(1)中，将原料成型为长方体或正方体的方法为：将原料制备、配料、混粘、成型为长方体或正方体。

所述的步骤(2)中，上表面和下表面的锯齿波纹面均喷涂高温导电胶，以便增加导电性。

所述的步骤(3)中，滑道为具有一定宽度的滑动导电槽，在使用时，滑动导电板直接放在滑动导电槽上，滑动导电板与阳极炭块压实，充分接触，以便保证可连续供电。滑动导电板可与阳极炭块一起移动。

在使用中，若干个连续阳极炭块联合使用，相邻的两个连续阳极炭之间，通过燕尾块和燕尾槽卡装固连，如上表面和下表面的锯齿波纹面喷涂高温导电胶，可连续不断地将两个阳极炭块快速粘结，组合成导电性能良好的大体积连续阳极炭块。

所述的步骤(4)中，孔或锯齿波纹面，是便于与移机履带上面固定钮或锯齿波纹面相互咬合，实现阳极炭块的直接连续位移和安装。

本发明的一种连续阳极炭块及其加工方法，相比于现有技术，具有如下优点：

采用本发明的连续阳极炭块的智能电解槽，可以解决目前电解铝工业中阳极炭块近25％的残极，减少更换阳极引起的电解槽的电磁场波动，提高了资源利用率和降低了电解能耗。

附图说明

图1为一种固连区为平面的连续阳极炭块的三维立体图；

图2为一种固连区为锯齿波纹面连续阳极炭块的三维立体图；

图3为一种固连区为平面的连续阳极炭块装配三维立体图；

图4为一种固连区为锯齿波纹面连续阳极炭块装配三维立体图；

图1～4中，1为：卡装块；2为：卡装槽；3为：滑道；4为：设置有固连孔的平面固连区；5为：设置有锯齿波纹面的固连区。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种连续阳极炭块，为长方体结构，上表面设置有卡装块1，下表面设置有卡装槽2，上表面和下表面均为锯齿波纹面；侧面的一组对立面上分别设置有滑道3，滑道两侧为固连区。

卡装块为燕尾块；卡装槽为燕尾槽。

固连区为设置有固连孔的平面固连区4；固连孔为1列圆孔，配合使用的移机履带的固连钮，与固连孔卡装配合。

侧面的一组对立面的滑道3为滑动导电槽，与滑动导电板配合使用。

在使用中，若干个连续阳极炭块联合使用，相邻的两个连续阳极炭之间，通过燕尾块和燕尾槽卡装固连。

一种连续阳极炭块的加工方法，按照如下步骤进行：

(1)阳极炭块的制备：

将原料石油焦、沥青焦油、残极、粘结剂、生碎和焙烧碎料，配料、混粘、成型为长方体，在1100～1250℃，焙烧24h，焙烧后得到阳极炭块；

(2)上下面加工：

将阳极炭块的上表面，加工成带有卡装块的结构，将阳极炭块的下表面，加工成带有卡装槽的结构；

将上表面和下表面，加工成锯齿波纹面；上表面和下表面的锯齿波纹面均喷涂高温导电胶；

(3)两个端面加工：

将连续阳极炭块与滑动导电板方向一致的两个端面，加工成上下贯通的滑道；

滑道为具有一定宽度的滑动导电槽，在使用时，滑动导电板直接放在滑动导电槽上，滑动导电板与阳极炭块压实，充分接触，以便保证可连续供电。滑动导电板可与阳极炭块一起移动。

(4)滑动导电槽加工：

在滑道两侧的凸台上，加工成固连孔，即制得连续阳极炭块。

固连孔，是便于与移机履带上面固定钮相互咬合，实现阳极炭块的直接连续位移和安装。

本实施例的连续阳极炭块的三维立体图见图1，一种连续阳极炭块装配三维立体图见图3。

实施例2

一种连续阳极炭块，为正方体结构，上表面设置有卡装块1，下表面设置有卡装槽2，上表面和下表面均为锯齿波纹面；侧面的一组对立面上分别设置有滑道3，滑道两侧为固连区。

卡装块为燕尾块；卡装槽为燕尾槽。

固连区为锯齿波纹面5；锯齿波纹面为贯通锯齿波纹面，配合使用的移机履带的锯齿波纹面，与固连区的锯齿波纹面卡装配合；

侧面的一组对立面的滑道3为滑动导电槽，与滑动导电板配合使用。

在使用中，若干个连续阳极炭块联合使用，相邻的两个连续阳极炭之间，通过燕尾块和燕尾槽卡装固连。

一种连续阳极炭块的加工方法，按照如下步骤进行：

(1)阳极炭块的制备：

将原料石油焦、沥青焦油、残极、粘结剂、生碎和焙烧碎料，配料、混粘、成型为正方体，在1050～1100℃，焙烧72h，焙烧后得到阳极炭块；

(2)上下面加工：

将阳极炭块的上表面，加工成带有卡装块的结构，将阳极炭块的下表面，加工成带有卡装槽的结构；

将上表面和下表面，加工成锯齿波纹面；上表面和下表面的锯齿波纹面均喷涂高温导电胶；

(3)两个端面加工：

将连续阳极炭块与滑动导电板方向一致的两个端面，加工成上下贯通的滑道；

滑道为具有一定宽度的滑动导电槽，在使用时，滑动导电板直接放在滑动导电槽上，滑动导电板与阳极炭块压实，充分接触，以便保证可连续供电。滑动导电板可与阳极炭块一起移动。

(4)滑动导电槽加工：

在滑道两侧的凸台上，加工成锯齿波纹面，即制得连续阳极炭块。

锯齿波纹面，是便于与移机履带上面锯齿波纹面相互咬合，实现阳极炭块的直接连续位移和安装。

本实施例的连续阳极炭块的三维立体图见图2，一种连续阳极炭块装配三维立体图见图4。